高功率led發(fā)展趨勢-資料下載頁
2025-06-16 19:37本頁面
【正文】 應(yīng)用于照明用的高功率LED，其發(fā)光效率約為20%~30%左右，雖芯片面積相當(dāng)小，整體消費(fèi)電力也不高，不過單位面積的發(fā)熱量卻很大?！ ∫话銇碚f，樹脂基板的散熱，，多改用金屬或陶瓷高散熱基板進(jìn)行封裝，主要原因是，基板的散熱性直接影響LED壽命與性能，因此封裝基板成為設(shè)計(jì)高輝度LED商品的開發(fā)重點(diǎn)。圖說：LED芯片大多利用芯片大型化、改善發(fā)光效率、采高取光效率封裝，及大電流化達(dá)高亮度目標(biāo)。高功率加速金屬基板取代樹脂材料 關(guān)于LED封裝基板散熱設(shè)計(jì)，目前大致可以分成，LED芯片至封裝體的熱傳導(dǎo)、及封裝體至外部的熱傳達(dá)兩大部分。使用高熱傳導(dǎo)材時(shí)，封裝內(nèi)部的溫差會(huì)變小，此時(shí)熱流不會(huì)呈局部性集中，LED芯片整體產(chǎn)生的熱流，呈放射狀流至封裝內(nèi)部各角落，所以利用高熱傳導(dǎo)材料，可提高內(nèi)部的熱擴(kuò)散性?！ 【蜔醾鲗?dǎo)的改善來說，幾乎是完全仰賴材料提升來解決問題。多數(shù)人均認(rèn)為，隨LED芯片大型化、大電流化、高功率化發(fā)展，會(huì)加速金屬封裝取代傳統(tǒng)樹脂封裝方式?！ 【湍壳敖饘俑呱峄宀牧隙裕煞殖捎操|(zhì)與可撓曲兩種基板，結(jié)構(gòu)上，硬質(zhì)基板屬于傳統(tǒng)金屬材料，金屬LED封裝基板采鋁與銅等材料，絕緣層部分，大多采充填高熱傳導(dǎo)性無機(jī)填充物，擁有高熱傳導(dǎo)性、加工性、電磁波遮蔽性、耐熱沖擊性等金屬特性，厚度方面通常大于1mm，大多都廣泛應(yīng)用在LED燈具模塊，與照明模塊等，技術(shù)上是與鋁質(zhì)基板具相同高熱傳導(dǎo)能力，在高散熱要求下，相當(dāng)有能力擔(dān)任高功率LED封裝材料。各封裝基板業(yè)者正積極開發(fā)可撓曲基板 可撓曲基板的出現(xiàn)，原期望應(yīng)用在汽車導(dǎo)航的LCD背光模塊薄形化需求而開發(fā)，以及高功率LED可以完成立體封裝要求下產(chǎn)生，基本上可撓曲基板以鋁為材料，是利應(yīng)用鋁的高熱傳導(dǎo)性與輕量化特性，制成高密度封裝基板，透過鋁質(zhì)基板薄板化后，達(dá)可撓曲特性，并且也能夠具高熱傳導(dǎo)特性 一般而言，金屬封裝基板熱傳導(dǎo)率大約是2W/m?K，但由于高效率LED的熱效應(yīng)更高，所以為了滿足達(dá)到4~6W/m?K熱傳導(dǎo)率的需要，目前已有熱傳導(dǎo)率超過8W/m?K的金屬封裝基板。由于硬質(zhì)金屬封裝基板主要目的是，能夠滿足高功率LED的封裝，因此各封裝基板業(yè)者正積極開發(fā)可以提高熱傳導(dǎo)率的技術(shù)。雖然利用鋁板質(zhì)補(bǔ)強(qiáng)板可以提高散熱性，不過卻有成本與組裝的限制，無法根本解決問題。 不過，金屬封裝基板的缺點(diǎn)是，金屬熱膨脹系數(shù)很大，當(dāng)與低熱膨脹系數(shù)陶瓷芯片焊接時(shí)，容易受熱循環(huán)沖擊，所以當(dāng)使用氮化鋁封裝時(shí)，金屬封裝基板可能會(huì)發(fā)生不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，因此必需克服LED中，各種不同熱膨脹系數(shù)材料，所造成的熱應(yīng)力差異，提高封裝基板的可靠性。圖說：透過鋁質(zhì)基板薄板化后，達(dá)可撓曲特性，并也能具有高熱傳導(dǎo)特性。 高熱傳導(dǎo)撓曲基板，是在絕緣層黏貼金屬箔，雖然基本結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)撓曲基板完全相同，不過在絕緣層方面，是采用軟質(zhì)環(huán)氧樹脂充填高熱傳導(dǎo)性無機(jī)填充物，因此具有8W/m?K的高熱傳導(dǎo)性，同時(shí)還兼具柔軟可撓曲、高熱傳導(dǎo)特性與高可靠性，此外可撓曲基板還可以依照客戶需求，可將單面單層板設(shè)計(jì)成單面雙層、雙面雙層結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，使用高熱傳導(dǎo)撓曲基板時(shí)，LED的溫度大約降低攝氏100度，這代表著溫度造成LED使用壽命降低的問題，將可因變更基板設(shè)計(jì)而大幅改善?！ ∈聦?shí)上，除高功率LED外，高熱傳導(dǎo)撓曲基板，還可應(yīng)用在其它高功率半導(dǎo)體組件上，適用于空間有限、或是高密度封裝等環(huán)境。不過，僅僅依賴封裝基板，往往無法滿足實(shí)際需求，因此基板外圍材料的配合也變得益形重要，例如配合3W/m?K的熱傳導(dǎo)性膜片，就能夠有效再提高其散熱性。17 / 17
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