Combined heat conductive boards with polyimide dielectrics
DOI:
https://doi.org/10.30837/rt.2023.1.212.10Keywords:
combined printed circuit boards, heat-conductive polyimide composites, solar concentrator receivers, LED modulesAbstract
Heat-conductive properties of thin heat-conductive polyimide dielectrics have been studied and their thermal resistances have been calculated. Possibility of creating combined printed circuit boards on heat-conductive bases with reduced thermal resistances of polyimide dielectrics from ~ 0.2 to ~ 0.04 °С /W is confirmed.
Design parameters and thermal properties of the combined boards with thin polyimide (PI) dielectrics for receivers of concentrated solar radiation are studied. Possibility of providing thermal resistances of PI dielectrics not exceeding 0.43 °С/W has been confirmed.
Technical solutions of volumetric light-emitting diode (LED) modules on combined heat-conductive boards, which are 3D-holders-heat sinks, made in the form of single heat-conductive light-reflecting mirrored element, are studied. High thermal characteristics of the modules were achieved due to increase in the area of heat sink holders by more than 2.5 – 3 times compared to flat-type LED modules.
Scientific and technical sources were analyzed for selection of modern polyimide materials intended for development and manufacture of combined boards on heat-conductive bases with dielectrics made of polyimide films with increased thermal conductivity up to 0.36 – 0.75 W/(m•K).
Potential possibility of creating effective combined printed circuit boards on heat-conductive basis, including those that can be bent, is confirmed using modern industrially manufactured thin heat-conductive PI films with heat-sealable thermoplastic coatings that provide the value of total thermal resistance of boards from 1.5 up to 2.8 °C•cm2/W.
References
Боднар Д. Металеві та композитні теплопровідні матеріали для потужних напівпровідникових корпусів // Компоненти та технології. 2014. № 12. С. 155 – 160.
Максимов А. Порівняльне дослідження теплопровідних властивостей матеріалів // Напівпровідникова світлотехніка. 2013. №4. С. 13 – 15.
Поліімідна плівка DuPont™ Kapton® HN, https://www.dupont.com/products/kapton-hn.html // офіційний сайт (дата звернення 05.02.2023).
Теплопровідна електроізолююча поліімідна плівка типу KYPI-MT (Китай), https://www.kying.com // офіційний сайт (дата звернення 05.02.2023).
Теплопровідна поліімідна плівка DuPont Kapton MT, https://www.dupont.com/products/kapton-mt.html // офіційний сайт (дата звернення 05.02.2023).
Теплопровідна поліімідна плівка DuPont™ Kapton® MT+, https://www.dupont.com/products/kapton-mt-plus.html // Офіційний сайт (дата звернення 05.02.2023).
Муравйов Ю. Особливості проектування та виробництва друкованих плат на металевій основі // Електронні компоненти. Україна. 2010. № 7/8. С. 83 – 86.
Борщов В.М. Дослідження теплових характеристик високоефективних приймачів концентрованого сонячного випромінювання нового покоління / В.М. Борщов, В.А. Антонова, О.М. Лістратенко, Я.Я. Костишин, Г.В. Буєров, І.Т. Тимчук, М.А. Проценко // Технологія приладобудування. 2012. №1. С. 3-9.
Борщов В.М., Лістратенко О.М., Проценко М.А. и др. Нові підходи до створення високоефективних приймачів випромінювання концентраторних сонячних модулів // Радіотехніка. 2019. Вип. 197. С. 123 – 136.
DuPont™ CooLam™ LA03525016 thermal substrate. Rich Wessel і Kurt Roberts, DuPont Circuit & Packaging Materials, Research Triangle Park, NC. How Substrate Materials Affect LED Reliability // Lighting Technology. July, 2012, https://www.techbriefs.com/component/content/article/tb/supplements/lt/features/articles/
// офіційний сайт (дата звернення 05.02.2023).
Patent US № US8707551B2. Bendable circuit board for LED mounting and interconnection // Daniel I. Amey et al., DuPont Electronics Inc., 2014.
Борщов В.М., Лістратенко О.М., Проценко М.А. и др. Нові конструктивно-технологічні рішення світлодіодних модулів для ламп-ретрофітів // Технологія та конструювання в електронній апаратурі. 2016. №6. С.3 – 10.
Борщов В.М., Лістратенко О.М., Проценко М.А. и др. Високоефективні об'ємні СДМ для надпотужних ламп побутового та промислового застосування // Оптоелектроніка та напівпровідникова техніка. 2017. Вип. 52. С.70 – 80.
Теплопровідна поліімідно-фторопластова плівка DuPont™ Kapton® 120FMT616, https://www.dupont.com/products/kapton-fmt.html // офіційний сайт (дата звернення 05.02.2023).
Теплопровідна поліімідно-фторопластова плівка, що термозварюється KYMIDE KYPIFMT 616 (Китай), https://www.kying.com // офіційний сайт (дата звернення 05.02.2023).
Власов І.С. Багатошарові полімерні матеріали та технологія отримання листів з орієнтованих поліімід-фторопластових плівок : автореф. дис. … канд. техн. наук. 2000. 22 с.
Термопластичний поліімідний лак SolverPI-Liquid 1620 (Китай), http://www.chinapolyimide.com/
solverpi-liquid-1620 // офіційний сайт (дата звернення 05.02.2023).
Patent China № CN102408564B. Thermoplastic polyimide and preparation method of two-layer process adhesive-free double-side flexible copper clad plate using thermoplastic polyimide // Shengyi Technology Co Ltd., 2013.
Вигнуті плати з металевою основою MC PCB, http://www.baknor.com/heat-sinks/bendable-metal-core-pcbs // офіційний сайт (дата звернення 05.02.2023).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
