Le pouvoir Pack LED Le PCB agit comme un transporteur de chaleur et convection d'air, et sa conductivité thermique joue un rôle déterminant dans la dissipation thermique de la LED. Le PCB en céramique DPC a fait preuve d'une forte compétitivité dans de nombreux matériaux d'emballage électronique avec ses excellentes performances et son prix progressivement réduit, quelle est la tendance de développement des emballages LED de puissance à l'avenir. Avec le développement de la science et de la technologie et l’émergence de nouveaux procédés de préparation, les matériaux céramiques à haute conductivité thermique en tant que nouveau type de matériau de carte PCB d'emballage électronique ont une perspective d'application très large.
Avec l'augmentation continue de la puissance d'entrée des puces LED, la grande chaleur générée par la grande dissipation de puissance a mis en avant des exigences plus récentes et plus élevées pour les matériaux d'emballage LED. Dans le canal de dissipation thermique des LED, le PCB du package est le lien clé pour connecter les canaux de dissipation thermique internes et externes, et il a les fonctions de canal de dissipation thermique, connexion de circuits, et support physique pour la puce. Pour les produits LED haute puissance, le PCB du boîtier nécessite une isolation électrique élevée, conductivité thermique élevée, et coefficient de dilatation thermique correspondant à la puce.
PCB d'encapsulation à base de résine: coût de support élevé et difficulté de vulgarisation
EMC et SMC ont des exigences élevées en matière d'équipement de moulage par compression, et le prix d'une ligne de production de moulage par compression est d'environ 10 millions de yuans, qui est encore difficile à vulgariser à grande échelle.
La LED CMS les supports apparus ces dernières années utilisent généralement des matériaux plastiques techniques modifiés à haute température, en utilisant PPA (polyphtalamide) résine comme matière première, et ajout de charges modifiées pour améliorer certaines propriétés physiques et chimiques des matières premières PPA. Cela rend le matériau PPA plus adapté au moulage par injection et à l'utilisation de stents LED SMD.. La conductivité thermique du plastique PPA est très faible, et sa dissipation thermique est principalement réalisée à travers le cadre de connexion métallique, et la capacité de dissipation thermique est limitée, qui convient uniquement aux emballages LED basse consommation.
Carte de circuit imprimé à noyau métallique: processus de fabrication complexe et moins d’applications pratiques
Le traitement et processus de fabrication Les PCB à base d'aluminium sont compliqués et coûteux, et le coefficient de dilatation thermique de l'aluminium est très différent de celui du matériau des copeaux, il est donc rarement utilisé dans des applications pratiques. La plupart des boîtiers LED haute puissance utilisent ce type de PCB, et le prix se situe entre des prix moyens et élevés.
À l'heure actuelle, le PCB de dissipation thermique à LED haute puissance à usage général présente une conductivité thermique extrêmement faible de la couche isolante, et du fait de l'existence de la couche isolante, il ne résiste pas au soudage à haute température, ce qui limite l'optimisation de la structure du boîtier et n'est pas propice à la dissipation thermique de la LED.
PCB d'emballage à base de silicium: Faire face aux défis, le taux de rendement est inférieur à 60%
Les PCB à base de silicium font face à des défis dans la préparation des couches isolantes, couches métalliques, et vias, et le taux de rendement ne dépasse pas 60%. En tant que technologie PCB d'emballage LED, Des matériaux à base de silicium ont été appliqués dans l'industrie des LED et dans l'industrie des semi-conducteurs. Les propriétés de conductivité thermique et de dilatation thermique des PCB à base de silicium indiquent que le silicium est un meilleur matériau d'emballage pour les LED.. La conductivité thermique du silicium est de 140 W/m·K. Lorsqu'il est appliqué à l'emballage LED, la résistance thermique résultante n'est que de 0,66 K/W; et les matériaux à base de silicium ont été largement utilisés dans les processus de fabrication de semi-conducteurs et les domaines d'emballage associés., impliquant des équipements et des matériaux connexes Ont été assez matures. Donc, si le silicium est transformé en PCB de boîtier LED, la production de masse est facile.
Cependant, L'emballage des PCB en silicium LED présente encore de nombreux problèmes techniques. Par exemple, en termes de matériaux, le silicium se brise facilement, et la solidité du mécanisme est également problématique. Bien que le silicium soit un excellent conducteur de chaleur, en termes de structure, il a une mauvaise isolation et doit être oxydé et isolé. En outre, la couche métallique doit être préparée par pulvérisation cathodique combinée à une galvanoplastie, et les trous conducteurs doivent être réalisés par corrosion. En général, la préparation de couches isolantes, couches métalliques, et les vias sont tous confrontés à des défis, et le taux de rendement n'est pas élevé.
PCB de boîtier en céramique: améliorer l'efficacité de la dissipation thermique pour répondre aux besoins des LED haute puissance
Le substrat céramique à haute conductivité thermique améliore considérablement l'efficacité de la dissipation thermique et constitue le produit le plus approprié pour le développement de haute puissance., LED de petite taille. Le PCB en céramique a un nouveau matériau conducteur thermique et une nouvelle structure interne, ce qui compense les défauts du PCB métallique en aluminium, améliorant ainsi l'effet global de dissipation thermique du PCB.
Parmi les matériaux céramiques actuellement utilisés pour les PCB de dissipation thermique, BeO a une conductivité thermique élevée, mais son coefficient de dilatation linéaire est très différent de celui du silicium, et il est toxique lors de la fabrication, ce qui limite sa propre application; BN a de bonnes performances globales, mais il est utilisé comme PCB. Le matériau n'a pas d'avantages notables et est cher.. Il fait actuellement l'objet de recherches et de promotion; le carbure de silicium a une résistance élevée et une conductivité thermique élevée, mais sa résistance et sa tension de tenue d'isolement sont faibles, et la liaison est instable après métallisation, ce qui entraînera le changement de conductivité thermique et de constante diélectrique ne convient pas comme matériau PCB d'emballage isolant.
Bien que le substrat céramique Al2O3 soit actuellement le substrat céramique le plus produit et le plus largement utilisé, son coefficient de dilatation thermique est relativement supérieur à celui du monocristal de Si. Par conséquent, Le substrat céramique Al2O3 ne convient pas aux hautes fréquences, haute puissance, et circuits intégrés à très grande échelle. Utilisé dans. Le cristal A1N a une conductivité thermique élevée et est considéré comme un matériau idéal pour une nouvelle génération de PCB et d'emballages semi-conducteurs..
Les PCB en céramique AlN ont été largement étudiés depuis les années 1990 et progressivement développés. Il est actuellement généralement considéré comme un matériau d'emballage en céramique électronique prometteur.. L'efficacité de dissipation thermique du PCB en céramique AlN est 7 fois celui de Al2O3. L'efficacité de dissipation thermique du PCB en céramique AlN appliqué aux LED haute puissance est significative, ce qui augmente considérablement la durée de vie des LED.
Le panneau céramique cuivré direct (DBC) développé sur la base de la technologie d'emballage embarquée est également un PCB en céramique avec une excellente conductivité thermique. DBC n'utilise pas d'agent de liaison dans le processus de préparation, il a donc une bonne conductivité thermique, haute résistance, forte isolation, et son coefficient de dilatation thermique correspond à celui des matériaux semi-conducteurs tels que le Si. Cependant, les PCB en céramique ont une faible réactivité avec les matériaux métalliques, mauvaise mouillabilité, et il est difficile de mettre en œuvre la métallisation. Il n'est pas facile de résoudre le problème des micropores entre Al2O3 et les plaques de cuivre, ce qui rend la production de masse et le rendement de ce produit plus difficiles. , Est toujours au centre des recherches des chercheurs nationaux et étrangers. À l'heure actuelle, seules quelques entreprises dirigées par Stone Group sont capables de produire en série en Chine.
Le PCB en céramique DPC est également connu sous le nom de carte en céramique plaquée cuivre directe. Les produits DPC ont les caractéristiques d'une précision de circuit élevée et d'une planéité de surface élevée. Ils sont très adaptés à la technologie LED Flip Chip/eutectique.. Avec un substrat céramique à haute conductivité thermique, l'efficacité de la dissipation thermique est considérablement améliorée. Il s'agit d'un produit multi-âges le plus adapté aux besoins de développement de haute puissance, LED de petite taille.
Résumé
À l'heure actuelle, il n'existe aucun matériau le plus approprié pour l'emballage des PCB LED. En technologie, processus, matériel, coût, performance, et d'autres aspects, toutes sortes de matériaux ont leurs propres avantages. Par comparaison, il s'avère que le PCB en céramique DPC a les meilleures performances et constitue un matériau de PCB LED idéal, mais son coût relatif est élevé, il reste donc un long chemin à parcourir pour remplacer d'autres matériaux. MOKOLight peut aider à résoudre les problèmes liés à Ensemble PCB LED.
