cách giải quyết vấn đề nhiệt CSP
Bao bì CSP (gói quy mô chip) đề cập đến công nghệ đóng gói trong đó kích thước của gói không vượt quá 20% kích thước của chính chip. Để đạt được mục tiêu này, các nhà sản xuất đèn LED giảm thiểu các cấu trúc không cần thiết càng nhiều càng tốt, chẳng hạn như sử dụng đèn LED công suất cao tiêu chuẩn, loại bỏ đế tản nhiệt gốm và dây kết nối, mạ kim loại các cực P và N và phủ trực tiếp các lớp huỳnh quang phía trên đèn LED.
Thử thách nhiệt ：
Gói CSP được thiết kế để hàn trực tiếp vào bảng mạch in (PCB) thông qua các cực P và N được mạ kim loại. Theo một cách nào đó, đó thực sự là một điều tốt. Thiết kế này làm giảm điện trở nhiệt giữa đế LED và PCB.
Tuy nhiên, vì gói CSP loại bỏ chất nền gốm làm tản nhiệt, nhiệt được truyền trực tiếp từ chất nền LED sang PCB, trở thành nguồn nhiệt điểm mạnh. Tại thời điểm này, thách thức tản nhiệt cho CSP đã thay đổi từ" mức I (mức chất nền LED)" thành" cấp II (cấp toàn bộ mô-đun)" ;.
Từ các thí nghiệm mô phỏng bức xạ nhiệt ở Hình 1 và Hình 2, có thể thấy rằng do cấu trúc của bao bì CSP nên nhiệt lượng chỉ truyền qua mối hàn với diện tích nhỏ, và phần lớn nhiệt tập trung ở tâm , sẽ làm giảm tuổi thọ, giảm chất lượng ánh sáng, thậm chí dẫn đến hỏng đèn LED.
Mô hình tản nhiệt lý tưởng của MCPCB ：
Cấu trúc của hầu hết MCPCB: bề mặt kim loại được mạ một lớp đồng có kích thước khoảng 30 micron. Đồng thời, bề mặt kim loại còn được phủ một lớp nhựa trung gian chứa các hạt gốm dẫn nhiệt. Tuy nhiên, quá nhiều hạt gốm dẫn nhiệt sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tin cậy của toàn bộ MCPCB.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một quá trình oxy hóa điện hóa (ECO) có thể tạo ra một lớp gốm sứ nhôm (Al2O3) có kích thước hàng chục micron trên bề mặt nhôm. Đồng thời, loại gốm alumin này có độ bền tốt và độ dẫn nhiệt tương đối thấp (khoảng 7,3 w / MK). Tuy nhiên, do màng oxit được liên kết tự động với các nguyên tử nhôm trong quá trình ôxy hóa điện hóa nên khả năng chịu nhiệt giữa hai vật liệu bị giảm đi, đồng thời nó cũng có độ bền cấu trúc nhất định.
Đồng thời, các nhà nghiên cứu đã kết hợp gốm nano với lớp phủ đồng để làm cho độ dày tổng thể của cấu trúc composite có tổng hệ số dẫn nhiệt cao (khoảng 115W / MK) ở mức rất thấp. Do đó, vật liệu này rất thích hợp cho việc đóng gói CSP.
Vấn đề tản nhiệt của bao bì CSP dẫn đến sự ra đời của công nghệ gốm nano. Lớp điện môi vật liệu nano này có thể lấp đầy khoảng trống giữa MCPCB truyền thống và AlN Ceramics. Để thúc đẩy các nhà thiết kế tung ra nhiều nguồn sáng thu nhỏ, sạch sẽ và hiệu quả hơn.
