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LED散热基板的认识

2015-12-14admin3646

由于近年来印刷电路板的生产技术已非常纯熟,随着早期LED产品的系统电路板多以PCB为主,但随着高功率LED的需求增加,PCB之材料散热能力有限,使其无法应用于其高功率产品,为了改善高功率LED散热问题,近期已发展出高热导系数铝基板(MCPCB),利用金属材料散热特征较佳的特色,已达到高功率产品散热的目的。然而随着LED亮度与效能要求的持续发展,尽管系统电路板能将LED晶片所产生的热有效的散热到大气环境,但是LED晶粒所产生的热能却无法有效的从晶粒传导至系统电路板,异言之,当LED功率往更高效提升时,整个LED的散热瓶颈将出现在LED晶粒散热基板。

LED晶粒基板

LED晶粒基板主要是作为LED晶粒与系统电路板之间热能导出的媒介,籍由打线、共晶或覆晶的制程与LED晶粒结合。而基于散热考量。目前市面上LED晶粒基板主要以陶瓷基板为主,以线路备制方法不同约略可区分为:厚膜陶瓷基板、低温共烧多层陶瓷、以及薄膜陶瓷基板三种,在传统高功率LED元件,多以厚膜或低温共烧陶瓷基板作为晶粒散热基板,再以打金线方式将LED晶粒与陶瓷基板结合。

如前言所述,此金线连结限制了热量沿电极接点散失之效能。因此,近年来,国内外大厂无不朝向解决此问题而努力。其解决方式有二,其一为寻找高散热系数之基板材料,以取代氧化铝,包含了矽基板、碳化矽基板、阳极化铝基板或氮化铝基板,其中矽及碳化矽基板之材料半导体特性,使其现阶段遇到较严苛的考验,而阳极化铝基板则因其阳极化氧化层强度不足而容易因碎裂导致导通,使其在实际应用上受限,因而,现阶段较成熟且普通接受度较高的即为以氮化铝作为散热基板然而,目前受限于氮化铝基板不适用传统厚膜制程(材料在银胶印刷后须经850℃大气热处理,使其出现材料信赖性问题),因此,氮化铝基板线路需以薄膜制程备制。