De kracht LED-pakket PCB fungeert als warmtedrager en lucht convectie, en de thermische geleidbaarheid ervan speelt een beslissende rol in de warmteafvoer van de LED. DPC Ceramic PCB heeft een sterk concurrentievermogen getoond in veel elektronische verpakkingsmaterialen met zijn uitstekende prestaties en geleidelijk verlaagde prijs, dat is de ontwikkelingstrend van power LED-verpakkingen in de toekomst. Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie en de opkomst van nieuwe bereidingsprocessen, Keramische materialen met hoge thermische geleidbaarheid als nieuw type PCB-materiaal voor elektronische verpakkingen hebben een zeer breed toepassingsperspectief.
Met de voortdurende toename van het ingangsvermogen van LED-chips, de grote warmte die wordt gegenereerd door de grote vermogensdissipatie heeft nieuwere en hogere eisen gesteld aan LED-verpakkingsmaterialen. In het LED-warmteafvoerkanaal, de pakketprintplaat is de belangrijkste schakel om de interne en externe warmteafvoerkanalen met elkaar te verbinden, en het heeft de functies van een warmteafvoerkanaal, circuitaansluiting, en fysieke ondersteuning voor de chip. Voor krachtige LED-producten, de pakket-PCB vereist een hoge elektrische isolatie, hoge thermische geleidbaarheid, en thermische uitzettingscoëfficiënt die overeenkomt met de chip.
Op hars gebaseerde inkapselingsprintplaat: hoge ondersteunende kosten en moeilijkheden bij het populariseren
EMC en SMC stellen hoge eisen aan persgietapparatuur, en de prijs van een productielijn voor compressiegieten is ongeveer 10 miljoen yuan, die nog steeds moeilijk op grote schaal te populariseren is.
De SMD-LED beugels die de afgelopen jaren zijn ontstaan, maken over het algemeen gebruik van op hoge temperatuur gemodificeerde technische plastic materialen, met behulp van PPA (polyftalamide) hars als grondstof, en het toevoegen van gemodificeerde vulstoffen om bepaalde fysische en chemische eigenschappen van PPA-grondstoffen te verbeteren. Dit maakt het PPA-materiaal geschikter voor spuitgieten en het gebruik van SMD LED-stents. De thermische geleidbaarheid van PPA-kunststof is zeer laag, en de warmteafvoer ervan vindt voornamelijk plaats via het metalen leadframe, en de warmteafvoercapaciteit is beperkt, die alleen geschikt is voor energiezuinige LED-verpakkingen.
Metalcore-printplaat: complex productieproces en minder praktische toepassingen
De verwerking en productieproces van op aluminium gebaseerde PCB's is ingewikkeld en kostbaar, en de thermische uitzettingscoëfficiënt van aluminium verschilt nogal van die van het chipmateriaal, dus het wordt zelden gebruikt in praktische toepassingen. De meeste krachtige LED-pakketten gebruiken dit soort PCB's, en de prijs ligt tussen gemiddelde en hoge prijzen.
Op dit moment, de universele LED-warmtedissipatie-PCB met hoog vermogen heeft een extreem lage thermische geleidbaarheid van de isolatielaag, en vanwege de aanwezigheid van de isolatielaag, het is niet bestand tegen solderen bij hoge temperaturen, wat de optimalisatie van de pakketstructuur beperkt en niet bevorderlijk is voor de warmteafvoer van de LED.
Op silicium gebaseerde verpakkingsprintplaat: Uitdagingen aangaan, het rendement is minder dan 60%
Op silicium gebaseerde PCB's worden geconfronteerd met uitdagingen bij de voorbereiding van isolatielagen, metalen lagen, en via's, en de opbrengst niet hoger is dan 60%. Als LED-verpakking PCB-technologie, Op silicium gebaseerde materialen zijn toegepast in de LED-industrie in de halfgeleiderindustrie. De thermische geleidbaarheid en thermische uitzettingseigenschappen van op silicium gebaseerde PCB's geven aan dat silicium een beter verpakkingsmateriaal is voor LED's. De thermische geleidbaarheid van silicium is 140W/m·K. Wanneer toegepast op LED-verpakkingen, de resulterende thermische weerstand bedraagt slechts 0,66 K/W; en op silicium gebaseerde materialen worden op grote schaal gebruikt in halfgeleiderproductieprocessen en aanverwante verpakkingsgebieden, met betrekking tot gerelateerde apparatuur en materialen. Zijn behoorlijk volwassen geweest. Daarom, als silicium wordt verwerkt tot een LED-pakket-PCB, massaproductie is eenvoudig.
Echter, LED-silicium PCB-verpakkingen kennen nog steeds veel technische problemen. Bijvoorbeeld, qua materialen, silicium wordt gemakkelijk gebroken, en de kracht van het mechanisme is ook problematisch. Hoewel silicium een uitstekende warmtegeleider is, qua structuur, het heeft een slechte isolatie en moet worden geoxideerd en geïsoleerd. In aanvulling, de metaallaag moet worden voorbereid door sputteren in combinatie met galvaniseren, en de geleidende gaten moeten door corrosie worden gemaakt. In het algemeen, de voorbereiding van isolatielagen, metalen lagen, en via's staan allemaal voor uitdagingen, en de opbrengst is niet hoog.
Keramische pakketprintplaat: verbeter de efficiëntie van de warmteafvoer om te voldoen aan de behoeften van krachtige LED's
Het keramische substraat met hoge thermische geleidbaarheid verbetert de efficiëntie van de warmteafvoer aanzienlijk en is het meest geschikte product voor de ontwikkeling van krachtige, kleine LED's. Keramische PCB heeft een nieuw thermisch geleidend materiaal en een nieuwe interne structuur, wat de gebreken van aluminium-metaal-PCB's compenseert, waardoor het algehele warmteafvoereffect van de PCB wordt verbeterd.
Onder de keramische materialen die momenteel worden gebruikt voor PCB's voor warmteafvoer, BeO heeft een hoge thermische geleidbaarheid, maar de lineaire uitzettingscoëfficiënt is heel anders dan die van silicium, en het is giftig tijdens de productie, wat zijn eigen toepassing beperkt; BN presteert over het geheel genomen goed, maar het wordt gebruikt als PCB. Het materiaal heeft geen bijzondere voordelen en is duur. Het wordt momenteel onderzocht en gepromoot; siliciumcarbide heeft een hoge sterkte en een hoge thermische geleidbaarheid, maar de weerstand en isolatie zijn laag, en de binding is onstabiel na metallisatie, wat zal veroorzaken De verandering van thermische geleidbaarheid en diëlektrische constante is niet geschikt als isolerend PCB-verpakkingsmateriaal.
Hoewel Al2O3-keramisch substraat momenteel het meest geproduceerde en meest gebruikte keramische substraat is, de thermische uitzettingscoëfficiënt is relatief hoger dan die van Si-monokristal. Als gevolg hiervan, Al2O3 keramisch substraat is niet geschikt voor hoogfrequente toepassingen, hoog vermogen, en zeer grootschalige geïntegreerde schakelingen. Gebruikt binnen. A1N-kristal heeft een hoge thermische geleidbaarheid en wordt beschouwd als een ideaal materiaal voor een nieuwe generatie halfgeleider-PCB's en -verpakkingen.
AlN keramische PCB's zijn sinds de jaren negentig uitgebreid bestudeerd en geleidelijk ontwikkeld. Het wordt momenteel algemeen beschouwd als een veelbelovend elektronisch keramisch verpakkingsmateriaal. De warmteafvoerefficiëntie van AlN keramische PCB's is 7 maal die van Al2O3. De efficiëntie van de warmteafvoer van AlN-keramische PCB's toegepast op krachtige LED's is aanzienlijk, wat de levensduur van LED's aanzienlijk verlengt.
De direct met koper beklede keramische plaat (DBC) ontwikkeld op basis van ingebouwde verpakkingstechnologie is ook een keramische PCB met uitstekende thermische geleidbaarheid. DBC gebruikt bij het bereidingsproces geen bindmiddel, dus het heeft een goede thermische geleidbaarheid, hoge sterkte, sterke isolatie, en de thermische uitzettingscoëfficiënt komt overeen met die van halfgeleidermaterialen zoals Si. Echter, keramische PCB's hebben een lage reactiviteit met metalen materialen, slechte bevochtigbaarheid, en het is moeilijk om metallisatie te implementeren. Het probleem van de microporiën tussen Al2O3 en koperplaten is niet eenvoudig op te lossen, wat de massaproductie en opbrengst van dit product een grotere uitdaging maakt. , Is nog steeds de focus van onderzoek door binnen- en buitenlandse onderzoekers. Op dit moment, slechts een paar bedrijven onder leiding van Stone Group zijn in staat tot massaproductie in China.
DPC-keramische PCB is ook bekend als een direct verkoperde keramische plaat. DPC-producten hebben de kenmerken van een hoge circuitnauwkeurigheid en een hoge vlakheid van het oppervlak. Ze zijn zeer geschikt voor LED-flipchip/eutectische technologie. Met een keramisch substraat met hoge thermische geleidbaarheid, de efficiëntie van de warmteafvoer is aanzienlijk verbeterd. Het is een product voor meerdere leeftijden dat het meest geschikt is voor de ontwikkelingsbehoeften van high-power, kleine LED's.
Samenvatting
Op dit moment, er is geen materiaal dat het meest geschikt is voor LED PCB-verpakkingen. Op het gebied van technologie, proces, materiaal, kosten, prestatie, en andere aspecten, allerlei materialen hebben hun eigen voordelen. Door vergelijking, Het is gebleken dat DPC Ceramic PCB de beste prestaties levert en een ideaal led-PCB-materiaal is, maar de relatieve kosten zijn hoog, Er is dus nog een lange weg te gaan om andere materialen te vervangen. MOKOLight kan helpen bij het oplossen van problemen die verband houden met LED-printplaatmontage.
