LED散熱基板是利用其散熱基板材料本身具有較佳的熱傳導(dǎo)�,將熱源從LED晶粒�(dǎo)出的部件。散熱基板是一種提供熱傳導(dǎo)的媒�,LED→散熱基板→散熱模塊,它可以增加LED底部面積,增加散熱面�,主要由銅箔電路/陶瓷粉末+高分�/鋁基板組�。散熱基板于LED�(chǎn)�(yè)�(yīng)用中具有高導(dǎo)熱率、安全�、環(huán)保性等功能�
1.采用表面貼裝技�(shù)(SMT��
2.在電路設(shè)�(jì)方案中對(duì)熱擴(kuò)散�(jìn)行極為有效的處理�
3.降低�(chǎn)品運(yùn)行溫�,提高產(chǎn)品功率密度和可靠性,延長(zhǎng)�(chǎn)品使用壽��
4.縮小�(chǎn)品體�,降低硬體及裝配成本�
5.取代易碎的陶瓷基�,獲得更好的�(jī)械耐久力�
LED散熱基板主要是利用其散熱基板材料本身具有較佳的熱傳導(dǎo)�,將熱源從LED顆粒�(dǎo)�。因此,我們從LED散熱途徑敘述�,可將LED散熱基板�(xì)分兩 大類別,分別為(1)LED�?;迮c�2)系�(tǒng)電路板,此兩種不同的散熱基板分別乘載著LED顆粒與LED芯片將LED顆粒�(fā)光時(shí)所�(chǎn)生的熱能,經(jīng)� LED顆粒散熱基板至系�(tǒng)電路板,而后由大氣環(huán)境吸�,以�(dá)到熱散之效果�
系統(tǒng)電路�
系統(tǒng)電路板主要是作為L(zhǎng)ED散熱系統(tǒng)�,將熱能�(dǎo)至散熱鰭�、外殼或大氣中的材料。近年來(lái)印刷電路板(PCB� 的生�(chǎn)技�(shù)已非常純�,早期LED�(chǎn)� 的系�(tǒng)電路板多以PCB為主,但隨著高功率LED的需求增�,PCB之材料散熱能力有�,使其無(wú)法應(yīng)用于其高功率�(chǎn)�,為了改善高功率LED 散熱�(wèn)�,近期已�(fā)展出高熱�(dǎo)系數(shù)鋁基板(MCPCB�,利用金屬材料散熱特性較佳的特色,已�(dá)到高功率�(chǎn)品散熱的目的。然而隨著LED亮度與效能要求的 持續(xù)�(fā)展,盡管系統(tǒng)電路板能將LED 晶片所�(chǎn)生的熱有效的散熱到大氣環(huán)�,但是LED顆粒所�(chǎn)生的熱能卻無(wú)法有效的從晶粒傳�(dǎo)至系�(tǒng)電路�,異言�,當(dāng)LED功率往更高效提升時(shí),整�(gè)LED 的散熱瓶頸將出現(xiàn)在LED顆粒散熱基板,下段文章將針對(duì)LED顆粒基板做更深入的探��
LED�?;?/FONT>
LED�?;逯饕亲鳛長(zhǎng)ED 晶粒與系�(tǒng)電路板之間熱能導(dǎo)出的媒介,藉由打�、共晶或覆晶的制程與LED 晶粒�(jié)�。而基于散熱考量,目前市面上LED�?;逯饕蕴沾苫鍨�?,以線路備制方法不同約略可區(qū)分為:厚膜陶瓷基�、低溫共燒多層陶瓷、以及薄膜陶 瓷基板三�,在傳統(tǒng)高功率LED元件,多以厚膜或低溫共燒陶瓷基板作為晶粒散熱基板,再以打金線方式將LED顆粒與陶瓷基板結(jié)�。如前言所述,此金線連結(jié) 限制了熱量沿電極接點(diǎn)散失之效��
因此,近年來(lái),國(guó)�(nèi)外大廠無(wú)不朝向解決此�(wèn)題而努力。其解決方式有二,其一為尋找高散熱系數(shù)之基板材�,以取代氧化�� 包含了矽基板、碳化矽基板、陽(yáng)極化鋁基板或氮化鋁基�,其中矽及碳化矽基板之材料半�(dǎo)體特�,使其現(xiàn)階段遇到較嚴(yán)苛的考驗(yàn),而陽(yáng)極化鋁基板則因其�(yáng)極化� 化層�(qiáng)度不足而容易因碎裂�(dǎo)致導(dǎo)�,使其在�(shí)際應(yīng)用上受限,因�,現(xiàn)階段較成熟且普通接受度較高的即為以氮化鋁作為散熱基��
然�,目前受限于氮化鋁基� 不適用傳�(tǒng)厚膜制程(材料在銀膠印刷后須經(jīng)850℃大氣熱處理,使其出�(xiàn)材料信賴性問(wèn)題),因此,氮化鋁基板線路需以薄膜制程備�。以薄膜制程備制之氮� 鋁基板大幅加速了熱量從LED顆粒�(jīng)由基板材料至系統(tǒng)電路板的效能,因此大幅降低熱量由LED顆粒�(jīng)由金屬線至系�(tǒng)電路板的�(fù)�(dān),�(jìn)而達(dá)到高熱散的效��
另一種熱散的解決方案為將LED顆粒與其基板以共晶或覆晶的方式連結(jié),如此一�(lái),大幅增加經(jīng)由電極導(dǎo)線至系統(tǒng)電路板之散熱效率。然而此制程�(duì)于基板的布線 精確度與基板線路表面平整度要求極�,這使得厚膜及低溫共燒陶瓷基板的精�(zhǔn)度受制程�(wǎng)版張�(wǎng)�(wèn)題及燒結(jié)收縮比例�(wèn)題而不敷使用。現(xiàn)階段多以�(dǎo)入薄膜陶瓷基 �,以解決此問(wèn)題。薄膜陶瓷基板以黃光微影方式備制電路,輔以電鍍或化學(xué)鍍方式增加線路厚�,使得其�(chǎn)品具有高線路精準(zhǔn)度與高平整度的特�。共�/覆晶� 程輔以薄膜陶瓷散熱基板勢(shì)必將大幅提升LED的發(fā)光功率與�(chǎn)品壽命�
LED�(chǎn)�(yè)目前的發(fā)展也是以高功�、高亮度、小尺寸LED�(chǎn)� 為發(fā)展重�(diǎn),前�3�(xiàng)因素,都�(huì)使得LED的散熱效率要求越�(lái)越高,但是LED限于封裝尺寸等因素,�(wú)法采用太多主�(dòng)散熱�(jī)�,因�,提供具有其高散熱性,精密尺寸的散熱基� ,也成為未來(lái)在LED散熱基板�(fā)展的趨勢(shì)�
散熱基板隨著線路�(shè)�(jì)、LED種類及功率大小有不同的設(shè)�(jì),而產(chǎn)品的可靠性與�(jià)格是決定散熱�(shè)�(jì)最重要的規(guī)范。散熱基板主要的功能是提供LED所需要的電源及熱傳遞的媒�,好的LED散熱板是能夠�80%-90%的熱傳遞出去,這樣的散熱基板就是好的基��
傳統(tǒng)LED由于LED�(fā)熱量不大,散熱問(wèn)題不�(yán)�,因此只要運(yùn)用一般的銅箔印刷電路板(PCB)即�。但隨著高功率LED越來(lái)越盛行PCB已不足以�(yīng)付散熱需求。因此需在將印刷電路板貼附在金屬板上,即所謂的Metal Core PCB(見(jiàn)下圖�,以改善其傳熱路徑。另外也有一種做法直接在鋁基板表面直接作絕緣層或稱介電層,再在介電層表面作電路層,如此LED模塊 即可直接將導(dǎo)線接合在電路層上。同�(shí)為避免因介電層的�(dǎo)熱性不佳而增加熱阻抗,有�(shí)�(huì)采取穿孔方式,以便讓LED模塊底端的均熱片直接接觸到金屬基板,即所謂芯片直接黏��
根據(jù)使用的金屬基材的不同,分為銅基覆銅板、鋁基覆銅板、鐵基覆銅板,一般對(duì)于LED散熱大多�(yīng)用鋁基板,是大功率LED 使用最廣泛的基板�
同時(shí),由于LED各領(lǐng)域消�(fèi)市場(chǎng)的快速發(fā)展,�(duì)LED的散熱提出了更高的要�,LED散熱基板逐漸成為一�(gè)新的市場(chǎng)。因�,有相關(guān)公司在高功率散熱基板研發(fā)上投入了較大的人力與物力,并取得了很大�(jìn)�,一些公司的高功率散熱基板已�(jīng)�(jìn)入批量生�(chǎn),如美國(guó)貝格斯(Bergquist�、Laird、日本電氣化�(xué)(DENKA)等�
維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��
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