Notizie PCB - Confronto e analisi del PCB ceramico applicato al LED di alimentazione

Confronto e analisi del PCB ceramico applicato al LED di alimentazione Il PCB del pacchetto LED di potenza agisce come vettore di calore e convezione dell'aria e la sua conducibilità termica svolge un ruolo decisivo nella dissipazione del calore del LED. Il PCB ceramico DPC mostra una forte competitività tra molti materiali di imballaggio elettronici grazie alle sue eccellenti prestazioni e al prezzo gradualmente ridotto ed è la tendenza di sviluppo degli imballaggi LED di potenza in futuro. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia e l'emergere di nuovi processi di preparazione, i materiali ceramici ad alta conducibilità termica come nuovo tipo di materiale PCB da imballaggio elettronico hanno una prospettiva di applicazione molto ampia. Con l'aumento continuo della potenza in ingresso dei chip LED, il grande calore generato dalla grande dissipazione di potenza pone requisiti sempre più nuovi per i materiali da imballaggio LED. Nel canale di dissipazione del calore LED, il PCB del pacchetto è il collegamento chiave per collegare i canali interni ed esterni di dissipazione del calore e ha le funzioni di canale di dissipazione del calore, connessione del circuito e supporto fisico per il chip. Per i prodotti LED ad alta potenza, il PCB del pacchetto richiede un elevato isolamento elettrico, alta conducibilità termica e coefficiente di espansione termica corrispondente al chip.

PCB di incapsulamento a base di resina: l'alto costo di supporto è ancora difficile da diffondere

Emc e SMC hanno elevati requisiti per le attrezzature di stampaggio a compressione e il prezzo di una linea di produzione di stampaggio a compressione è di circa 10 milioni di yuan, che è ancora difficile da diffondere su larga scala. Le staffe LED SMD emerse negli ultimi anni utilizzano generalmente materiali plastici ingegneristici modificati ad alta temperatura, utilizzando resina PPA (poliftalammide) come materie prime e aggiungendo riempitivi modificati per migliorare determinate proprietà fisiche e chimiche delle materie prime PPA. Ciò rende il materiale PPA più adatto per lo stampaggio a iniezione e l'uso di stent LED SMD. La conducibilità termica della plastica PPA è molto bassa e la sua dissipazione del calore viene effettuata principalmente attraverso il telaio in piombo metallico e la capacità di dissipazione del calore è limitata, che è adatta solo per imballaggi LED a bassa potenza.

Circuito stampato con nucleo metallico: processo di produzione complesso e meno applicazioni pratiche Il processo di elaborazione e produzione del PCB a base di alluminio è complicato e costoso e il coefficiente di espansione termica dell'alluminio è abbastanza diverso dal materiale del chip, quindi è raramente utilizzato nelle applicazioni pratiche. La maggior parte dei pacchetti LED ad alta potenza utilizzano questo tipo di PCB e il prezzo è tra i prezzi medi e alti. L'attuale produzione di PCB generali di dissipazione del calore a LED ad alta potenza ha una conducibilità termica estremamente bassa dello strato isolante e l'esistenza dello strato isolante lo rende incapace di resistere alla saldatura ad alta temperatura, il che limita l'ottimizzazione della struttura del pacchetto e non favorisce la dissipazione del calore del LED.

PCB di imballaggio a base di silicio: Di fronte alle sfide, il tasso di rendimento è inferiore al 60% PCB a base di silicio affrontano sfide nella preparazione di strati isolanti, strati metallici e vias e il tasso di rendimento non supera il 60%. I materiali a base di silicio sono utilizzati come tecnologia PCB di imballaggio LED e sono stati applicati nell'industria LED nell'industria dei semiconduttori. La conducibilità termica e le proprietà di espansione termica dei PCB a base di silicio indicano che il silicio è un materiale di imballaggio migliore per i LED. La conducibilità termica del silicio è 140W/m·K. Quando applicata all'imballaggio del LED, la resistenza termica risultante è solo 0.66K/W; I materiali a base di silicio e silicio sono stati ampiamente utilizzati nei processi di produzione dei semiconduttori e nei relativi campi di imballaggio, coinvolgendo attrezzature e materiali correlati È stato abbastanza maturo. Pertanto, se il silicio è trasformato in PCB del pacchetto LED, la produzione di massa è facile. Tuttavia, l'imballaggio PCB in silicio LED ha ancora molti problemi tecnici. Ad esempio, in termini di materiali, il silicio è facilmente rotto e anche la resistenza del meccanismo è problematica. In termini di struttura, anche se il silicio è un eccellente conduttore termico, ha scarso isolamento e deve essere ossidato e isolato. Inoltre, lo strato metallico deve essere preparato mediante sputtering combinato con galvanizzazione e i fori conduttivi devono essere fatti dalla corrosione. In generale, la preparazione di strati isolanti, strati metallici e vias sono tutti di fronte a sfide e il tasso di rendimento non è elevato.

PCB del pacchetto ceramico: migliora l'efficienza di dissipazione del calore per soddisfare le esigenze dei LED ad alta potenza Il substrato ceramico con alta conducibilità termica migliora significativamente l'efficienza di dissipazione del calore ed è il prodotto più adatto per le esigenze di sviluppo di LED ad alta potenza e di piccole dimensioni. Il PCB ceramico ha un nuovo materiale conduttivo termico e una nuova struttura interna, che compensa i difetti del PCB metallico in alluminio, migliorando così l'effetto complessivo di dissipazione del calore del PCB. Tra i materiali ceramici attualmente utilizzati per i PCB di dissipazione del calore, BeO ha un'elevata conducibilità termica, ma il suo coefficiente di espansione lineare è molto diverso da quello del silicio, ed è tossico durante la fabbricazione, che ne limita la propria applicazione; BN ha buone prestazioni complessive, ma viene utilizzato come PCB Il materiale non ha vantaggi eccezionali ed è costoso. Attualmente è solo oggetto di ricerca e promozione; Il carburo di silicio ha alta resistenza e alta conducibilità termica, ma la sua resistenza e tensione di resistenza dell'isolamento sono basse e l'incollaggio è instabile dopo la metallizzazione, che causerà il cambiamento della conducibilità termica e della costante dielettrica non è adatto come materiale isolante del PCB di imballaggio. Sebbene il substrato ceramico Al2O3 sia attualmente il substrato ceramico più ampiamente prodotto e più ampiamente usato, il suo coefficiente di espansione termica è superiore a quello del singolo cristallo Si, il che rende il substrato ceramico Al2O3 non adatto per circuiti integrati ad alta frequenza, ad alta potenza e su larga scala. Il cristallo A1N ha un'elevata conducibilità termica ed è considerato un materiale ideale per una nuova generazione di PCB a semiconduttore e imballaggi.

Il PCB ceramico AlN è stato ampiamente studiato dagli anni '90 e gradualmente sviluppato. Attualmente è generalmente considerato un promettente materiale di imballaggio ceramico elettronico. L'efficienza di dissipazione del calore del PCB ceramico AlN è 7 volte quella di Al2O3. L'efficienza di dissipazione del calore del PCB ceramico AlN applicato ai LED ad alta potenza è significativa, che aumenta notevolmente la durata dei LED. Il pannello ceramico rivestito di rame diretto (DBC) sviluppato sulla base della tecnologia di imballaggio di bordo è anche un PCB ceramico con eccellente conducibilità termica. DBC non utilizza un agente legante nel processo di preparazione, quindi ha una buona conducibilità termica, alta resistenza, forte isolamento e il coefficiente di espansione termica corrisponde con materiali semiconduttori come Si. Tuttavia, PCB ceramici hanno bassa reattività con materiali metallici, scarsa bagnabilità ed è difficile implementare metallizzazione. È difficile risolvere il problema dei micro-pori tra Al2O3 e piastre di rame, il che rende la produzione di massa e la resa di questo prodotto più impegnativa., È ancora al centro della ricerca di ricercatori nazionali e stranieri. Attualmente, solo poche aziende guidate da Stone Group sono in grado di produrre in serie in Cina. Il PCB ceramico DPC è anche conosciuto come bordo ceramico rame-placcato diretto. I prodotti DPC hanno le caratteristiche di alta precisione del circuito e di alta planarità superficiale. Sono molto adatti per il chip flip LED/tecnologia eutettica. Con un substrato ceramico ad alta conducibilità termica, l'efficienza di dissipazione del calore è significativamente migliorata. È un prodotto cross-age più adatto per le esigenze di sviluppo di LED ad alta potenza e di piccole dimensioni.