3030灯珠封装工艺(如何散热)

纳米陶瓷如何成为MCPCB的最佳解决方案?

　　研究人员发现，电化学氧化工艺(ECO)可以在铝表面产生一层几十微米的氧化铝陶瓷(Al2O3)。同时，这种氧化铝陶瓷具有良好的强度和相对较低的热导率(约 7.3 w/MK)。但由于氧化膜在电化学氧化过程中自动与铝原子键合，降低了两种材料之间的热阻，同时也具有一定的结构强度。

　　同时，研究人员将纳米陶瓷与铜涂层相结合，使复合结构的整体厚度在很低的水平上具有很高的总热导率(约115W/MK)。因此，这种材料非常适合csp303封装。

　　CSP 封装设计为通过金属化 P 极和 N 极直接焊接到印刷电路板 (PCB)。在某种程度上，这确实是一件好事。这种设计降低了 3030 LED灯珠基板和 PCB 之间的热阻。

　　但是，由于 csp3030 封装去掉了陶瓷基板作为散热片，热量直接从 LED 基板传递到 PCB，成为强点热源。此时，CSP的散热挑战已从“一级(LED基板级)”转变为“二级(整模组级)”。

　　在这种情况下，模块的设计者开始使用金属覆盖印刷电路板(MCPCB)来处理CSP封装。

　　研究人员对 MCPCB 和氮化铝 (AlN) 陶瓷进行了一系列热辐射模拟测试。由于CSP封装的结构，热通量只通过小面积的焊点传递，大部分热量集中在中心，会降低使用寿命，降低光质，甚至导致led3030灯珠故障。

　　MCPCB理想散热模型

　　通常，大多数MCPCB的结构：金属表面镀上一层铜，表面约30微米。同时，金属表面还覆盖有含有导热陶瓷颗粒的树脂介质层。但是，过多的导热陶瓷颗粒会影响整个MCPCB的性能和可靠性。

　　同时，性能和可靠性之间总是需要权衡取舍。

　　据研究人员分析，为了使3030灯珠的散热效果更好，MCPCB需要降低介电层的厚度。由于热阻(R)等于厚度(L)除以热导率(k)(r=L/(KA))，而热导率只由介质本身的性质决定，所以厚度是唯一的变量。

　　但是，由于生产工艺的限制和使用寿命的考虑，介电层的厚度不能无限减小，因此研究人员需要一种新的材料来解决这个问题。