O poder Pacote LED PCB atua como um transportador de calor e convecção aérea, e sua condutividade térmica desempenha um papel decisivo na dissipação de calor do LED. A PCB de cerâmica de DPC mostrou forte competitividade em muitos materiais de embalagem eletrônica com seu excelente desempenho e preço gradualmente reduzido, qual é a tendência de desenvolvimento da embalagem LED de poder no futuro. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia e o surgimento de novos processos de preparação, Materiais cerâmicos de alta condutividade térmica como um novo tipo de material de PCB de embalagem eletrônica tem uma perspectiva de aplicação muito ampla.
Com o aumento contínuo do poder de entrada dos chips de LED, O grande calor gerado pela grande dissipação de energia apresentou requisitos mais novos e mais altos para materiais de embalagem LED. No canal de dissipação de calor LED, O pacote PCB é o link principal para conectar os canais de dissipação de calor internos e externos, e tem as funções do canal de dissipação de calor, conexão do circuito, e suporte físico para o chip. Para produtos LED de alta potência, o pacote PCB requer alto isolamento elétrico, alta condutividade térmica, e coeficiente de expansão térmica que corresponde ao chip.
PCB de encapsulamento baseado em resina: alto custo de suporte e dificuldade em popularização
EMC e SMC têm altos requisitos para equipamentos de moldagem de compressão, e o preço de uma linha de produção de moldagem de compressão é sobre 10 Milhões de yuan, que ainda é difícil de popularizar em larga escala.
O SMD liderou Suportes que surgiram nos últimos anos geralmente usam materiais plásticos de engenharia modificados de alta temperatura, usando PPA (Poliftalamida) resina como matérias -primas, e adicionar preenchimentos modificados para aprimorar certas propriedades físicas e químicas das matérias -primas da PPA. Isso torna o material PPA mais adequado para moldagem por injeção e o uso de stents de LED SMD. A condutividade térmica do plástico PPA é muito baixa, e sua dissipação de calor é realizada principalmente através da estrutura de chumbo de metal, e a capacidade de dissipação de calor é limitada, que é adequado apenas para embalagens de LED de baixa potência.
Placa de circuito impressa em metalcore: processo de fabricação complexo e menos aplicações práticas
O processamento e processo de fabricação de PCB baseado em alumínio é complicado e caro, e o coeficiente de expansão térmica de alumínio é bem diferente do material do chip, Portanto, raramente é usado em aplicações práticas. A maioria dos pacotes de LED de alta potência para usar esse tipo de PCB, e o preço é entre preços médios e altos.
Atualmente, O PCB de dissipação de calor LED de alta potência de uso geral tem uma condutividade térmica extremamente baixa da camada isolante, e devido à existência da camada isolante, não pode suportar solda de alta temperatura, que limita a otimização da estrutura do pacote e não é propício à dissipação de calor do LED.
PCB de embalagem baseada em silício: Enfrentando desafios, A taxa de rendimento é menor que 60%
PCB baseado em silício enfrentam desafios na preparação de camadas isolantes, camadas de metal, e vias, e a taxa de rendimento não excede 60%. Como uma tecnologia de PCB de embalagem de LED, Os materiais à base de silício foram aplicados na indústria de LED na indústria de semicondutores. A condutividade térmica e as propriedades de expansão térmica dos PCBs à base de silício indicam que o silício é um material de embalagem melhor para os LEDs. A condutividade térmica do silício é de 140w/m · k. Quando aplicado à embalagem LED, A resistência térmica resultante é de apenas 0,66k/w; e materiais à base de silício têm sido amplamente utilizados em processos de fabricação de semicondutores e campos de embalagem relacionados, envolvendo equipamentos e materiais relacionados têm sido bastante maduros. Portanto, Se o silício for transformado no pacote de LED PCB, A produção em massa é fácil.
No entanto, A embalagem de PCB de silício LED ainda tem muitos problemas técnicos. Por exemplo, Em termos de materiais, O silício é facilmente quebrado, e a força do mecanismo também é problemática. Embora o silício seja um excelente condutor térmico, Em termos de estrutura, tem um isolamento ruim e deve ser oxidado e isolado. Além disso, A camada de metal precisa ser preparada por pulverização combinada com eletroplicação, e os orifícios condutores precisam ser feitos por corrosão. Em geral, a preparação de camadas isolantes, camadas de metal, e vias estão todos enfrentando desafios, e a taxa de rendimento não é alta.
Pacote de cerâmica PCB: melhorar a eficiência da dissipação de calor para atender às necessidades de LEDs de alta potência
O substrato cerâmico de alta condutividade térmica melhora significativamente a eficiência de dissipação de calor e é o produto mais adequado para o desenvolvimento de alta potência, LEDs de tamanho pequeno. PCB de cerâmica possui um novo material condutor térmico e uma nova estrutura interna, que compensa os defeitos da PCB de metal de alumínio, Melhorando assim o efeito geral de dissipação de calor do PCB.
Entre os materiais de cerâmica atualmente usados para PCBs de dissipação de calor, Beo tem alta condutividade térmica, Mas seu coeficiente de expansão linear é muito diferente do de silício, e é tóxico durante a fabricação, que limita sua própria aplicação; BN tem um bom desempenho geral, Mas é usado como PCB, o material não tem vantagens pendentes e é caro. Atualmente está sendo pesquisado e promovido; O carboneto de silício tem alta e alta condutividade térmica, mas sua resistência e isolamento suportam a tensão são baixos, e a ligação é instável após a metalização, que causará a mudança de condutividade térmica e constante dielétrica não é adequada como um material de PCB de embalagem isolante.
Embora o substrato de cerâmica Al2O3 seja atualmente o substrato cerâmico mais produzido e amplamente utilizado, Seu coeficiente de expansão térmica é relativamente maior que o de um único cristal Si. Como resultado, O substrato de cerâmica AL2O3 não é adequado para alta frequência, alta potência, e circuitos integrados em larga escala. Usado em. O cristal A1N tem alta condutividade térmica e é considerado um material ideal para uma nova geração de PCB semicondutores e embalagens.
A ALN Ceramic PCB tem sido amplamente estudada desde os anos 90 e gradualmente desenvolvida. Atualmente, é geralmente considerado um promissor material de embalagem de cerâmica eletrônica. A eficiência de dissipação de calor da PCB de cerâmica ALN é 7 vezes o de Al2O3. A eficiência de dissipação de calor da PCB de cerâmica ALN aplicada a LEDs de alta potência é significativa, o que aumenta muito a vida útil dos LEDs.
O quadro de cerâmica de cobre direto (DBC) Desenvolvido com base na tecnologia de embalagem integrada também é uma PCB de cerâmica com excelente condutividade térmica. O DBC não usa um agente de ligação no processo de preparação, Portanto, tem boa condutividade térmica, alta resistência, Isolamento forte, e seu coeficiente de expansão térmica corresponde ao de materiais semicondutores, como o SI. No entanto, PCBs de cerâmica têm baixa reatividade com materiais metálicos, má molhabilidade, e é difícil implementar a metalização. Não é fácil resolver o problema dos micro-portos entre Al2O3 e placas de cobre, o que torna a produção em massa e o rendimento deste produto mais desafiador. , Ainda é o foco da pesquisa de pesquisadores nacionais e estrangeiros. Atualmente, Apenas algumas empresas lideradas pelo Stone Group são capazes de produção em massa na China.
A PCB cerâmica de DPC também é conhecida como uma placa de cerâmica direta de cobre. Os produtos DPC têm as características da alta precisão do circuito e de alta superfície de superfície. Eles são muito adequados para chip de flip led/tecnologia eutética. Com um substrato cerâmico de alta condutividade térmica, A eficiência de dissipação de calor é significativamente melhorada. É um produto entre idades mais adequado para as necessidades de desenvolvimento de alta potência, LEDs de tamanho pequeno.
Resumo
Atualmente, Não há material mais adequado para embalagens de PCB LED. Em tecnologia, processo, material, custo, desempenho, e outros aspectos, Todos os tipos de materiais têm suas próprias vantagens. Através da comparação, Verificou -se que o PCB de cerâmica DPC tem o melhor desempenho e é um material PCB de LED ideal, Mas seu custo relativo é alto, Portanto, ele tem um longo caminho a percorrer para substituir outros materiais. Mokolight pode ajudar a resolver problemas relacionados a Montagem de PCB de LED.
