El poder Paquete LED PCB actúa como portador de calor y convección de aire, y su conductividad térmica juega un papel decisivo en la disipación de calor del LED. DPC Ceramic PCB ha mostrado una fuerte competitividad en muchos materiales electrónicos de envasado con su excelente rendimiento y precio reducido gradualmente, ¿Cuál es la tendencia de desarrollo del empaque LED de energía en el futuro?. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la aparición de nuevos procesos de preparación, Alta conductividad térmica Los materiales cerámicos como un nuevo tipo de material de PCB de envasado electrónico tienen una perspectiva de aplicación muy amplia.
Con el aumento continuo de la potencia de entrada de los chips LED, El gran calor generado por la gran disipación de energía ha presentado requisitos más nuevos y más altos para los materiales de envasado LED. En el canal de disipación de calor LED, El paquete PCB es el enlace clave para conectar los canales de disipación de calor interno y externo, y tiene las funciones del canal de disipación de calor, conexión de circuito, y soporte físico para el chip. Para productos LED de alta potencia, El paquete PCB requiere un alto aislamiento eléctrico, alta conductividad térmica, y coeficiente de expansión térmica que coincide con el chip.
PCB de encapsulación basada en resina: Altos costos de apoyo y dificultad en la popularización
EMC y SMC tienen altos requisitos para equipos de moldeo por compresión, y el precio de una línea de producción de moldeo por compresión se trata de 10 Millones de yuanes, que todavía es difícil de popularizar a gran escala.
El LED SMD Los soportes que han surgido en los últimos años generalmente utilizan materiales plásticos de ingeniería modificada a alta temperatura, Usando PPA (poliftalamida) resina como materias primas, y agregar rellenos modificados para mejorar ciertas propiedades físicas y químicas de las materias primas de PPA. Esto hace que el material PPA sea más adecuado para moldeo por inyección y el uso de stents LED SMD. La conductividad térmica del plástico PPA es muy baja, y su disipación de calor se lleva a cabo principalmente a través del marco de cable de metal, y la capacidad de disipación de calor es limitada, que solo es adecuado para envases LED de baja potencia.
Placa de circuito impreso de metalcore: proceso de fabricación complejo y menos aplicaciones prácticas
El procesamiento y proceso de fabricación de PCB basado en aluminio es complicado y costoso, y el coeficiente de expansión térmica del aluminio es bastante diferente del material de la chip, Por lo tanto, rara vez se usa en aplicaciones prácticas. La mayoría de los paquetes LED de alta potencia para usar este tipo de PCB, y el precio es entre los precios medianos y altos.
Actualmente, La PCB de disipación de calor LED de alta potencia general tiene una conductividad térmica extremadamente baja de la capa aislante, y debido a la existencia de la capa aislante, no puede soportar soldadura a alta temperatura, que limita la optimización de la estructura del paquete y no es propicio para la disipación de calor del LED.
PCB de embalaje basado en silicio: Enfrentando desafíos, la tasa de rendimiento es menor que 60%
Los PCB basados en silicio enfrentan desafíos en la preparación de capas aislantes, capas de metal, y vías, y la tasa de rendimiento no excede 60%. Como una tecnología PCB de embalaje LED, Se han aplicado materiales a base de silicio en la industria LED en la industria de semiconductores. La conductividad térmica y las propiedades de expansión térmica de los PCB a base de silicio indican que el silicio es un mejor material de envasado para LED. La conductividad térmica del silicio es de 140W/m · k. Cuando se aplica al embalaje LED, La resistencia térmica resultante es solo 0.66k/W; y los materiales a base de silicio se han utilizado ampliamente en procesos de fabricación de semiconductores y campos de embalaje relacionados, Involucrar equipos y materiales relacionados ha sido bastante maduro. Por lo tanto, Si el silicio se convierte en el paquete LED PCB, La producción en masa es fácil.
Sin embargo, El embalaje LED Silicon PCB todavía tiene muchos problemas técnicos. Por ejemplo, En términos de materiales, El silicio se rompe fácilmente, y la fuerza del mecanismo también es problemática. Aunque el silicio es un excelente conductor de calor, En términos de estructura, tiene un aislamiento deficiente y debe ser oxidado y aislado. Además, La capa de metal debe prepararse pulverizando combinada con electroplatación, y los agujeros conductores deben ser realizados por corrosión. En general, la preparación de capas aislantes, capas de metal, y los vías enfrentan desafíos, y la tasa de rendimiento no es alta.
Paquete de cerámica PCB: Mejorar la eficiencia de la disipación de calor para satisfacer las necesidades de los LED de alta potencia
El sustrato cerámico de alta conductividad térmica mejora significativamente la eficiencia de la disipación de calor y es el producto más adecuado para el desarrollo de alta potencia, LED de tamaño pequeño. Ceramic PCB tiene un nuevo material conductivo térmico y una nueva estructura interna, que compensa los defectos de la PCB de metal de aluminio, mejorando así el efecto general de disipación de calor de la PCB.
Entre los materiales de cerámica utilizados actualmente para PCB de disipación de calor., Beo tiene una alta conductividad térmica, Pero su coeficiente de expansión lineal es muy diferente al de Silicon, y es tóxico durante la fabricación, que limita su propia aplicación; BN tiene un buen rendimiento general, Pero se usa como PCB, el material no tiene ventajas sobresalientes y es costoso. Actualmente se está investigando y promocionando; El carburo de silicio tiene alta resistencia y alta conductividad térmica, pero su resistencia y voltaje de soporte de aislamiento son bajos, y la unión es inestable después de la metalización, lo que causará el cambio de conductividad térmica y constante dieléctrica no es adecuado como material de empaquetado aislante de PCB.
Aunque el sustrato de cerámica Al2O3 es actualmente el sustrato de cerámica más producido y más utilizado, Su coeficiente de expansión térmica es relativamente más alto que el del cristal único si. Como resultado, El sustrato de cerámica AL2O3 no es adecuado para alta frecuencia, de alta potencia, y circuitos integrados a gran escala. Utilizado en. El cristal A1N tiene una alta conductividad térmica y se considera un material ideal para una nueva generación de PCB y empaque de semiconductores.
Aln Ceramic PCB ha sido ampliamente estudiada desde la década de 1990 y se desarrolló gradualmente. Actualmente se considera generalmente un prometedor material de envasado de cerámica electrónica. La eficiencia de disipación de calor de la PCB de cerámica ALN es 7 veces la de Al2O3. La eficiencia de disipación de calor de la PCB de cerámica ALN aplicada a LED de alta potencia es significativa, que aumenta enormemente la vida útil de los LED.
La tabla de cerámica vestida de cobre directo (DBC) Desarrollado basado en la tecnología de embalaje a bordo también es una PCB de cerámica con excelente conductividad térmica. DBC no utiliza un agente de unión en el proceso de preparación, Entonces tiene buena conductividad térmica, alta fuerza, aislamiento fuerte, y su coeficiente de expansión térmica coincide con el de los materiales semiconductores como SI. Sin embargo, Los PCB de cerámica tienen baja reactividad con materiales de metal, mala humedad, y es difícil implementar la metalización. No es fácil resolver el problema de las micro-pores entre Al2O3 y las placas de cobre., lo que hace que la producción en masa y el rendimiento de este producto sean más desafiantes. , Es el foco de la investigación por parte de investigadores nacionales y extranjeros. Actualmente, Solo unas pocas compañías dirigidas por Stone Group son capaces de producción en masa en China.
PCB de cerámica DPC también se conoce como una placa de cerámica directa de cobre. Los productos DPC tienen las características de la precisión de alto circuito y la alta planitud de la superficie. Son muy adecuados para el chip de flip LED/tecnología eutéctica. Con un sustrato cerámico de alta conductividad térmica, La eficiencia de disipación de calor mejora significativamente. Es un producto de la edad transversal más adecuado para las necesidades de desarrollo de la alta potencia, LED de tamaño pequeño.
Resumen
Actualmente, No hay material que sea más adecuado para el embalaje de PCB LED. En tecnología, proceso, material, costo, actuación, y otros aspectos, Todo tipo de materiales tienen sus propias ventajas. A través de la comparación, Se encuentra que DPC Ceramic PCB tiene el mejor rendimiento y es un material de PCB LED ideal, Pero su costo relativo es alto, Entonces tiene un largo camino por recorrer para reemplazar otros materiales. Mokolight puede ayudar a resolver problemas relacionados con Ensamblaje de PCB LED.
