O creștere a densității montajului componentelor pe plăcile de circuite duce la o creștere a puterii specifice de căldură. Este necesar să se asigure o evacuare eficientă a căldurii pentru a crește durata de viață a dispozitivelor electronice, deci acum apar noi soluții de proiectare și metode de răcire. Una dintre soluțiile eficiente este utilizarea ca bază de comutare a substraturilor conductive termic fabricate folosind tehnologia ALOX.
Direcția principală de utilizare a tehnologiei ALOX este tehnologia LED, care are avantaje semnificative în comparație cu sursele de iluminat tradiționale, dar are o problemă serioasă - o încălzire suficient de puternică a luminii care emite cristal. Când temperatura cristalului crește, eficiența luminoasă scade și durata de viață a lămpii LED scade. De exemplu, atunci când temperatura zonei active a LED-ului Luxeon K2 (Philips) este mărită cu 10 K, fluxul luminos este redus cu aproximativ 2,5%, iar durata sa de viață este redusă cu 50% [1]. Prin urmare, folosirea plăcilor pe bază de materiale tradiționale, de exemplu, sticlo-texolit, este inacceptabilă. Având în vedere tendințele actuale în creșterea puterii dispozitivelor LED, tehnologia ALOX devine din ce în ce mai relevantă. De asemenea, utilizarea substraturilor ALOX este eficientă în electronica cu microunde, LED-uri, module puternice și componente.
Tehnologia ALOX - Proiectul inovării ruso-israeliene
ALOX este o platformă tehnologică largă și poate fi utilizată în ambalarea diverselor componente electronice, cum ar fi electronica cu microunde, sistem de ambalare în sistem (SiP), stive de memorie tridimensionale, MEMS etc.
În prezent, tehnologia este utilizată în producția pilot a MCL în Israel și în producția în masă a plăcilor cu un singur strat în Malaezia. Potrivit documentelor semnate cu aproximativ un an în urmă, în Rusia, substraturile de diode electroluminiscente ALOX vor fi produse pe baza HPE "Tochmash", care face parte din compania TVEL (Vladimir).
ALOX - tehnologie pentru producerea de substraturi pentru instalarea componentelor electronice folosind materiale nanostructurate (Figura 1). Baza tehnologiei este procesul de oxidare selectivă în trepte a aluminiului, esența căruia este obținerea unui dielectric pe suprafața metalică și în adâncime. Structura conductorilor izolați din interiorul metalului este formată [2].
Fig. 1. Suprafața oxidului poros
În Fig. 1 este o imagine obținută în laboratorul de microscopie electronică de scanare. Rezultatele studiilor au arătat că diametrul porilor oxidului este mai mic de 90 nm. Utilizarea nanostructurii în substrat asigură îndepărtarea eficientă a căldurii și aderența dintre straturi. Este materialul dielectric, care are o structură nanoporoasă, care determină avantajele competitive semnificative ale substraturilor în ansamblu comparativ cu substraturile produse de tehnologia tradițională. Astfel, la dimensiunile porilor de 65-90 nm și umplerea lor cu umplutură specială, a fost posibilă realizarea unei tensiuni de defecțiune mai mare de 5 kV și a proprietăților termomecanice bune [3].
Substraturile produse de tehnologia ALOX constau din două părți principale: straturi conducătoare de aluminiu și / sau cupru și materiale dielectrice [2].
În Fig. 2 prezintă un substrat cu trei straturi care constă dintr-un strat de cupru superior și inferior și un strat interior de aluminiu. Este evident că utilizarea unor astfel de substraturi nu necesită forarea și metalizarea găurilor, deoarece interconexiunile sunt alcătuite în întregime din aluminiu.
Fig. 2. Substrat în trei straturi, realizat pe tehnologia ALOX
Fig. 3. Substrat unilateral, realizat pe tehnologia ALOX
Principalele caracteristici de design ale substraturilor unilaterale ALOX:
- Placa de bază din aluminiu 1100;
- grosime de bază 0,5-3,0 mm (toleranță ± 10%);
- conductivitatea termică a contactului termic ≈200 W / m · K;
- grosimea dielectricului este de 20-95 μm;
- conductivitatea termică a dielectricului este ≈10 W / m · K;
- grosimea cuprului (contacte) 35-350 μm;
- minimă lățime conductor / distanță minimă 0,25 / 0,25 mm.
Particularitatea ALOX este aceea că, în procesul de producție, operațiunile tehnologice deja cunoscute sunt folosite pentru a crea un produs fundamental nou. Principalele avantaje ale tehnologiei sunt:
- baza integrată din aluminiu;
- conductivitatea termică ridicată a substraturilor;
- fiabilitate ridicată;
- adecvat pentru lipire fără plumb;
- posibilitatea unei densități ridicate de interconectare;
- rezoluție înaltă;
- proces tehnologic simplificat (nu există operațiuni tehnologice de lipire, găurire, metalizare a găurilor) [4].
Plăcile fabricate utilizând tehnologia ALOX au trecut cu succes diverse încercări, în special în ceea ce privește fiabilitatea termică. Produsele sunt superioare produselor substitutive pentru principalele caracteristici ale consumatorului (conductivitatea termică este de sute de ori, fiabilitatea este de două ordini de mărime) și este în prezent utilizată de către principalii jucători de pe piața LED-urilor [5].
Producătorii mondiali de electronice acordă o atenție deosebită reciclării produselor fabricate, tema protecției mediului fiind mai relevantă astăzi decât oricând. Baza substraturilor ALOX este aluminiu de înaltă calitate - un material utilizat de întreprinderile de prelucrare pentru producerea de noi produse. Astfel, produsele fabricate folosind tehnologia ALOX sunt potrivite pentru reciclare, ceea ce o deosebește de plăcile de circuite imprimate tradiționale pe bază de fibră de sticlă.
literatură
Alte articole pe această temă:
Dacă observați orice inexactități în articol (desene lipsă, tabele, informații nesigure, etc.), vă rugăm să ne anunțați. Furnizați un link către pagină și o descriere a problemei.