PCB 기술 - PCB 회로기판 기술 LED 방열 기판

1. 소개

전 세계적으로 환경 보호 의식이 높아짐에 따라 에너지 절약과 전기 절약은 이미 현재의 추세가 되었다.LED 산업은 최근 몇 년 동안 가장 주목받는 PCB 산업 중 하나입니다.지금까지 LED 제품은 에너지 절약, 전력 절약, 효율성, 빠른 응답 시간, 긴 수명, 무수은, 친환경 등의 장점을 가지고 있습니다...그러나 LED 고출력 제품은 일반적으로 약 20% 의 입력 전력을 빛으로 변환 할 수 있으며 나머지 80% 의 전기 에너지를 열로 변환 할 수 있습니다.

LED 매듭 온도와 발광 효율 사이의 관계.결온이 25 ° C에서 100 ° C로 상승하면 발광 효율이 20% 에서 75% 로 떨어지며 그 중 노란 빛이 75% 로 가장 크게 떨어집니다.또한 LED의 작동 환경 온도가 높을수록 PCB 제품의 수명이 줄어듭니다.작동 온도가 63 ° C에서 74 ° C로 상승하면 LED의 평균 수명은 3 / 4 단축됩니다.따라서 LED의 발광 효율을 높이기 위해서는 LED 시스템의 방열 관리와 설계가 중요한 과제가 된다.LED의 발열 문제를 이해하기 전에 발열 경로를 파악한 다음 발열 병목 현상을 개선할 필요가 있습니다.

2. LED 발열 방식

패키징 기술에 따라 냉각 방식이 다릅니다. LED의 다양한 냉각 방식

1. 공기 중의 열을 분산시킨다

2. 열에너지는 시스템 회로기판에서 직접 나온다

3. 금선을 통해 열에너지 내보내기

4. 공정 및 Flipchip 공정의 경우 열은 구멍을 통해 시스템 PCB 회로 기판으로 출력됩니다.)

3. LED 방열 기판

LED 방열 기판은 주로 방열 기판 재료 자체의 비교적 좋은 열전도성을 이용하여 열원을 LED 튜브에서 끌어낸다.따라서 LED 방열 경로에 대한 설명에서 LED 방열 기판을 (1) LED 튜브 코어 기판과 (2) 시스템 회로 기판의 두 종류로 세분화할 수 있습니다.이 두 종류의 서로 다른 방열 기판은 각각 LED 결정체를 탑재한다.LED 칩은 LED 칩에서 빛을 발할 때 발생하는 열에너지가 LED 칩을 통과해 기판의 열을 시스템 회로기판으로 발산한 뒤 대기 환경에 흡수돼 열을 방출하는 효과를 낸다.

1. 시스템 PCB

시스템 회로 기판은 주로 LED 냉각 시스템으로 사용되며 궁극적으로 열 에너지를 냉각 슬라이스, 케이스 또는 대기 중의 재료로 전도합니다.최근 몇 년 동안 인쇄회로기판 (PCB) 의 생산 기술은 이미 매우 성숙되었다.초기 LED 제품의 시스템 회로 기판은 대부분 PCB였습니다.그러나 고출력 LED에 대한 수요가 증가함에 따라 PCB 재료의 발열 능력은 제한되어 있어 이를 적용할 수 없다.고출력 제품의 경우 고출력 LED의 방열 문제를 개선하기 위해 금속 소재의 방열 특성이 더 좋은 특성을 이용해 고출력 제품의 방열 목적을 달성하는 고열전도성 알루미늄 기판(MCPCB)을 최근 개발했다.그러나 LED의 밝기와 성능 요구가 계속 발전함에 따라 시스템 회로 기판은 LED 칩에서 발생하는 열을 대기 중으로 효과적으로 발산 할 수 있지만 LED 튜브에서 발생하는 열은 튜브에서 시스템 회로로 효과적으로 전달되지 않습니다.다시 말해서, LED 출력이 더 효과적으로 증가할 때, 전체 LED의 방열 병목 현상은 LED 코어 방열 기판에 나타날 것이다.다음 글은 LED 튜브 코어 기판에 대해 더 심도 있는 토론을 진행할 것이다.

2. LED 튜브 코어 기판

LED 코어 기판은 주로 LED 코어와 시스템 회로 기판 사이에서 열 에너지를 얻는 매체로 사용되며, 지시선 접합, 공정 또는 거꾸로 칩을 장착하는 공정을 통해 LED 코어와 결합된다.방열을 고려하여 현재 시장에 나와 있는 LED 튜브 코어 기판은 주로 세라믹 기판으로 크게 세 가지로 나눌 수 있다: 두꺼운 막 세라믹 기판, 저온 공소 다층 세라믹 기판과 박막 세라믹 기판.전통적인 고출력 LED 소자는 일반적으로 두꺼운 막 또는 저온 공소 세라믹 기판을 파이프 코어 방열 기판으로 사용한 다음 금선으로 LED 파이프 코어와 세라믹 기판을 결합합니다.인용문에서 설명한 바와 같이, 이 금선 연결은 전극을 따라 접촉하는 발열 효과를 제한한다.그러므로 최근 몇년간 국내외 각 큰 제조업체들은 모두 이 문제를 해결하기 위해 노력하고있다.

두 가지 솔루션이 있습니다.하나는 실리콘 라이닝, 탄화 실리콘 라이닝, 양극 산화 알루미늄 라이닝 또는 질화 알루미늄 라이닝을 포함하여 산화 알루미늄 대신 높은 열 계수를 가진 라이닝 재료를 찾는 것입니다.이 중 실리콘과 탄화규소 라이닝은 반도체 소재다.그 특성으로 인해 현 단계에서는 더욱 심각한 테스트를 받았고, 양극 산화층의 강도가 부족하기 때문에 양극 산화 알루미늄 기판은 전도성을 가질 가능성이 높기 때문에 실제 응용이 제한되었다.그러므로 이 단계에서 더욱 성숙되고 보편적으로 접수되는것은 질화알루미니움이 방열기판으로 되였다

최근 몇 년 동안 알루미늄 기판의 발전으로 시스템 회로 기판의 방열 문제가 점차 개선되었고, 심지어 점차 유연 유연 PCB를 개발하였다.

4. LED 세라믹 방열 기판 소개

1. 두꺼운 막 세라믹 기판

두꺼운 막 도자기 기판은 실크스크린 인쇄 기술로 생산한다.재료는 스크레이퍼를 통해 기저에 인쇄된 후 건조, 소결 및 레이저 처리됩니다.현재 국내 주요 두꺼운 막 세라믹 기판 생산 업체에는 허신당과 지우하오가 회사를 기다리고 있다.일반적으로 실크스크린 인쇄법으로 제작된 선은 실크스크린의 문제로 인해 선이 거칠고 정렬이 정확하지 않은 상황이 발생하기 쉽다.그러므로 앞으로 갈수록 작은 크기와 더욱 복잡한 회로가 필요한 고출력 LED제품이나 공정이나 역조립공법을 정확하게 조준해야 하는 LED제품에 대해 두꺼운 막도자기기판의 정밀도는 이미 점차 사용하기에 부족하다.

2.저온에서 다층 도자기를 함께 굽는다

저온 공소 다층 도자기 기술은 도자기를 기초 재료로 사용한다.실크스크린 인쇄를 통해 회로를 기판에 인쇄한 후 다층 도자기 기판을 집적하여 마지막에 저온으로 소결하여 형성한다.국내 주요 생산업체에는 경동전자, 봉신 등 회사가 있다.저온 공소 다층 세라믹 기판의 금속 회로층도 실크스크린 인쇄 공정을 통해 만들어지는데, 이는 격자 문제로 인해 조준 오차가 발생할 수도 있다.또 여러 겹의 도자기를 겹쳐 소결한 뒤 수축률도 고려한다.따라서 저온 공소 다층 세라믹이 정확한 회로 조준이 필요한 공정/역조립 칩 LED 제품에 사용된다면 더욱 엄격해질 것이다.

5. 국제 PCB 제조업체의 LED 제품의 발전 추세

주요 LED 패키징 제조업체들이 최근 발표한 LED 제품의 전력과 크기에 대한 관찰을 보면 현재 LED 제품의 발전 추세를 알 수 있다.LED 칩의 열 방출 방식.따라서 세라믹 방열 기판은 고출력, 소형 LED 제품 구조에서 매우 중요한 부분이 되었다.다음 표 2는 국내외 주요 LED 제품의 발전 현황과 제품 유형을 간단히 정리했다.