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市場(chǎng)上具有集成ESD保護(hù)的陶瓷基板LED優(yōu)勢(shì)

 時(shí)間:2022-04-19     瀏覽:1794     分享

早期印刷電路板不僅僅是元器件的載體材料和再分布層,而現(xiàn)在越來(lái)越多的功能被直接嵌入到電路板中,借助CeraPad?,在TDK現(xiàn)有成功開(kāi)發(fā)出具有集成ESD保護(hù)的超薄陶瓷基板,也是特別適用于LED

 

如今LED是建筑物內(nèi)外照明系統(tǒng)中最為先進(jìn)技術(shù),此外,LED現(xiàn)在在智能手機(jī)中很常見(jiàn)。用于手電筒和相機(jī)閃光燈功能,而各種車輛的車頭燈和其他照明系統(tǒng)同樣基于這種照明技術(shù)。盡管LED具有高能效和壽命長(zhǎng)等巨大優(yōu)勢(shì),但他仍有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn),與所有半導(dǎo)體一樣,它們對(duì)靜電放電(ESD)非常敏感。

 

因此,現(xiàn)有解決方案需要相應(yīng)的分立保護(hù)組件,具體取決于各個(gè)LED的串聯(lián)和并聯(lián)連接。而適合此目的的器件是TVS二極管,這些SMD組件不會(huì)因溫度而降額,并且可以使用焊接工藝進(jìn)行安裝,而不是在PCB上進(jìn)行復(fù)雜的引線鍵合。那么圖1顯示了一種用于保護(hù)LED免受ESD影響的傳統(tǒng)解決方案。

 

然而離散方法的關(guān)鍵缺點(diǎn)是實(shí)際光源對(duì)印刷電路板表面的使用效率較低。此外,保護(hù)元件阻礙了LED產(chǎn)生的光的最佳輻射,從而降低了LED的效率。

 

如今為了解決這個(gè)問(wèn)題,TDK對(duì)CeraPad采取了全新的方法,將公司在小型化多層ESD保護(hù)元件和LTCC陶瓷基板開(kāi)發(fā)方面的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)非常優(yōu)雅地結(jié)合在一起。CeraPad是一種集成了ESD保護(hù)的超薄陶瓷基板。這對(duì)于滿足最大小型化和最佳ESD保護(hù)需求,從而在敏感應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了最高程度的ESD集成。因此,在它完全消除了對(duì)額外分立ESD組件的需求,使LED的安裝密度大大增加,由于更有效地使用陶瓷基板表面。

 

CeraPad遠(yuǎn)優(yōu)于硅基齊納二極管,這種功能性陶瓷晶圓是理想的LED陶瓷基板,ESD強(qiáng)度高達(dá)30kv。這比僅提供8kv的齊納二極管高出三倍以上。CeraPad還可以為從CSP0707CSP1515的標(biāo)準(zhǔn)LED元件實(shí)施定制的芯片級(jí)封裝(CSP),具有相當(dāng)高的封裝密度。

 

此外,CeraPad提供6 ppm/k的低熱膨脹系數(shù),幾乎與硅基LED相同。因此,當(dāng)溫度變化時(shí)陶瓷基板和LED之間沒(méi)有臨界機(jī)械應(yīng)力。此外,陶瓷基板具有至少22W/mk的高熱導(dǎo)率,可通過(guò)銀熱通孔進(jìn)一步提高。另外優(yōu)勢(shì)是250MPa的高彎曲強(qiáng)度,基材厚度僅為300μm400μm。

 

CeraPad接觸墊可設(shè)計(jì)用于標(biāo)準(zhǔn)SACSn/Ag/Cu,260℃)回流工藝和共晶鍵合(AuSn,320℃)。根據(jù)圖3顯示了使用CeraPad實(shí)現(xiàn)的LED單元的設(shè)計(jì)。

在使用LED矩陣陣列的自適應(yīng)前照燈,而CeraPad不僅適合用作集成ESD保護(hù)的LED芯片陶瓷基板,而且與傳統(tǒng)印刷電路板一樣,也可以同時(shí)用作重新分布層。以這種方式可以實(shí)現(xiàn)多達(dá)十個(gè)這樣的再分布層,并且這里的熱導(dǎo)率隨著每增加一層而降低。然而,在CeraPad陶瓷基板上,可以放置多達(dá)1000個(gè)緊密封裝的LED,這些LED可根據(jù)客戶要求單獨(dú)控制如圖。

使用這項(xiàng)技術(shù),設(shè)計(jì)人員可以在量小的空間內(nèi)創(chuàng)建創(chuàng)新的高分辨率照明效果,例如智能手機(jī)中的多個(gè)LED閃光燈、汽車內(nèi)部照明系統(tǒng)或汽車的自適應(yīng)前照燈。

 

CeraPadTDKCeraDiode產(chǎn)品組合的擴(kuò)展,其中包括采用創(chuàng)新晶圓技術(shù)的強(qiáng)大陶瓷ESD保護(hù)組件以及模塊化解決方案。借助 CeraPadTDK 現(xiàn)在提供有吸引力的定制封裝解決方案,既能應(yīng)對(duì) IC 靈敏度不斷提高的技術(shù)挑戰(zhàn),又能繼續(xù)推動(dòng) LED 模塊的小型化。對(duì)于客戶而言,這為優(yōu)化照明設(shè)計(jì)和進(jìn)一步提高 LED 的光輸出提供了極具吸引力的可能性。