PCB-Neuigkeiten - Vergleich und Analyse von keramischen Leiterplatten angewendet auf Power LED

Vergleich und Analyse von keramischen Leiterplatten, die auf Strom-LED angewendet werden Die Leistungs-LED-Paket PCB fungiert als Träger der Wärme- und Luftkonvektion, und ihre Wärmeleitfähigkeit spielt eine entscheidende Rolle bei der Wärmeableitung der LED. DPC Keramik PCB zeigt starke Wettbewerbsfähigkeit unter vielen elektronischen Verpackungsmaterialien aufgrund seiner ausgezeichneten Leistung und des allmählich reduzierten Preises, und es ist der Entwicklungstrend der Power LED Verpackung in der Zukunft. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie und dem Aufkommen neuer Präparationsverfahren haben keramische Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit als neue Art von elektronischen Verpackungen PCB-Material eine sehr breite Anwendungsperspektive. Mit der kontinuierlichen Erhöhung der Eingangsleistung von LED-Chips stellt die große Wärme, die durch die große Leistungsableitung erzeugt wird, neue und höhere Anforderungen an LED-Verpackungsmaterialien. Im LED-Wärmeableitungskanal ist die Paketplatine das Schlüsselglied, um die internen und externen Wärmeableitungskanäle anzuschließen, und sie hat die Funktionen Wärmeableitungskanal, Schaltungsanschluss und physikalische Unterstützung für den Chip. Für Hochleistungs-LED-Produkte erfordert die Paket-Leiterplatte eine hohe elektrische Isolierung, hohe Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnungskoeffizient passend zum Chip.

Harzbasierte Verkapselung PCB: Hohe Unterstützungskosten sind immer noch schwer zu popularisieren

Emc und SMC haben hohe Anforderungen an Kompressionsformgeräte, und der Preis einer Kompressionsformfertigungsstraße beträgt etwa 10 Millionen Yuan, die immer noch schwer in großem Maßstab populär zu machen ist. Die SMD LED-Halterungen, die in den letzten Jahren entstanden sind, verwenden im Allgemeinen hochtemperaturmodifizierte technische Kunststoffe, verwenden PPA (Polyphthalamid)-Harz als Rohstoffe und fügen modifizierte Füllstoffe hinzu, um bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften von PPA-Rohstoffen zu verbessern. Dadurch eignet sich das PPA-Material besser für das Spritzgießen und den Einsatz von SMD-LED-Stents. Die Wärmeleitfähigkeit von PPA-Kunststoff ist sehr niedrig, und seine Wärmeableitung wird hauptsächlich durch den Metallleitrahmen durchgeführt, und die Wärmeableitungskapazität ist begrenzt, die nur für Low-Power-LED-Verpackungen geeignet ist.

Metallkern-Leiterplatte: komplexer Herstellungsprozess und weniger praktische Anwendungen Der Verarbeitungs- und Herstellungsprozess von Aluminium-basierter Leiterplatte ist kompliziert und kostspielig, und der Wärmeausdehnungskoeffizient von Aluminium unterscheidet sich erheblich vom Chipmaterial, so dass es selten in praktischen Anwendungen verwendet wird. Die meisten Hochleistungs-LED-Pakete verwenden diese Art von Leiterplatte, und der Preis liegt zwischen mittleren und hohen Preisen. Die aktuelle Produktion von allgemeinen Hochleistungs-LED-Wärmeableitungsplatinen hat eine extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht, und das Vorhandensein der Isolierschicht macht sie nicht in der Lage, Hochtemperaturlöten zu widerstehen, was die Optimierung der Paketstruktur begrenzt und nicht förderlich für die Wärmeableitung der LED ist.

Siliziumbasierte Verpackungsplatine: Angesichts der Herausforderungen ist die Ausbeuterate weniger als 60% Siliziumbasierte Leiterplatten stehen Herausforderungen bei der Vorbereitung von Isolierschichten, Metallschichten und Durchkontaktierungen gegenüber, und die Ausbeuterate überschreitet nicht 60%. Siliziumbasierte Materialien werden als LED-Verpackungs-Leiterplattentechnologie verwendet und wurden in der LED-Industrie in der Halbleiterindustrie eingesetzt. Die Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnungseigenschaften von siliziumbasierten Leiterplatten deuten darauf hin, dass Silizium ein besseres Verpackungsmaterial für LEDs ist. Die Wärmeleitfähigkeit von Silizium beträgt 140W/m·K. Bei Anwendung auf LED-Verpackungen beträgt der resultierende thermische Widerstand nur 0.66K/W; Materialien auf Siliziumbasis sind weit verbreitet in Halbleiterfertigungsprozessen und verwandten Verpackungsbereichen, einschließlich verwandter Geräte und Materialien. Daher, wenn Silizium in LED-Paket PCB hergestellt wird, ist die Massenproduktion einfach. Jedoch hat LED Silizium PCB Verpackung immer noch viele technische Probleme. Zum Beispiel ist Silizium in Bezug auf Materialien leicht gebrochen, und die Festigkeit des Mechanismus ist auch problematisch. In Bezug auf die Struktur, obwohl Silizium ein ausgezeichneter Wärmeleiter ist, hat es schlechte Isolierung und muss oxidiert und isoliert werden. Darüber hinaus muss die Metallschicht durch Sputtern in Kombination mit Galvanik vorbereitet werden, und die leitenden Löcher müssen durch Korrosion hergestellt werden. Generell stehen die Aufbereitung von Isolierschichten, Metallschichten und Durchkontaktierungen vor Herausforderungen, und die Ausbeuterate ist nicht hoch.

Keramikpaket PCB: Verbesserung der Wärmeableitungseffizienz, um die Anforderungen von Hochleistungs-LEDs zu erfüllen Das Keramiksubstrat mit hoher Wärmeleitfähigkeit verbessert die Wärmeableitungseffizienz erheblich und ist das am besten geeignete Produkt für die Entwicklungsanforderungen von Hochleistungs-LEDs kleiner Größe. Keramische Leiterplatte hat ein neues wärmeleitendes Material und eine neue innere Struktur, die die Mängel der Aluminiummetall-Leiterplatte ausgleicht und dadurch den Gesamteffekt der Wärmeableitung der Leiterplatte verbessert. Unter den keramischen Materialien, die derzeit für Wärmeableitung PCBs verwendet werden, hat BeO eine hohe Wärmeleitfähigkeit, aber sein linearer Ausdehnungskoeffizienten unterscheidet sich sehr von dem von Silizium, und es ist während der Herstellung giftig, was seine eigene Anwendung begrenzt; BN hat eine gute Gesamtleistung, aber es wird als Leiterplatte verwendet. Das Material hat keine herausragenden Vorteile und ist teuer. Es ist derzeit nur in Forschung und Förderung; Siliziumkarbid hat eine hohe Festigkeit und eine hohe Wärmeleitfähigkeit, aber seine Widerstands- und Isolationswiderstehungsspannung sind niedrig, und die Bindung ist nach der Metallisierung instabil, was verursacht. Die Änderung der Wärmeleitfähigkeit und der dielektrischen Konstante ist als isolierendes VerpackungsPCB-Material nicht geeignet. Obwohl das keramische Substrat Al2O3 derzeit das am weitesten verbreitete und am weitesten verbreitete keramische Substrat ist, ist sein Wärmeausdehnungskoeffizient höher als der von Si Einkristall, wodurch das keramische Substrat Al2O3 nicht für hochfrequente, leistungsstarke und sehr große integrierte Schaltkreise geeignet ist. A1N Kristall hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und gilt als ideales Material für eine neue Generation von Halbleiterplatinen und -verpackungen.

AlN Keramik PCB wurde seit den 1990er Jahren umfassend untersucht und schrittweise weiterentwickelt. Derzeit gilt es allgemein als vielversprechendes Verpackungsmaterial für elektronische Keramik. Die Wärmeableitungseffizienz von AlN Keramik PCB ist 7-mal so hoch wie von Al2O3. Die Wärmeableitungseffizienz der AlN-Keramikplatine, die auf Hochleistungs-LEDs angewendet wird, ist signifikant, was die Lebensdauer von LEDs erheblich erhöht. Die direkt kupferbeschichtete Keramikplatine (DBC), die auf Basis der On-Board-Verpackungstechnologie entwickelt wurde, ist ebenfalls eine Keramikplatine mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit. DBC verwendet kein Bindemittel im Vorbereitungsprozess, also hat es eine gute Wärmeleitfähigkeit, hohe Festigkeit, starke Isolierung, und der Wärmeausdehnungskoeffizient stimmt mit Halbleitermaterialien wie Si überein. Es ist schwierig, das Problem der Mikroporen zwischen Al2O3 und Kupferplatten zu lösen, was die Massenproduktion und Ausbeute dieses Produkts herausfordernder macht., Ist nach wie vor der Forschungsschwerpunkt von in- und ausländischen Forschern. Derzeit sind nur wenige Unternehmen unter der Leitung der Stone Group in China in der Lage, Massenproduktion durchzuführen. DPC Keramik PCB ist auch bekannt als direkte kupferbeschichtete Keramikplatine. DPC-Produkte haben die Eigenschaften hoher Schaltungsgenauigkeit und hoher Oberflächenebenheit. Sie sind sehr geeignet für LED Flip Chip/eutektische Technologie. Mit einem Keramiksubstrat mit hoher Wärmeleitfähigkeit wird die Wärmeableitungseffizienz deutlich verbessert. Es ist ein altersübergreifendes Produkt, das am besten für die Entwicklungsanforderungen von Hochleistungs-LEDs in kleiner Größe geeignet ist.