3030燈珠封裝工藝(如何散熱)

納米陶瓷如何成為MCPCB的最佳解決方案?

　　研究人員發現，電化學氧化工藝(ECO)可以在鋁表面產生一層幾十微米的氧化鋁陶瓷(Al2O3)。同時，這種氧化鋁陶瓷具有良好的強度和相對較低的熱導率(約 7.3 w/MK)。但由于氧化膜在電化學氧化過程中自動與鋁原子鍵合，降低了兩種材料之間的熱阻，同時也具有一定的結構強度。

　　同時，研究人員將納米陶瓷與銅涂層相結合，使復合結構的整體厚度在很低的水平上具有很高的總熱導率(約115W/MK)。因此，這種材料非常適合csp303封裝。

　　CSP 封裝設計為通過金屬化 P 極和 N 極直接焊接到印刷電路板 (PCB)。在某種程度上，這確實是一件好事。這種設計降低了 3030 LED燈珠基板和 PCB 之間的熱阻。

　　但是，由于 csp3030 封裝去掉了陶瓷基板作為散熱片，熱量直接從 LED 基板傳遞到 PCB，成為強點熱源。此時，CSP的散熱挑戰已從“一級(LED基板級)”轉變為“二級(整模組級)”。

　　在這種情況下，模塊的設計者開始使用金屬覆蓋印刷電路板(MCPCB)來處理CSP封裝。

　　研究人員對 MCPCB 和氮化鋁 (AlN) 陶瓷進行了一系列熱輻射模擬測試。由于CSP封裝的結構，熱通量只通過小面積的焊點傳遞，大部分熱量集中在中心，會降低使用壽命，降低光質，甚至導致led3030燈珠故障。

　　MCPCB理想散熱模型

　　通常，大多數MCPCB的結構：金屬表面鍍上一層銅，表面約30微米。同時，金屬表面還覆蓋有含有導熱陶瓷顆粒的樹脂介質層。但是，過多的導熱陶瓷顆粒會影響整個MCPCB的性能和可靠性。

　　同時，性能和可靠性之間總是需要權衡取舍。

　　據研究人員分析，為了使3030燈珠的散熱效果更好，MCPCB需要降低介電層的厚度。由于熱阻(R)等于厚度(L)除以熱導率(k)(r=L/(KA))，而熱導率只由介質本身的性質決定，所以厚度是唯一的變量。

　　但是，由于生產工藝的限制和使用壽命的考慮，介電層的厚度不能無限減小，因此研究人員需要一種新的材料來解決這個問題。