מה ההבדל בין PCB ארוז LED לבין PCB קרמיקה DPC?

ערים משגשגות אינן נפרדות מהעיטור של נורות לד. אני מאמין שכולנו ראינו LED. דמותו הופיעה בכל מקום בחיינו ומאירה את חיינו.

כמוביל של חום והסעת אוויר, המוליכות התרמית של Power LED ארוזה PCB ממלא תפקיד מכריע בפיזור חום LED. PCB קרמיקה מסוג DPC עם הביצועים המעולים שלו והמחיר המופחת בהדרגה, בחומרי אריזה אלקטרוניים רבים מראים תחרותיות חזקה, היא מגמת פיתוח אריזות ה- LED העתידיות. עם התפתחות המדע והטכנולוגיה והופעת טכנולוגיית ההכנה החדשה, לחומר קרמי מוליכות תרמית גבוהה כחומר חדש PCB לאריזה אלקטרונית יש פוטנציאל יישום רחב מאוד.

ipcb

טכנולוגיית אריזה LED מפותחת ומתפתחת בעיקר על בסיס טכנולוגיית אריזה של מכשירים נפרדים, אך יש לה ייחוד רב. באופן כללי, ליבתו של מכשיר בדיד אטומה בגוף אריזה. הפונקציה העיקרית של החבילה היא להגן על הליבה ולחיבור חשמלי מלא. ואריזת LED היא להשלים את הפלט האותות החשמליים, להגן על העבודה הרגילה של ליבת הצינור, פלט: פונקציית אור גלוי, שני פרמטרים חשמליים ופרמטרים אופטיים של העיצוב והדרישות הטכניות, לא יכולה להיות פשוט אריזת מכשירים נפרדת עבור LED.

עם השיפור המתמשך של כוח קלט שבבי ה- LED, כמות החום הגדולה שנוצרת על ידי פיזור הספק גבוה מציבה דרישות גבוהות יותר לחומרי אריזה LED. בערוץ פיזור חום LED, PCB ארוז הוא הקישור המרכזי המחבר בין ערוץ פיזור חום פנימי וחיצוני, יש לו את הפונקציות של ערוץ פיזור חום, חיבור מעגלים ותמיכה פיזית בשבב. עבור מוצרי LED בעלי הספק גבוה, אריזת PCBS דורשת בידוד חשמלי גבוה, מוליכות תרמית גבוהה ומקדם הרחבה תרמית התואמת את השבב.

הפתרון הקיים הוא להצמיד את השבב ישירות לרדיאטור הנחושת, אך רדיאטור הנחושת הוא בעצמו תעלה מוליכה. בכל הנוגע למקורות אור, ההפרדה התרמו -אלקטרית אינה מושגת. בסופו של דבר, מקור האור ארוז על לוח PCB, ועדיין יש צורך בשכבת בידוד להשגת הפרדה תרמו -אלקטרית. בשלב זה, למרות שהחום אינו מרוכז בשבב, הוא מרוכז ליד שכבת הבידוד שמתחת למקור האור. ככל שהספק גדל, נוצרות בעיות חום. מצע קרמיקה DPC יכול לפתור בעיה זו. הוא יכול לתקן את השבב ישירות לקרמיקה וליצור חור קישור אנכי בקרמיקה ליצירת תעלה מוליכה פנימית עצמאית. הקרמיקה עצמה הינה מבודדים המפיצים חום. זוהי הפרדה תרמו -אלקטרית ברמת מקור האור.

בשנים האחרונות, תומכי SMD LED משתמשים בדרך כלל בחומרי פלסטיק הנדסיים שהשתנו בטמפרטורות גבוהות, תוך שימוש בשרף PPA (פוליפטלמיד) כחומר גלם, והוספת חומרי מילוי שונה כדי לשפר כמה תכונות פיסיקליות וכימיות של חומר גלם PPA. לכן, חומרי PPA מתאימים יותר להזרקת זריקות ולשימוש בסוגריים LED מסוג SMD. מוליכות תרמית מפלסטיק PPA נמוכה מאוד, פיזור החום שלה הוא בעיקר דרך מסגרת עופרת המתכת, יכולת פיזור החום מוגבלת, מתאימה רק לאריזות LED בעלות הספק נמוך.

 

על מנת לפתור את בעיית ההפרדה התרמו -אלקטרית ברמת מקור האור, מצעים קרמיים צריכים להיות בעלי המאפיינים הבאים: ראשית, היא חייבת להיות בעלת מוליכות תרמית גבוהה, מספר סדרי גודל גבוהים יותר מהשרף; שנית, עליו להיות בעל חוזק בידוד גבוה; שלישית, למעגל יש רזולוציה גבוהה וניתן לחבר אותו או להעיף אותו אנכית עם השבב ללא בעיות. הרביעי הוא מישור השטח הגבוה, לא יהיה פער בעת ריתוך. חמישית, קרמיקה ומתכות צריכות להיות בעלות הידבקות גבוהה; השישי הוא חור הבין-קישור האנכי, ובכך מאפשר לאפירת SMD להנחות את המעגל מאחור לחזית. המצע היחיד שעומד בתנאים אלה הוא מצע קרמי DPC.

מצע קרמי עם מוליכות תרמית גבוהה יכול לשפר משמעותית את יעילות פיזור החום, הוא המוצר המתאים ביותר לפיתוח LED בעל עוצמה גבוהה בגודל קטן. ל- PCB קרמיקה יש חומר מוליכות תרמית חדש ומבנה פנימי חדש, אשר מפצה על הפגמים של PCB מאלומיניום ומשפר את אפקט הקירור הכולל של ה- PCB. בין החומרים הקרמיים המשמשים כיום לקירור PCBS, ל- BeO יש מוליכות תרמית גבוהה, אך מקדם ההתרחבות הלינארית שונה מאוד מזה של הסיליקון, והרעילות שלו במהלך הייצור מגבילה את היישום שלו. ל- BN יש ביצועים כללים טובים, אך הוא משמש כ- PCB. לחומר אין יתרונות בולטים והוא יקר. כרגע נלמד ומקודם; לסיליקון קרביד חוזק גבוה ומוליכות תרמית גבוהה, אך עמידותו והתנגדות הבידוד נמוכים, והשילוב לאחר מתכת לא יציב, מה שיוביל לשינויים במוליכות התרמית והקבוע הדיאלקטרי אינו מתאים לשימוש כחומר PCB אריזה מבודדת.

אני מאמין שבעתיד, כאשר המדע והטכנולוגיה מפותחים יותר, ה- LED יביא לנוחות רבה יותר לחיינו בדרכים רבות יותר, מה שמחייב את החוקרים שלנו ללמוד יותר, כדי לתרום את כוחם לפיתוח המדע ו טֶכנוֹלוֹגִיָה.