hur man löser CSP termiska problem

CSP (chip scale package) förpackning avser en förpackningsteknik där storleken på själva förpackningen inte överstiger 20 % av storleken på själva chipset. För att uppnå detta mål reducerar LED-tillverkare onödiga strukturer så mycket som möjligt, som att använda standard högeffekts-LED, ta bort keramiska värmeavledningssubstrat och ansluta ledningar, metallisera P- och N-poler och direkt täcka fluorescerande skikt ovanför LED.

Termisk utmaning:

CSP-paketet är utformat för att direktsvetsas till kretskort (PCB) genom metalliserade P- och N-poler. På ett sätt är det verkligen en bra sak. Denna design minskar det termiska motståndet mellan LED-substratet och PCB:n.

Men eftersom CSP-paketet tar bort det keramiska substratet som en kylfläns, överförs värmen direkt från LED-substratet till PCB, som blir en stark punktvärmekälla. Vid denna tidpunkt har värmeavledningsutmaningen för CSP ändrats från"nivå I (LED-substratnivå)" till"nivå II (hel modulnivå)".

Från de termiska strålningssimuleringsexperimenten i figurerna 1 och 2 kan man se att på grund av strukturen hos CSP-förpackningar överförs värmeflödet endast genom lödfogen med en liten yta, och det mesta av värmen koncentreras till centrum , vilket kommer att minska livslängden, minska ljuskvaliteten och till och med leda till LED-fel.

Idealisk värmeavledningsmodell av MCPCB:

Strukturen för de flesta MCPCB: metallytan är pläterad med ett lager av kopparbeläggning på cirka 30 mikron. Samtidigt är metallytan också täckt med ett hartsmedium som innehåller värmeledande keramiska partiklar. Men för många värmeledande keramiska partiklar kommer att påverka prestanda och tillförlitlighet för hela MCPCB.

Forskare fann att en elektrokemisk oxidationsprocess (ECO) kan producera ett lager av aluminiumoxidkeramik (Al2O3) med tiotals mikrometer på aluminiumytan. Samtidigt har denna aluminiumoxidkeram god styrka och relativt låg värmeledningsförmåga (ca 7,3 w / MK). Men eftersom oxidfilmen automatiskt binds med aluminiumatomer i processen för elektrokemisk oxidation, reduceras den termiska resistansen mellan de två materialen, och den har också en viss strukturell styrka.

Samtidigt kombinerade forskarna nanokeramik med kopparbeläggning för att få den totala tjockleken på kompositstrukturen att ha hög total värmeledningsförmåga (ca 115W / MK) på en mycket låg nivå. Därför är detta material mycket lämpligt för CSP-förpackningar.

Värmeavledningsproblemet med CSP-förpackningar leder till födelsen av nanokeramisk teknologi. Detta dielektriska lager av nanomaterial kan fylla gapet mellan traditionell MCPCB och AlN Keramik. För att främja designers att lansera mer miniatyriserade, rena och effektiva ljuskällor.