كيفية حل المشكلة الحرارية CSP
تشير عبوات CSP (حزمة مقياس الرقاقة) إلى تقنية تغليف لا يتجاوز فيها حجم العبوة نفسها 20٪ من حجم الشريحة نفسها. من أجل تحقيق هذا الهدف ، تقلل الشركات المصنعة لمصابيح LED الهياكل غير الضرورية قدر الإمكان ، مثل استخدام مصابيح LED عالية الطاقة القياسية ، وإزالة ركائز تبديد الحرارة الخزفية وتوصيل الأسلاك ، ومعدن أعمدة P و N وتغطية طبقات الفلورسنت فوق مصابيح LED مباشرة.
التحدي الحراري ：
تم تصميم حزمة CSP ليتم لحامها مباشرة بلوحة الدوائر المطبوعة (PCB) من خلال أقطاب P و N الممعدنة. بطريقة ما ، إنه بالفعل شيء جيد. يقلل هذا التصميم المقاومة الحرارية بين ركيزة LED وثنائي الفينيل متعدد الكلور.
ومع ذلك ، نظرًا لأن حزمة CSP تزيل الركيزة الخزفية كمشتت حراري ، يتم نقل الحرارة مباشرة من ركيزة LED إلى PCB ، والتي تصبح مصدرًا قويًا للحرارة. في هذا الوقت ، تغير تحدي تبديد الحرارة لـ CSP من&مثل ؛ المستوى الأول (مستوى ركيزة LED)&مثل ؛ إلى&مثل ؛ المستوى الثاني (مستوى الوحدة بالكامل)&مثل ؛.
من تجارب محاكاة الإشعاع الحراري في الشكلين 1 و 2 ، يمكن ملاحظة أنه نظرًا لهيكل عبوة CSP ، ينتقل تدفق الحرارة فقط من خلال مفصل اللحام بمساحة صغيرة ، وتتركز معظم الحرارة في المركز ، مما يقلل من عمر الخدمة ، ويقلل من جودة الإضاءة ، وحتى يؤدي إلى فشل LED.
نموذج تبديد الحرارة المثالي لـ MCPCB ：
هيكل معظم MCPCB: السطح المعدني مطلي بطبقة من النحاس المطلي بحوالي 30 ميكرون. في الوقت نفسه ، يتم تغطية السطح المعدني أيضًا بطبقة متوسطة من الراتنج تحتوي على جزيئات سيراميك موصلة للحرارة. ومع ذلك ، فإن الكثير من جزيئات السيراميك الموصلة للحرارة ستؤثر على أداء وموثوقية MCPCB بالكامل.
وجد الباحثون أن عملية الأكسدة الكهروكيميائية (ECO) يمكن أن تنتج طبقة من سيراميك الألومينا (Al2O3) بعشرات الميكرونات على سطح الألومنيوم. في الوقت نفسه ، يتمتع سيراميك الألومينا هذا بقوة جيدة وموصلية حرارية منخفضة نسبيًا (حوالي 7.3 واط / MK). ومع ذلك ، نظرًا لأن فيلم الأكسيد يتم ربطه تلقائيًا بذرات الألومنيوم في عملية الأكسدة الكهروكيميائية ، يتم تقليل المقاومة الحرارية بين المادتين ، وله أيضًا قوة هيكلية معينة.
في الوقت نفسه ، قام الباحثون بدمج سيراميك النانو مع طلاء نحاسي لجعل السماكة الكلية للهيكل المركب تتمتع بموصلية حرارية إجمالية عالية (حوالي 115 واط / MK) عند مستوى منخفض جدًا. لذلك ، هذه المادة مناسبة جدًا لتغليف CSP.
أدت مشكلة تبديد الحرارة في عبوات CSP إلى ولادة تقنية النانو سيراميك. يمكن لهذه الطبقة العازلة من مادة النانو أن تملأ الفجوة بين سيراميك MCPCB التقليدي و AlN Ceramics. وذلك لتشجيع المصممين على إطلاق المزيد من مصادر الضوء المصغرة والنظيفة والفعالة.
