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Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi - conducteurs qui convertissent l'énergie électrique en un état solide optique. Par rapport aux lampes à incandescence traditionnelles, les LED présentent les avantages d'une longue durée de vie, d'une large gamme de couleurs, d'une durabilité, d'une conception flexible, d'un contrôle simple et d'une protection de l'environnement. Les LED sont donc considérées comme une source potentielle de lumière pour l'avenir. Étant donné que les LED rouges, vertes et bleues (RGB) peuvent être mélangées pour produire une gamme de couleurs de source lumineuse blanche très large, l'application de rétroéclairage des LED rouges, vertes et bleues (RGB) dans les écrans à cristaux liquides (LCD) est très attrayante, car cela signifie que les humains auront une durée de vie plus longue et plus mince, un taux de gradation plus élevé, un écran LCD écologique plus coloré. Par conséquent, de nombreux articles de recherche ont été publiés sur le rétroéclairage LED direct et le rétroéclairage LED guidé. Le leader mondial des téléviseurs LCD rétro - éclairés hybrides RGB - led est également arrivé chez Sony, offrant une reproduction des couleurs très étendue et une couverture de gamme de couleurs de 105% selon la norme NTSC (National Television System Council).
Pour améliorer les performances de dissipation thermique du système de rétroéclairage RGB - LED, deux aspects peuvent être envisagés: (1) Améliorer les performances de dissipation thermique des LED individuelles. (2) Améliorer la performance de dissipation de chaleur de la matrice de LED. En tant que concepteurs de systèmes de rétro - éclairage rgbled, nous avons choisi la deuxième solution pour résoudre le problème de la dissipation thermique. Afin d'améliorer les performances de dissipation de chaleur du système LED array, il existe également deux méthodes de dissipation de chaleur: (1) utilisez un ventilateur pour augmenter le débit d'air autour du système de rétroéclairage. (2) réduire la résistance thermique entre les nœuds et l'environnement. La conception du module de rétroéclairage sur une carte de circuit imprimé économique, avec d'excellentes propriétés de dissipation thermique et un substrat thermique est une meilleure solution. La technologie IMS (Polymer insulated Metal substrat), couramment utilisée à l'heure actuelle en tant que polymère de couche isolante ou matériau époxy dont la structure est représentée sur la figure 1, nécessite un traitement particulier de la surface du substrat métallique, alors que l'épaisseur de la couche isolante est de l'ordre de 75 microns, ce qui augmentera la résistance thermique du substrat métallique isolant. De plus, les technologies IMS traditionnelles génèrent des phénomènes de couche isolante et de couche de substrat métallique à haute température.
Cet article met en oeuvre un nouveau type de carte de circuit imprimé à substrat métallique isolé en utilisant la technique de Pulvérisation magnétron. Nous générons chimiquement une couche isolante de 30 à 35 microns d'épaisseur à la surface d'un substrat en aluminium et utilisons la technique de Pulvérisation magnétron pour former des circuits conçus sur la couche isolante. Ce substrat métallique isolant offre une excellente dissipation thermique et élimine le délaminage ou le pelage à haute température.
Testé, le nouveau substrat en aluminium isolé et le substrat en aluminium isolé polymère traditionnel ont une résistance thermique de 4,78 degrés Celsius / W et 7,61 degrés Celsius / W, respectivement.
Processus de pulvérisation basique
La pulvérisation est un procédé sous vide qui dépose des matériaux tels que le métal, la céramique et le plastique sur une surface pour former un film mince. Le processus de pulvérisation de base est le suivant: un électron frappe un atome de gaz inerte (généralement de l'argon) pour en faire un ion. Ces ions énergétiques bombardent le matériau cible à déposer sous l'effet d'un champ électrique. Sous l'effet d'un champ électrique, un film de couche atomique est formé à la surface du substrat. L'épaisseur du film de la couche atomique dépend du temps de pulvérisation.
Résistance thermique des circuits imprimés à base d'aluminium isolés anodisés
La résistance thermique d'une carte à base de métal à isolation polymère classique et d'une carte à base d'aluminium à isolation anodique peut être calculée par la méthode décrite ci - dessus. En utilisant la méthode ci - dessus, nous pouvons facilement calculer la résistance thermique de deux cartes à base de métal. Cet article ne se contente pas d'une seule résistance thermique globale, il a également mesuré et calculé la résistance thermique des différentes parties de la carte. La résistance thermique de chaque partie de la carte est en mode série. Par example, la résistance thermique du substrat à l'environnement est la somme de la résistance thermique du substrat au radiateur et de la résistance thermoélectrique du radiateur à l'environnement. Sur la base des résultats des calculs ci - dessus, nous pouvons trouver que la résistance thermique d'une carte à base d'aluminium anodisé est de 59. 2% de moins que les circuits imprimés traditionnels à base de métal à isolation polymère.
La dissipation de chaleur est un sujet très important dans le développement du système de rétroéclairage RGB - LED. Cet article met en oeuvre un nouveau type de circuit imprimé isolé à base d'aluminium et propose une méthode améliorée de mesure de la résistance thermique des paramètres électriques. Par rapport aux cartes à base de métal à isolation polymère traditionnelles, les cartes à base d'aluminium à isolation anodique présentent les avantages suivants:
1) Il n'y a pas d'espace de connexion mécanique entre la couche isolante anodisée de la carte et la matrice en aluminium, ce qui améliore les propriétés mécaniques globales de la carte.
2) réalisé par la technique de Pulvérisation magnétron dans un film à trois couches de la couche métallisée, il permet d'obtenir une force de liaison d'au moins 1000 N / CM 2, ce qui améliore également les propriétés mécaniques globales de la carte.
3) La nouvelle carte réduit le nombre de couches de la carte traditionnelle et l'épaisseur de la couche isolante, de sorte que la résistance thermique de l'ensemble de la carte est réduite de 59. 2% par rapport à une carte traditionnelle.
Par conséquent, les cartes à base d'aluminium isolées anodiquement sont plus appropriées pour les systèmes de rétroéclairage RGB - led que les cartes à base de métal isolées par polymère traditionnelles.
