扩散热阻对FR4/AlN复合材料导热性能的影响

首先,将AlN陶瓷表面金属化后分别切割成10 mm×10 mm×1.0mm、12 mm×12 mm×1.0 mm及15 mm×15 mm×1.0mm的方块,嵌入环氧树脂中制备成FR4/AlN复合材料;然后,利用SMT工艺将同款LED灯珠与上述内置三种不同尺寸AlN的复合基板材料组装成LED模组;最后,利用结温测试仪与半导体制冷温控台对三种LED模组分别进行了结温测试.同时,结合热仿真手段对复合材料水平面的温度分布情况进行了模拟研究.结果表明:上述三种尺寸陶瓷片对应LED的结温分别为96.95、92.94与91.81℃.热仿真结果显示,陶瓷片尺寸通过界面热阻对扩散热阻产生影响,增大陶瓷片尺寸有助于降低扩散热阻,进而改善FR4/AlN复合材料的整体散热性能.     

热电分离式铜基板的制备及其在LED散热领域的应用

借鉴热电分离式设计理念,利用图形转移和蚀刻技术将铜合金板材加工成带有导热柱的底座,然后通过压合工艺将金属底座与FR4复合制备成热电分离式金属基板。利用冷热冲击试验箱对基板进行了热冲击试验,并借助SEM对历经1 000个高低温突变冷热循环后的铜基材与FR4界面形貌进行了观察与研究。利用结温测试仪、功率计、积分球系统、半导体制冷温控台等仪器和设备,通过结温及热阻测试对比研究了普通铜基板与热电分离式铜基板在铜基、绝缘层及线路层厚度相同的情况下,对大功率LED模组散热效果的影响。结果表明,基板在经低温-55℃、高温125℃、1 000次冷热循环后,铜基材与FR4界面处既无裂纹萌生,也无气泡产生,FR4与铜基材结合完好。对于驱动功率为13W的LED灯珠,在模组辐射功率与热功率大致相同的情况下,热电分离式铜基板与普通铜基板所对应的芯片结温分别为49.72和73.14℃,所对应模组的热阻则分别为2.21和4.37℃/W,这意味着热电分离式铜基板较之普通铜基板在大功率LED散热管理方面更具优势。     

PCB通孔电镀层剥离失效原因分析及改进

针对高厚径比印制电路板(PCB)通孔的镀层剥离问题,先通过分析镀层剥离部位的微观形貌和元素组成推测相关因素,再通过试验进行验证.结果发现,镀层剥离位于两次加厚铜镀层之间,主要是因为一次电镀层氧化,造成二次沉铜过程中微蚀效果不佳,引起镀层间结合力下降.改用连续两次沉铜后再连续两次电镀的工艺后,上述问题得以解决.     

填料型高导热复合材料的研究现状与发展趋势

填料型导热复合材料是LED等半导体在封装及使用过程中一种常见的散热材料,它利用高导热填料填充具有密度小、可加工性能好、成本低廉等优点的高分子聚合物制备而成,对降低半导体器件的结温、增强其综合特性大有裨益。简要概述了近年来填料型导热复合材料的研究现状,并对其发展趋势进行了预测,以期为LED的实际散热需要提供技术参考,进而推动LED产业的发展。     

嵌埋陶瓷基板散热的热阻问题分析

基于热电分离式设计理念,首先将表面经金属化处理且具备高导热率的AlN陶瓷片局部嵌入导热率较低的FR4材料中,利用压合工艺将二者复合制备成用于LED散热管理的嵌埋陶瓷基板;然后借助SMT工艺将LED灯珠与上述散热基板组装成LED模组;最后利用结温测试仪以及恒温控制系统对不同AlN尺寸及不同功率LED的上述模组进行了结温测试,并依据结温测试结果对上述嵌埋陶瓷基板的散热能力进行了对比研究。结果表明,当LED功率一定时,随着AlN陶瓷片尺寸不断加大,嵌埋陶瓷的扩散热阻及一维热阻均随之减小,从而致使基板总热阻呈现出下降趋势,LED的结温也因此而随之降低。而随着LED功率不断增加,嵌埋同一尺寸AlN陶瓷片的散热基板因一维热阻保持不变,扩散热阻不断增加,从而导致基板的总热阻也不断增加。     

陶瓷复合FR4结构界面形貌与导热性能

基于热电分离式设计理念,将AlN陶瓷片金属化后作为微散热器嵌入FR4材料内形成了复合散热基板.采用电镜扫描、光学显微,通过冷热循环冲击试验对FR4与AlN两相界面处在高低温突变情况下的界面形貌进行了分析.利用ANSYS软件对基板进行了仿真热模拟,研究了AlN嵌入后FR4导热性能的变化规律.利用结温测试仪、功率计和半导体制冷温控台等仪器设备,通过结温测试对比研究了该复合散热结构与金属芯印刷电路板(MCPCB)对大功率LED封装散热效果的影响.结果表明,该复合散热基板在经低温-55℃,高温125℃,1 000个冷热循环后,FR4和AlN界面无剥离现象发生,在环境温度急剧变化的条件下结合力良好.同时,FR4在嵌入AlN之后,导热性能得到了明显改善,且与MCPCB相比,能更有效降低LED芯片结温.