什么是CSP?
CSP(chip scale package)封装是指一种封装自身的体积巨细不超越芯片自身巨细的20%的封装技能(下一代技能为衬底等级封装，其封装巨细与芯片相同)。为了达到这一意图，制造商尽可能的削减不必要的结构，比方选用标准高功率LED、去除陶瓷散热基板和连接线、金属化P和N极和直接在LED上方掩盖荧光层。
依据Yole Développement 计算，CSP封装将在2020年占到高功率的34%。
为什么CSP封装面对散热应战?
CSP封装被规划成经过金属化的P和N极直接焊接在印刷电路板(PCB)上。在某一方面来看的确是一件功德，这种规划削减了LED基底和PCB之间的热阻。
可是，因为CSP封装移除了作为散热器材的陶瓷基板，这使得热量直接从LED基底传递到PCB板然后变成了激烈的点热源。这时，关于CSP的散热应战从“一级(LED基底层面)”改变成了“二级(整个模块层面)”。
针关于这种状况，模块的规划者开始使用金属掩盖印刷电路板(MCPCB)来应对CSP封装。
图1、1×1 mm CSP LED 在0.635 mm AlN 陶瓷基板(170 W/mK)上的热辐射模型
从图1、 2中可以看出 ，研究人员针对MCPCB和氮化铝(AlN)陶瓷进行了一系列的热辐射模仿实验，因为CSP封装的结构，热通量只是经过面积很小的焊点传递，大部分热量均会集在中心部位，这会导致使用寿命削减，光质量下降，乃至LED失效。
MCPCB的抱负散热模型
一般大多数的MCPCB的结构：金属外表镀上一层大约30微米的外表覆铜。一起，这个金属外表还有一层含有导热陶瓷颗粒的树脂介质层掩盖。可是过多的导热陶瓷颗粒会影响整个MCPCB的功能和可靠性。
一起，关于导热介质层，总是存在功能与可靠性之间的权衡。
依据研究人员的剖析，为了更好的散热作用，MCPCB需求下降介质层的厚度。因为热阻(R)等于厚度(L)除以热传导率(k)(R= L/(kA))，而热传导率只由介质的自身特点决议，因而厚度是仅有的变量。
可是因为介质层因为生产工艺的约束和使用寿命的考虑无法无约束的削减厚度，因而研究人员需求一种新的资料来处理这个问题。
纳米陶瓷怎么变成MCPCB的最佳计划?
研究人员发现一种电化学氧化进程(ECO)可以在铝外表上生成一层几十微米的氧化铝陶瓷(Al2O3)，一起这种氧化铝陶瓷具有杰出的强度和相对较低的热传导率(大约7.3 W/mK)。可是因为氧化膜在电化学氧化进程中主动与铝原子键合，然后下降了两种资料之间的热阻，并且还具有必定的结构强度。
一起，研究人员将纳米陶瓷与覆铜结合，让这种复合结构的全体厚度在十分低的状况下还具有较高的总热传导率(大约115W/mK)。因而，这种资料很适宜CSP封装的需求。
定论
当规划者持续探究寻觅适宜CSP封装的资料时，往往发现他们的需求现已超越了现有技能。散热问题导致纳米陶瓷技能的催生，这种纳米资料介质层可以添补传统MCPCB与AlN陶瓷的空地。然后推进规划者推出愈加小型化，清洁高效的光源。
