Tin tức về PCB - So sánh và phân tích PCB gốm áp dụng cho đèn LED điện

Power LED đóng gói PCB như một tàu sân bay cho nhiệt và không khí đối lưu, dẫn nhiệt của nó đóng một vai trò quyết định trong tản nhiệt LED. DPC Ceramic PCB cho thấy khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trong nhiều vật liệu đóng gói điện tử do hiệu suất tuyệt vời và giá giảm dần, là xu hướng phát triển của bao bì LED công suất trong tương lai. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ và sự xuất hiện của quy trình chuẩn bị mới, vật liệu gốm dẫn nhiệt cao có triển vọng ứng dụng rất rộng như một loại vật liệu PCB đóng gói điện tử mới. Với sự gia tăng liên tục của công suất đầu vào chip LED, nhiệt lớn được tạo ra bởi tiêu thụ điện năng lớn đặt ra yêu cầu cập nhật cao hơn đối với vật liệu đóng gói LED. Trong kênh tản nhiệt LED, PCB đóng gói là liên kết quan trọng để kết nối kênh tản nhiệt bên trong và bên ngoài. Nó có chức năng của kênh tản nhiệt, kết nối mạch và hỗ trợ vật lý chip. Đối với các sản phẩm LED công suất cao, PCB đóng gói đòi hỏi độ cách điện cao, độ dẫn nhiệt cao và hệ số giãn nở nhiệt phù hợp với chip.

Bao bì nhựa dựa trên PCB: chi phí hỗ trợ cao vẫn khó phổ biến

Emc và SMC có yêu cầu cao về thiết bị tạo hình nén, giá của một dây chuyền sản xuất tạo hình nén là khoảng 10 triệu nhân dân tệ, vẫn khó quảng bá trên quy mô lớn. Giá đỡ LED SMD xuất hiện trong những năm gần đây thường sử dụng vật liệu nhựa kỹ thuật biến đổi nhiệt độ cao, sử dụng nhựa PPA (polyphthalamide) làm nguyên liệu thô và bổ sung các chất độn sửa đổi để cải thiện một số tính chất vật lý và hóa học của nguyên liệu PPA. Điều này làm cho vật liệu PPA phù hợp hơn cho việc sử dụng khuôn ép phun và giá đỡ LED SMD. Độ dẫn nhiệt của nhựa PPA rất thấp, tản nhiệt của nó chủ yếu được thực hiện thông qua khung dẫn kim loại và khả năng tản nhiệt hạn chế, chỉ phù hợp với gói LED công suất thấp.

Bảng mạch in lõi kim loại: quy trình sản xuất phức tạp, quy trình chế biến và sản xuất của PCB dựa trên nhôm ít ứng dụng thực tế phức tạp và tốn kém, hệ số giãn nở nhiệt của nhôm rất khác với vật liệu chip, vì vậy nó hiếm khi được sử dụng trong các ứng dụng thực tế. Hầu hết các gói LED công suất cao sử dụng loại PCB này với giá từ trung bình đến cao. Lớp cách nhiệt của PCB tản nhiệt LED công suất cao nói chung được sản xuất hiện nay có độ dẫn nhiệt rất thấp, sự hiện diện của lớp cách nhiệt làm cho nó không thể chịu được hàn nhiệt độ cao, hạn chế tối ưu hóa cấu trúc bao bì và không có lợi cho tản nhiệt LED.

Silicon dựa trên gói PCB: Đối mặt với thách thức, tỷ lệ tốt dưới 60% Silicon dựa trên PCB phải đối mặt với thách thức trong việc chuẩn bị lớp cách nhiệt, lớp kim loại và thông qua lỗ, và tỷ lệ tốt không vượt quá 60%. Vật liệu dựa trên silicon được sử dụng làm công nghệ PCB đóng gói LED và đã được sử dụng trong ngành công nghiệp LED trong ngành công nghiệp bán dẫn. Độ dẫn nhiệt và hiệu suất giãn nở nhiệt của PCB dựa trên silicon cho thấy silicon là vật liệu đóng gói tốt hơn cho đèn LED. Độ dẫn nhiệt của silicon là 140W/m · K. Khi áp dụng cho bao bì LED, sức đề kháng nhiệt được tạo ra chỉ 0,66K/W; Vật liệu dựa trên silicon đã được sử dụng rộng rãi trong quy trình sản xuất chất bán dẫn và lĩnh vực đóng gói liên quan, và các thiết bị và vật liệu liên quan đã khá trưởng thành. Vì vậy, nếu silicon được làm thành PCB đóng gói LED, việc sản xuất hàng loạt rất dễ dàng. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề kỹ thuật với việc đóng gói LED silicon PCB. Ví dụ, khi nói đến vật liệu, silicon có thể dễ dàng bị phá vỡ và sức mạnh của cơ chế có vấn đề. Về mặt cấu trúc, mặc dù silicon là một chất dẫn nhiệt tuyệt vời, nhưng nó ít cách nhiệt hơn và phải được oxy hóa và cách nhiệt. Ngoài ra, các lớp kim loại cần phải được chuẩn bị bằng cách phun liên kết với mạ điện và các lỗ dẫn điện cần phải được chuẩn bị bằng cách ăn mòn. Nói chung, việc chuẩn bị các lớp cách nhiệt, lớp kim loại và lỗ thông qua đều phải đối mặt với những thách thức và tỷ lệ tốt không cao.

Gốm đóng gói PCB: Cải thiện hiệu quả tản nhiệt và đáp ứng nhu cầu của đèn LED công suất cao. Chất nền gốm có độ dẫn nhiệt cao làm tăng đáng kể hiệu quả tản nhiệt và là sản phẩm phù hợp nhất để đáp ứng nhu cầu phát triển đèn LED công suất cao, kích thước nhỏ. PCB gốm sử dụng vật liệu dẫn nhiệt mới và cấu trúc bên trong mới, bù đắp cho các khuyết tật của PCB kim loại nhôm, do đó cải thiện hiệu quả tản nhiệt tổng thể của PCB. Trong số các vật liệu gốm hiện đang được sử dụng để tản nhiệt PCB, BeO có độ dẫn nhiệt cao, nhưng hệ số giãn nở dây của nó rất khác với silicon và độc hại trong quá trình sản xuất, hạn chế ứng dụng của chính nó; BN có hiệu suất tổng thể tốt, nhưng vật liệu được sử dụng làm PCB không có lợi thế vượt trội và đắt tiền. Hiện tại chỉ trong nghiên cứu và khuyến mãi; Silicon carbide có độ bền cao và độ dẫn nhiệt cao, nhưng điện trở và cách điện của nó chịu được điện áp thấp và liên kết không ổn định sau khi kim loại hóa, điều này sẽ dẫn đến sự thay đổi về độ dẫn nhiệt và hằng số điện môi, không phù hợp như một vật liệu PCB đóng gói cách điện. Mặc dù chất nền gốm Al2O3 là chất nền gốm được sản xuất rộng rãi và được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, hệ số giãn nở nhiệt của nó cao hơn so với đơn tinh thể Si, khiến chất nền gốm Al2O3 không phù hợp với các mạch tích hợp tần số cao, công suất cao và quy mô cực lớn. Tinh thể A1N có độ dẫn nhiệt cao và được coi là vật liệu lý tưởng cho PCB bán dẫn thế hệ mới và bao bì.

AlN gốm PCB đã được nghiên cứu rộng rãi và phát triển dần dần từ những năm 1990. Hiện nay, nó thường được coi là một vật liệu đóng gói gốm điện tử đầy hứa hẹn. AlN Ceramic PCB có hiệu quả tản nhiệt gấp 7 lần so với Al2O3. Hiệu quả tản nhiệt của AlN Ceramic PCB áp dụng cho đèn LED công suất cao là đáng kể, cải thiện đáng kể tuổi thọ của đèn LED. Tấm gốm đồng phủ trực tiếp (DBC), được phát triển dựa trên công nghệ đóng gói trên bo mạch, cũng là một PCB gốm với độ dẫn nhiệt tuyệt vời. DBC không sử dụng chất kết dính trong quá trình chuẩn bị, vì vậy nó có độ dẫn nhiệt tốt, độ bền cao, cách nhiệt mạnh và hệ số giãn nở nhiệt phù hợp với các vật liệu bán dẫn như Si. Tuy nhiên, PCB gốm có phản ứng thấp với vật liệu kim loại, độ ẩm kém và khó đạt được kim loại hóa. Vấn đề vi mô giữa Al2O3 và tấm đồng rất khó giải quyết, khiến việc sản xuất và sản xuất hàng loạt sản phẩm này trở nên khó khăn hơn. Vẫn là trọng tâm nghiên cứu của các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước. Hiện tại, chỉ một số công ty do Stone Group dẫn đầu mới có thể sản xuất hàng loạt tại Trung Quốc. DPC Ceramic PCB còn được gọi là tấm gốm mạ đồng trực tiếp. Các sản phẩm DPC có độ chính xác mạch cao và độ phẳng bề mặt cao. Chúng hoàn hảo cho công nghệ chip/eutectic lộn ngược LED. Với chất nền gốm dẫn nhiệt cao, hiệu quả tản nhiệt được cải thiện đáng kể. Nó là sản phẩm xuyên thời đại phù hợp nhất với nhu cầu phát triển LED công suất lớn, kích thước nhỏ.