kaip išspręsti CSP šiluminę problemą

CSP (chip scale package) pakuotė reiškia pakavimo technologiją, kai pačios pakuotės dydis neviršija 20% paties lusto dydžio. Siekdami šio tikslo, šviesos diodų gamintojai kiek įmanoma sumažina nereikalingas konstrukcijas, pavyzdžiui, naudoja standartinius didelės galios šviesos diodus, pašalina keraminius šilumos išsklaidymo pagrindus ir jungiamuosius laidus, metalizuoja P ir N polius ir tiesiogiai uždengia fluorescencinius sluoksnius virš šviesos diodų.

Terminis iššūkis:

CSP paketas skirtas tiesiogiai suvirinti prie spausdintinės plokštės (PCB) per metalizuotus P ir N polius. Vienaip ar kitaip, tai tikrai geras dalykas. Ši konstrukcija sumažina šiluminę varžą tarp LED pagrindo ir PCB.

Tačiau kadangi CSP paketas pašalina keraminį pagrindą kaip šilumos šalintuvą, šiluma tiesiogiai perduodama iš LED pagrindo į PCB, kuri tampa stipriu šilumos šaltiniu. Šiuo metu CSP šilumos išsklaidymo iššūkis pasikeitė iš"I level (LED substrato lygis)" į"II lygis (viso modulio lygis)".

Iš 1 ir 2 paveiksluose pateiktų šiluminės spinduliuotės modeliavimo eksperimentų matyti, kad dėl CSP pakuotės struktūros šilumos srautas perduodamas tik per litavimo jungtį nedideliu plotu, o didžioji dalis šilumos koncentruojasi centre. , o tai sumažins tarnavimo laiką, sumažins šviesos kokybę ir netgi suges LED.

Idealus MCPCB šilumos išsklaidymo modelis:

Daugumos MCPCB struktūra: metalinis paviršius padengtas maždaug 30 mikronų vario sluoksniu. Tuo pačiu metu metalo paviršius taip pat yra padengtas dervos terpės sluoksniu, kuriame yra šilumą laidžių keramikos dalelių. Tačiau per daug šilumai laidžių keraminių dalelių turės įtakos viso MCPCB veikimui ir patikimumui.

Tyrėjai išsiaiškino, kad elektrocheminio oksidavimo proceso (ECO) metu aliuminio paviršiuje gali susidaryti aliuminio oksido keramikos (Al2O3) sluoksnis su dešimtimis mikronų. Tuo pačiu metu ši aliuminio oksido keramika turi gerą stiprumą ir santykinai mažą šilumos laidumą (apie 7,3 w / MK). Tačiau, kadangi oksido plėvelė automatiškai sujungiama su aliuminio atomais elektrocheminės oksidacijos procese, sumažėja dviejų medžiagų šiluminė varža ir ji taip pat turi tam tikrą struktūrinį stiprumą.

Tuo pačiu metu mokslininkai nanokeramiką sujungė su vario danga, kad bendras kompozitinės struktūros storis būtų aukštas šilumos laidumas (apie 115 W / MK) ir labai žemas. Todėl ši medžiaga labai tinka CSP pakavimui.

CSP pakuočių šilumos išsklaidymo problema lemia nano keramikos technologijos gimimą. Šis nanomedžiagos dielektrinis sluoksnis gali užpildyti spragą tarp tradicinės MCPCB ir AlN keramikos. Siekdami paskatinti dizainerius išleisti daugiau miniatiūrinių, švarių ir efektyvių šviesos šaltinių.