solusi pendinginan paket skala chip

     Kemasan CSP (paket skala chip) mengacu pada teknologi pengemasan di mana ukuran paket itu sendiri tidak melebihi 20 persen dari ukuran chip itu sendiri. Untuk mencapai tujuan ini, produsen LED mengurangi struktur yang tidak perlu sebanyak mungkin, seperti menggunakan LED daya tinggi standar, menghilangkan substrat pembuangan panas keramik dan kabel penghubung, metalisasi kutub P dan N dan langsung menutupi lapisan fluoresen di atas LED.

Tantangan termal:    

Paket CSP dirancang untuk dilas langsung ke papan sirkuit tercetak (PCB) melalui kutub P dan N logam. Di satu sisi, itu memang hal yang baik. Desain ini mengurangi hambatan termal antara substrat LED dan PCB.

Namun, karena paket CSP menghilangkan substrat keramik sebagai heat sink, panas ditransfer langsung dari substrat LED ke PCB, yang menjadi sumber panas titik kuat. Saat ini, tantangan pembuangan panas untuk CSP telah berubah dari "tingkat I (tingkat substrat LED)" menjadi "tingkat II (tingkat seluruh modul)".

Dari percobaan simulasi radiasi termal pada Gambar 1 dan 2, terlihat bahwa karena struktur kemasan CSP, fluks panas hanya ditransmisikan melalui sambungan solder dengan area kecil, dan sebagian besar panas terkonsentrasi di tengah. , yang akan mengurangi masa pakai, mengurangi kualitas cahaya, dan bahkan menyebabkan kegagalan LED.

Model pendinginan MCPCB yang ideal:

Struktur sebagian besar MCPCB: permukaan logam dilapisi dengan lapisan tembaga sekitar 30 mikron. Pada saat yang sama, permukaan logam juga dilapisi dengan lapisan media resin yang mengandung partikel keramik penghantar panas. Namun, terlalu banyak partikel keramik konduktif termal akan memengaruhi kinerja dan keandalan seluruh MCPCB.

    Peneliti menemukan bahwa proses oksidasi elektrokimia (ECO) dapat menghasilkan lapisan keramik alumina (Al2O3) dengan ketebalan puluhan mikron pada permukaan aluminium. Pada saat yang sama, keramik alumina ini memiliki kekuatan yang baik dan konduktivitas termal yang relatif rendah (sekitar 7,3 w / MK). Namun, karena film oksida secara otomatis terikat dengan atom aluminium dalam proses oksidasi elektrokimia, ketahanan termal antara kedua bahan berkurang, dan juga memiliki kekuatan struktural tertentu.

Pada saat yang sama, para peneliti menggabungkan keramik nano dengan lapisan tembaga untuk membuat keseluruhan ketebalan struktur komposit memiliki konduktivitas termal total yang tinggi (sekitar 115W/MK) pada tingkat yang sangat rendah. Oleh karena itu, bahan ini sangat cocok untuk kemasan CSP.

Masalah termal kemasan CSP menyebabkan lahirnya teknologi nano keramik. Lapisan dielektrik bahan nano ini dapat mengisi celah antara MCPCB tradisional dan Keramik AlN. Untuk mempromosikan desainer untuk meluncurkan sumber cahaya yang lebih mini, bersih, dan efisien.