Tecnologia de tablero de disipacion de calor de aluminio LED
La conductividad térmica de la placa base Al llevada está relacionada con la capa de aislamiento en el medio del sustrato de aluminio (generalmente PP, ahora con adhesivo termoconductor, etc.). Es uno de los tres estándares para medir la calidad de la placa base Al (la resistencia térmica y la resistencia a la presión son las otras dos propiedades). Después de presionar la placa, la conductividad térmica de la placa base Al puede medirse con el equipo de prueba. La alta conductividad térmica actual generalmente es cerámica, cobre, etc. Sin embargo, debido a consideraciones de costo, la corriente principal actual en el mercado es la placa base electrónica Al. La conductividad térmica de la placa base Al correspondiente es un parámetro que a todos nos preocupa. Cuanto mayor es la conductividad térmica, mejor es el rendimiento representativo.1. Usando la tecnología de montaje superficial (SMT); anillo de membrana Al tablero base
2. Realizar un procesamiento extremadamente efectivo de la difusión térmica en los esquemas de diseño de circuitos;
3. Reduzca la temperatura de operación del producto, mejore la densidad de potencia del producto y la confiabilidad, y amplíe la vida del producto;
4. Reduzca el volumen del producto, reduzca los costos de hardware y ensamblaje;
5. Reemplace los substratos cerámicos frágiles para una mejor durabilidad mecánica.
Los productos de la placa base LED Al son ampliamente utilizados en comunicaciones, energía, electrónica, equipos médicos, maquinaria y equipos, iluminación y otros campos. Con la creciente conciencia de la protección del medio ambiente mundial, el ahorro de energía y el ahorro de energía se han convertido en la tendencia actual. La industria LED es una de las industrias más observadas en los últimos años. Desde su desarrollo, los productos LED se han vuelto eficientes en el consumo de energía, ahorran energía, son de alta eficiencia, tiempo de respuesta rápido, ciclo de vida largo y no contienen mercurio, y tienen beneficios ambientales. Sin embargo, generalmente alrededor del 20% de la potencia de entrada de los productos LED de alta potencia se puede convertir en luz y el 80% de la potencia restante se convierte en energía térmica.
En general, si el calor generado por el LED mientras emite luz no se puede disipar, la temperatura de unión del LED será demasiado alta, lo que afectará el ciclo de vida del producto, la eficiencia luminosa y la estabilidad. La relación entre la temperatura de la unión LED, la eficiencia luminosa y la vida útil se explicará con mayor detalle utilizando la siguiente relación.
1, los métodos de disipación de calor LED se basan en diferentes tecnologías de envasado, y sus métodos de disipación de calor también son diferentes. Sin embargo, los métodos de disipación de calor LED se pueden aproximar de la siguiente manera:
Descripción de la ruta térmica:
(1) Disipación de calor del aire
(2) La energía térmica se deriva directamente de la placa de circuito del sistema
(3) La exportación de energía a través del alambre de oro
(4) Si el proceso de chip eutéctico y Flip, la energía térmica se deriva a través del orificio pasante de la placa de circuito para el sistema
En general, la matriz LED está conectada al sustrato mediante uniones de cables dorados, enlaces eutécticos o unión de chips invertidos para formar un chip LED, y luego el chip LED se fija en la placa de circuitos del sistema. Por lo tanto, el LED se puede enfriar mediante la disipación directa de calor desde el aire o a través del sustrato de la matriz LED a la placa base y luego a la atmósfera. La tasa de disipación de calor desde la placa del sistema a la atmósfera depende del diseño de la lámpara o sistema completo.
Sin embargo, el cuello de botella de disipación de calor en todo el sistema en la etapa actual es principalmente la conducción de calor desde la matriz de LED a su sustrato a la placa de circuito del sistema.
Posibles vías de enfriamiento en esta sección: Una es para disipar directamente el calor del sustrato de la matriz a la placa del sistema. En este método de disipación de calor, la capacidad de disipación de calor del material de sustrato de matriz LED es un parámetro muy importante. Por otro lado, el calor generado por el LED también irá a la placa de circuito del sistema a través del cable metálico del electrodo. En general, bajo la unión del electrodo usando el método de alambre de oro, la disipación de calor está limitada por la geometría relativamente delgada del propio alambre metálico; Como resultado, recientemente ha habido un enfoque de vinculación eutéctica o flip-chip. Este diseño reduce significativamente la longitud del cable y aumenta significativamente el área de la sección transversal del cable. Como resultado, se mejorará efectivamente la eficiencia de disipación de calor de los cables del electrodo LED a la placa del sistema.
A través de la explicación de la ruta de disipación de calor anterior, se puede ver que la elección del material de sustrato de disipación de calor y el método de envasado de su LED constituyen una parte muy importante en la gestión de la disipación de calor de LED. La siguiente sección delineará el sustrato LED que disipa el calor.
2, sustrato LED de disipación de calor
El sustrato de disipación de calor LED utiliza principalmente el propio material de substrato de disipación de calor para tener una mejor conductividad térmica y la fuente de calor sale del LED. Por lo tanto, a partir de la descripción de los métodos de disipación de calor mediante LED, los substratos del disipador de calor LED se pueden subdividir en dos categorías principales, a saber, el sustrato de grano LED y las placas de circuito del sistema. Los dos sustratos de disipación de calor diferentes soportan la energía térmica generada cuando el LED y el chip LED emiten luz desde el LED, respectivamente. A través del sustrato del disipador de calor LED morir a la placa de circuito del sistema, y luego se absorbe por el entorno atmosférico, con el fin de lograr el efecto de la disipación de calor.
2.1 placa de circuito del sistema
La placa de circuito del sistema se utiliza principalmente como un sistema de disipación de calor por LED, y finalmente conduce la energía térmica a las aletas del disipador de calor, la carcasa o la atmósfera. En los últimos años, la tecnología de producción de placas de circuito impreso (PCB) se ha vuelto muy sofisticada. Las placas de circuito del sistema de los primeros productos LED son principalmente PCB. Sin embargo, a medida que aumenta la demanda de LED de alta potencia, la capacidad de disipación de calor de los materiales de PCB es limitada, por lo que es imposible aplicarlos. Sus productos de alta potencia, con el fin de mejorar la disipación de calor de los LED de alta potencia, se ha desarrollado recientemente un sustrato de alta conductividad térmica de aluminio (MCPCB). El uso de materiales metálicos con mejores características de disipación de calor ha logrado el propósito de la disipación de calor para productos de alta potencia. Sin embargo, con el desarrollo continuo de brillo LED y requisitos de rendimiento, aunque la placa de circuito del sistema puede calentar eficazmente el calor generado por el chip LED a la atmósfera, la energía térmica generada por el LED no puede transferirse eficazmente desde la matriz a la placa del sistema. En otras palabras, cuando la potencia del LED se incrementa de manera más eficiente, el cuello de botella de disipación de calor de todo el LED aparecerá en el sustrato de disipación de calor del troquel LED.
Sustrato de troquel 2.2LED
El sustrato de LED se utiliza principalmente como un medio derivado de la energía térmica entre el LED y la placa de circuito del sistema, y se combina con el LED por un proceso de unión de cables, enlaces eutécticos o chips de inversión. En base a consideraciones térmicas, el mercado actual de substratos LED de matriz es principalmente sustratos cerámicos.
Los métodos de preparación de líneas se pueden dividir aproximadamente en:
Sustratos cerámicos de película gruesa, cerámica multicapa co-disparada a baja temperatura y sustratos cerámicos de película delgada. En los dispositivos LED tradicionales de alta potencia, los sustratos cerámicos de película gruesa o de cocombustión a baja temperatura se utilizan principalmente como sustrato de disipación de calor para los granos de cristal, y los granos de cristal LED se combinan con el sustrato de cerámica mediante alambre de oro.Sustrato de troquel 2.2LED
El sustrato de LED se utiliza principalmente como un medio derivado de la energía térmica entre el LED y la placa de circuito del sistema, y se combina con el LED por un proceso de unión de cables, enlaces eutécticos o chips de inversión. En base a consideraciones térmicas, el mercado actual de substratos LED de matriz es principalmente sustratos cerámicos.
Los métodos de preparación de líneas se pueden dividir aproximadamente en:
Sustratos cerámicos de película gruesa, cerámica multicapa co-disparada a baja temperatura y sustratos cerámicos de película delgada. En los dispositivos LED tradicionales de alta potencia, los sustratos cerámicos de película gruesa o de cocombustión a baja temperatura se utilizan principalmente como sustrato de disipación de calor para los granos de cristal, y los granos de cristal LED se combinan con el sustrato de cerámica mediante alambre de oro.
Como se mencionó en la introducción, esta conexión alambre de oro limita la disipación de calor a lo largo del contacto de los electrodos Por lo tanto, en los últimos años, los principales fabricantes en el país y en el extranjero han trabajado duro para resolver este problema Hay dos formas de resolverlo: .. Una de ellas es para encontrar un material de sustrato con un coeficiente de disipación de calor para reemplazar el óxido de aluminio, que incluye un sustrato de tántalo, un sustrato de carburo de tántalo, un sustrato de aluminio anodizado, o un sustrato de nitruro de aluminio.
El sustrato de aluminio teodizado es susceptible de agrietarse debido a la resistencia insuficiente de la capa de óxido anodizado, lo que limita su aplicación práctica. , nitruro de aluminio se utiliza como un sustrato de disipación de calor en la etapa actual, que es maduro y generalmente aceptada, sin embargo, actualmente se limita a sustratos de nitruro de aluminio que no son adecuados para los procesos de película gruesa convencionales (los materiales deben ser sometidos a tratamiento térmico atmosférico a 850 ° C después de la impresión de la pasta de plata, lo que provoca problemas de fiabilidad materiales). por lo tanto, el circuito de sustrato de nitruro de aluminio necesita ser preparado por un proceso de película delgada.
El sustrato de nitruro de aluminio preparado por el proceso de película delgada acelera enormemente el rendimiento del calor del LED a través del material del sustrato a la placa de circuito del sistema. El calor se reduce considerablemente por la carga del LED a través de la línea metálica al sistema Placa de circuito, horno logrando un alto efecto de disipación de calor.
Los proyectos de productos LED de sustrato de aluminio cubren toda la industria de productos de iluminación, como iluminación comercial, iluminación interior. La situación general, sustrato de aluminio LED en los próximos años todavía mantienen un rápido desarrollo, la cantidad de exportaciones crecerá de manera constante, pero la disminución de Crecimiento de las exportaciones Las ventas nacionales han dado paso a un período de rápido crecimiento debido al continuo desarrollo económico.
Sin embargo, el desarrollo de la industria del sustrato de aluminio LED en China en los últimos cinco años también ha causado una competencia feroz. Debido a las tecnologías relacionadas con la iluminación LED y el rendimiento térmico, el desarrollo de LED en el mercado interno es lento, la mayoría de la iluminación LED se utiliza para Exportación. En este sentido, los sustratos de aluminio LED se están desarrollando constantemente para el espacio y el tiempo. Bajo la dirección de los vigorosos esfuerzos del país en el futuro, la tecnología de sustrato de aluminio LED será cada vez más perfecta, la demanda interna aumentará.
1, los métodos de disipación de calor LED se basan en diferentes tecnologías de envasado, y sus métodos de disipación de calor también son diferentes. Sin embargo, los métodos de disipación de calor LED se pueden aproximar de la siguiente manera:
Descripción de la ruta térmica:
(1) Disipación de calor del aire
(2) La energía térmica se deriva directamente de la placa de circuito del sistema
(3) La exportación de energía a través del alambre de oro
(4) Si el proceso de chip eutéctico y Flip, la energía térmica se deriva a través del orificio pasante de la placa de circuito para el sistema
En general, la matriz LED está conectada al sustrato mediante uniones de cables dorados, enlaces eutécticos o unión de chips invertidos para formar un chip LED, y luego el chip LED se fija en la placa de circuitos del sistema. Por lo tanto, el LED se puede enfriar mediante la disipación directa de calor desde el aire o a través del sustrato de la matriz LED a la placa base y luego a la atmósfera. La tasa de disipación de calor desde la placa del sistema a la atmósfera depende del diseño de la lámpara o sistema completo.
Sin embargo, el cuello de botella de disipación de calor en todo el sistema en la etapa actual es principalmente la conducción de calor desde la matriz de LED a su sustrato a la placa de circuito del sistema.
Posibles vías de enfriamiento en esta sección: Una es para disipar directamente el calor del sustrato de la matriz a la placa del sistema. En este método de disipación de calor, la capacidad de disipación de calor del material de sustrato de matriz LED es un parámetro muy importante. Por otro lado, el calor generado por el LED también irá a la placa de circuito del sistema a través del cable metálico del electrodo. En general, bajo la unión del electrodo usando el método de alambre de oro, la disipación de calor está limitada por la geometría relativamente delgada del propio alambre metálico; Como resultado, recientemente ha habido un enfoque de vinculación eutéctica o flip-chip. Este diseño reduce significativamente la longitud del cable y aumenta significativamente el área de la sección transversal del cable. Como resultado, se mejorará efectivamente la eficiencia de disipación de calor de los cables del electrodo LED a la placa del sistema.
A través de la explicación de la ruta de disipación de calor anterior, se puede ver que la elección del material de sustrato de disipación de calor y el método de envasado de su LED constituyen una parte muy importante en la gestión de la disipación de calor de LED. La siguiente sección delineará el sustrato LED que disipa el calor.
El sustrato de disipación de calor LED utiliza principalmente el propio material de substrato de disipación de calor para tener una mejor conductividad térmica y la fuente de calor sale del LED. Por lo tanto, a partir de la descripción de los métodos de disipación de calor mediante LED, los substratos del disipador de calor LED se pueden subdividir en dos categorías principales, a saber, el sustrato de grano LED y las placas de circuito del sistema. Los dos sustratos de disipación de calor diferentes soportan la energía térmica generada cuando el LED y el chip LED emiten luz desde el LED, respectivamente. A través del sustrato del disipador de calor LED morir a la placa de circuito del sistema, y luego se absorbe por el entorno atmosférico, con el fin de lograr el efecto de la disipación de calor.
2.1 placa de circuito del sistema
La placa de circuito del sistema se utiliza principalmente como un sistema de disipación de calor por LED, y finalmente conduce la energía térmica a las aletas del disipador de calor, la carcasa o la atmósfera. En los últimos años, la tecnología de producción de placas de circuito impreso (PCB) se ha vuelto muy sofisticada. Las placas de circuito del sistema de los primeros productos LED son principalmente PCB. Sin embargo, a medida que aumenta la demanda de LED de alta potencia, la capacidad de disipación de calor de los materiales de PCB es limitada, por lo que es imposible aplicarlos. Sus productos de alta potencia, con el fin de mejorar la disipación de calor de los LED de alta potencia, se ha desarrollado recientemente un sustrato de alta conductividad térmica de aluminio (MCPCB). El uso de materiales metálicos con mejores características de disipación de calor ha logrado el propósito de la disipación de calor para productos de alta potencia. Sin embargo, con el desarrollo continuo de brillo LED y requisitos de rendimiento, aunque la placa de circuito del sistema puede calentar eficazmente el calor generado por el chip LED a la atmósfera, la energía térmica generada por el LED no puede transferirse eficazmente desde la matriz a la placa del sistema. En otras palabras, cuando la potencia del LED se incrementa de manera más eficiente, el cuello de botella de disipación de calor de todo el LED aparecerá en el sustrato de disipación de calor del troquel LED.
Sustrato de troquel 2.2LED
El sustrato de LED se utiliza principalmente como un medio derivado de la energía térmica entre el LED y la placa de circuito del sistema, y se combina con el LED por un proceso de unión de cables, enlaces eutécticos o chips de inversión. En base a consideraciones térmicas, el mercado actual de substratos LED de matriz es principalmente sustratos cerámicos.
Los métodos de preparación de líneas se pueden dividir aproximadamente en:
Sustratos cerámicos de película gruesa, cerámica multicapa co-disparada a baja temperatura y sustratos cerámicos de película delgada. En los dispositivos LED tradicionales de alta potencia, los sustratos cerámicos de película gruesa o de cocombustión a baja temperatura se utilizan principalmente como sustrato de disipación de calor para los granos de cristal, y los granos de cristal LED se combinan con el sustrato de cerámica mediante alambre de oro.Sustrato de troquel 2.2LED
El sustrato de LED se utiliza principalmente como un medio derivado de la energía térmica entre el LED y la placa de circuito del sistema, y se combina con el LED por un proceso de unión de cables, enlaces eutécticos o chips de inversión. En base a consideraciones térmicas, el mercado actual de substratos LED de matriz es principalmente sustratos cerámicos.
Los métodos de preparación de líneas se pueden dividir aproximadamente en:
Sustratos cerámicos de película gruesa, cerámica multicapa co-disparada a baja temperatura y sustratos cerámicos de película delgada. En los dispositivos LED tradicionales de alta potencia, los sustratos cerámicos de película gruesa o de cocombustión a baja temperatura se utilizan principalmente como sustrato de disipación de calor para los granos de cristal, y los granos de cristal LED se combinan con el sustrato de cerámica mediante alambre de oro.
Como se mencionó en la introducción, esta conexión alambre de oro limita la disipación de calor a lo largo del contacto de los electrodos Por lo tanto, en los últimos años, los principales fabricantes en el país y en el extranjero han trabajado duro para resolver este problema Hay dos formas de resolverlo: .. Una de ellas es para encontrar un material de sustrato con un coeficiente de disipación de calor para reemplazar el óxido de aluminio, que incluye un sustrato de tántalo, un sustrato de carburo de tántalo, un sustrato de aluminio anodizado, o un sustrato de nitruro de aluminio.
El sustrato de aluminio teodizado es susceptible de agrietarse debido a la resistencia insuficiente de la capa de óxido anodizado, lo que limita su aplicación práctica. , nitruro de aluminio se utiliza como un sustrato de disipación de calor en la etapa actual, que es maduro y generalmente aceptada, sin embargo, actualmente se limita a sustratos de nitruro de aluminio que no son adecuados para los procesos de película gruesa convencionales (los materiales deben ser sometidos a tratamiento térmico atmosférico a 850 ° C después de la impresión de la pasta de plata, lo que provoca problemas de fiabilidad materiales). por lo tanto, el circuito de sustrato de nitruro de aluminio necesita ser preparado por un proceso de película delgada.
El sustrato de nitruro de aluminio preparado por el proceso de película delgada acelera enormemente el rendimiento del calor del LED a través del material del sustrato a la placa de circuito del sistema. El calor se reduce considerablemente por la carga del LED a través de la línea metálica al sistema Placa de circuito, horno logrando un alto efecto de disipación de calor.
Los proyectos de productos LED de sustrato de aluminio cubren toda la industria de productos de iluminación, como iluminación comercial, iluminación interior. La situación general, sustrato de aluminio LED en los próximos años todavía mantienen un rápido desarrollo, la cantidad de exportaciones crecerá de manera constante, pero la disminución de Crecimiento de las exportaciones Las ventas nacionales han dado paso a un período de rápido crecimiento debido al continuo desarrollo económico.
Sin embargo, el desarrollo de la industria del sustrato de aluminio LED en China en los últimos cinco años también ha causado una competencia feroz. Debido a las tecnologías relacionadas con la iluminación LED y el rendimiento térmico, el desarrollo de LED en el mercado interno es lento, la mayoría de la iluminación LED se utiliza para Exportación. En este sentido, los sustratos de aluminio LED se están desarrollando constantemente para el espacio y el tiempo. Bajo la dirección de los vigorosos esfuerzos del país en el futuro, la tecnología de sustrato de aluminio LED será cada vez más perfecta, la demanda interna aumentará.
