PCB技術 - PCB回路基板技術LED放熱基板

私. Introduction

With the rise of global environmental awareness, 省エネルギーと省電力化が現在の動向となっている. LED業界は最も注目されている PCB産業 近年. 今まで, LED製品は省エネルギーの利点がある, 省電力, 高効率, 高速応答時間, 長寿命サイクル, 水銀無し, 環境保護給付...etc. しかし, 通常、LEDハイパワー製品の入力パワーの約20 %を光に変換することができる, そして残りの80 %の電気エネルギーは熱に変換される.

LED接合温度と発光効率の関係. 接合温度が25℃°Cから100℃°Cまで上昇すると, 発光効率は20 %から75 %低下する, そして、黄色の光の低下は、75 %で最も深刻です. 加えて, LEDの動作環境温度が高い, その生命を低くする PCB製品. 動作温度が63℃°から74℃°Cに上昇すると, 平均LED寿命は3/4. したがって, LEDの発光効率を改善するために, LEDシステムの放熱管理と設計は重要な話題となっている. LEDの放熱問題を理解する前に, 放熱経路を理解する必要がある, そして熱放散ボトルネックを改善.

（二）LED放熱方法

異なるパッケージング技術によれば、放熱方法も異なり、LEDの様々な放熱方法である

1 .空気から熱を放散する

2 .熱エネルギーはSystemClipboardから直接派生している

金線による熱エネルギーの輸出

共晶及びフリップチップ・プロセスであれば、熱はスルーホールを介してシステムPCB回路基板に輸出される。

3つのLED熱散逸基板

LED熱放散基板は、主に、LEDダイから熱源を導くために、放熱性基板材料自体のより良い熱伝導率を利用する。したがって、LED放熱経路の説明から、LED放熱基板を2つのカテゴリー、すなわち（1）LEDダイ基板および（2）システム回路基板に分割することができる。これら二つの異なる放熱基板はそれぞれ、LED結晶を担持する。LEDチップがLEDチップから光を発するときに発生する熱エネルギーは、LEDチップを通過して、基板からシステム回路基板への熱を放散し、次いで、熱環境の影響を達成するために大気環境に吸収される。

システムPCB

システム回路基板は主にLED放熱システムとして使用され、最終的には熱エネルギーを放熱フィン、シェルまたは大気中の材料に伝導する。近年、プリント基板（PCB）の製造技術は非常に洗練されている。初期led製品の回路基板は主にpcbであった。しかし，高出力ledの需要が増加するにつれて，pcb材料の放熱能力が制限され，それらに適用できない。高出力製品のために、高出力LEDの放熱問題を改善するために、最近、高熱伝導性のアルミニウム基板（MCPCB）が開発されている。しかしながら、LEDの輝度および性能要件の連続的な開発により、システム回路基板は、LEDチップによって生成された熱を大気に効果的に放散させることができるが、LEDダイによって発生される熱は、ダイからシステム回路へ効果的に伝導することができない。換言すれば、LED電力がより効率的に増加するとき、LED全体の放熱ボトルネックがLEDダイ放熱基板に現れる。次の記事は、LEDダイ基板に関するより詳細な議論を行う。

LEDダイ基板

LEDダイ基板は、主にLEDダイとシステム回路基板との間の熱エネルギーを得るための媒体として使用され、ワイヤボンディング、共晶またはフリップチップのプロセスによってLEDダイと結合される。熱放散の観点から，市販の電流led型基板は主にセラミック基板であり，厚膜セラミック基板，低温共焼成多層セラミック，薄膜セラミック基板の3種類に大別できる。従来の高出力LED構成部品は、通常、ダイ熱放散基板として厚膜又は低温共焼成セラミック基板を使用し、次いでLEDダイとセラミック基板とを金ワイヤで結合する。導入で述べたように、この金線接続は、電極接点に沿った放熱の有効性を制限する。したがって、近年では、主要な内外のメーカーは、すべてこの問題を解決するために一生懸命働いた。

つの解決方法があります。一つは、シリコン基板、炭化ケイ素基板、陽極酸化されたアルミニウム基板または窒化アルミニウム基板を含む酸化アルミニウムに代わる高い熱放散係数を有する基板材料を見つけることである。なかでも、シリコンおよび炭化ケイ素基板は半導体材料である。その特性により、この段階でより厳しい試験に遭遇し、陽極酸化されたアルミニウム基板は、陽極酸化された酸化物層の強度が不十分であるため導電性になりやすくなり、実用化が限定される。したがって、この段階では、より成熟し、一般に受け入れられるのは、放熱基板として窒化アルミニウムである

近年、アルミニウム基板の開発により、システム基板の放熱性が徐々に向上し、フレキシブルなフレキシブルPCBも徐々に開発されている。

つのLEDセラミック放熱基板導入

厚膜セラミック基板

スクリーン印刷技術を用いて厚膜セラミック基板を作製した。材料は、スキージによって基板上に印刷された後、乾燥させ、焼結し、レーザする。現在，国内国内厚膜セラミック基板メーカは，shentangとjiuhao社が同社を待っている。一般的に、スクリーン印刷法によるラインは、画面の問題により、ラフラインと不正確なアラインメントを起こしやすい。したがって、より小さい、より小さいサイズおよび将来のより精巧な回路を必要とする高出力LED製品または共晶またはフリップチッププロセスの正確なアラインメントを必要とするLED製品のために、厚膜セラミック基板の正確さは徐々に使用に不十分であった。

低温共焼成多層セラミックス

低温共焼成多層セラミック技術はセラミックを基板材料として使用する。回路はスクリーン印刷により基板上に印刷された後、多層セラミック基板が一体化され、最終的に低温焼結により形成される。主な国内メーカーは、ジンデ電子、Fengxinと他の会社を含みます。低温共焼成多層セラミック基板の金属回路層はスクリーン印刷プロセスによっても製造され、これはメッシュ問題によるアラインメントエラーを引き起こすこともある。また、多層セラミックを積層し焼結した後、収縮率も考慮する。したがって、正確な回路配列を必要とする共晶／フリップチップLED製品において低温共焼成多層セラミックを使用すると、さらに厳しいものとなる。

ファイブ, インターナショナルのLED製品の開発動向 PCBメーカー

LED製品の現在の開発動向は、主にLEDパッケージ製造業者が最近発表したLED製品のパワーとサイズの観察から見ることができる。LEDダイスからの熱放散方法したがって、セラミック放熱基板は、高出力小型LED製品の構造の非常に重要な部分となっている。以下の表2は、国内外の主要なLED製品の開発状況と製品カテゴリーの簡単な概要です。