चिप पैमाने पैकेज शीतलन समाधान
CSP (चिप स्केल पैकेज) पैकेजिंग एक ऐसी पैकेजिंग तकनीक को संदर्भित करता है जिसमें पैकेज का आकार स्वयं चिप के आकार के 20 प्रतिशत से अधिक नहीं होता है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, एलईडी निर्माता यथासंभव अनावश्यक संरचनाओं को कम करते हैं, जैसे कि मानक उच्च-शक्ति एलईडी का उपयोग करना, सिरेमिक गर्मी लंपटता सबस्ट्रेट्स को हटाना और तारों को जोड़ना, पी और एन ध्रुवों को धातुकृत करना और सीधे एलईडी के ऊपर फ्लोरोसेंट परतों को कवर करना।
थर्मल चुनौती:
सीएसपी पैकेज को धातुकृत पी और एन ध्रुवों के माध्यम से सीधे मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) में वेल्डेड करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक तरह से यह वाकई अच्छी बात है। यह डिज़ाइन एलईडी सब्सट्रेट और पीसीबी के बीच थर्मल प्रतिरोध को कम करता है।
हालांकि, चूंकि सीएसपी पैकेज सिरेमिक सब्सट्रेट को हीट सिंक के रूप में हटा देता है, इसलिए गर्मी सीधे एलईडी सब्सट्रेट से पीसीबी में स्थानांतरित हो जाती है, जो एक मजबूत बिंदु ताप स्रोत बन जाती है। इस समय, सीएसपी के लिए गर्मी अपव्यय चुनौती "स्तर I (एलईडी सब्सट्रेट स्तर)" से "स्तर II (संपूर्ण मॉड्यूल स्तर)" में बदल गई है।
आंकड़े 1 और 2 में थर्मल विकिरण सिमुलेशन प्रयोगों से, यह देखा जा सकता है कि सीएसपी पैकेजिंग की संरचना के कारण, गर्मी प्रवाह केवल एक छोटे से क्षेत्र के साथ सोल्डर संयुक्त के माध्यम से प्रेषित होता है, और अधिकांश गर्मी केंद्र में केंद्रित होती है , जो सेवा जीवन को कम करेगा, प्रकाश की गुणवत्ता को कम करेगा, और यहां तक कि एलईडी विफलता का कारण बनेगा।
MCPCB का आदर्श कूलिंग मॉडल:
अधिकांश MCPCB की संरचना: धातु की सतह पर लगभग 30 माइक्रोन की तांबे की परत चढ़ी होती है। इसी समय, धातु की सतह भी एक राल मध्यम परत के साथ कवर की जाती है जिसमें सिरेमिक कणों का संचालन करने वाली गर्मी होती है। हालाँकि, बहुत अधिक तापीय प्रवाहकीय सिरेमिक कण पूरे MCPCB के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित करेंगे।
शोधकर्ताओं ने पाया कि एक इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण प्रक्रिया (ईसीओ) एल्यूमीनियम की सतह पर दसियों माइक्रोन के साथ एल्यूमिना सिरेमिक (Al2O3) की एक परत का उत्पादन कर सकती है। इसी समय, इस एल्यूमिना सिरेमिक में अच्छी ताकत और अपेक्षाकृत कम तापीय चालकता (लगभग 7.3 w / MK) है। हालाँकि, क्योंकि ऑक्साइड फिल्म इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में एल्यूमीनियम परमाणुओं के साथ स्वचालित रूप से बंधी होती है, दो सामग्रियों के बीच थर्मल प्रतिरोध कम हो जाता है, और इसकी एक निश्चित संरचनात्मक ताकत भी होती है।
इसी समय, शोधकर्ताओं ने समग्र संरचना की समग्र मोटाई बनाने के लिए तांबे के लेप के साथ नैनो सिरेमिक को संयुक्त किया, जिसमें बहुत कम स्तर पर उच्च तापीय चालकता (लगभग 115W / MK) थी। इसलिए, यह सामग्री सीएसपी पैकेजिंग के लिए बहुत उपयुक्त है।
सीएसपी पैकेजिंग की थर्मल समस्या नैनो सिरेमिक प्रौद्योगिकी के जन्म की ओर ले जाती है। यह नैनो मैटेरियल डाइइलेक्ट्रिक परत पारंपरिक एमसीपीसीबी और एएलएन सिरेमिक्स के बीच की खाई को भर सकती है। ताकि अधिक लघु, स्वच्छ और कुशल प्रकाश स्रोतों को लॉन्च करने के लिए डिजाइनरों को बढ़ावा दिया जा सके।
