目前LED封裝基板散熱設(shè)計(jì)，大致分成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)部的溫差會變小，此時(shí)熱流不會呈局部性集中，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。
金屬高散熱基板材料可分成硬質(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封裝基板采用鋁與銅等材料，絕緣層部分多采充填高熱傳導(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。
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)到可撓曲特性，并且也能夠具高熱傳導(dǎo)特性。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。
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。
高熱傳導(dǎo)撓曲基板不但可以用于高功率LED外，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。 |
