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最适小米led灯珠合LED的散热基板——氮化铝陶瓷

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今朝,跟着海内外LED行业向高效率、高密度、年夜功率等标的目的成长,从2017到2018就能够看出,总体海内LED有了突飞大进的进展,功率也是愈来愈年夜,开发机能优胜的散热质料已经成为解决LED散热问题确当务之急。一般来讲,LED发光效率以及使用寿命会随结温的增长而降落,当结温到达125℃以上时,LED甚至会呈现掉效。为使LED结温连结在较低温度下,必需接纳高热导率、低热阻的散热基板质料以及合理的封装工艺,以降低LED整体的封装热阻。

现阶段经常使用基板质料有Si、金属及金属合金质料、陶瓷以及复合质料等,它们的热膨胀系数与热30克颗led灯珠导率以下表所示。此中Si质料成本高;金属及金属合金质料的固有导电性、热膨胀系数与芯片质料不匹配;陶瓷质料难加工等错误谬误,均很难同时满意年夜功率基板的各类机能要求。

功率型LED封装技能成长至今,可供选用的散热基板重要有环氧树脂覆铜基板、金属基覆铜基板、金属基复合基板、陶瓷覆铜基板等。

环氧树脂覆铜基板是传统电子封装中运用最广泛的基板。它起到支撑、导电以及绝缘三个作用。其重要特征有:成本低、较高的耐吸湿性、密度低、易加工、易实现微细图形电路、合适年夜范围出产等。但因为FR-4的基底质料是环氧树脂,有机质料的热导率低,耐高温性差,是以FR-4不克不及顺应高密度、高功率LED封装要求,一般只用于小功率LED封装中。

金属基覆铜基板是继FR-4小米led灯珠后呈现的一种新型基板。它是将铜箔电路及高份子绝缘层经由过程导热粘结质料与具备高热导系数的金属、底座直接粘结制患上,其热导率约为1.12 W/m·K,比拟FR-4有较年夜的提高。因为具备优秀的散热性,它已经成为今朝年夜功率LED散热基板市场上运用最广泛的产物。但也有其固有的错误谬误:高份子绝缘层的热导率较低,只有0.3 W/m·K,致使热量不克不及很好的从芯片直接传到金属底座上;金属Cu、Al的热膨胀系数较年夜,可能造成比力严峻的热掉配问题。

金属基复合基板最具代表性的质料是铝碳化硅。铝碳化硅是将SiC陶瓷的低膨胀系数以及金属Al的高导热率联合在一路的金属基复合质料,它综合了两种质料的长处,具备低密度、低热膨胀系数、高热导率、高刚度等一系列优秀特征。AlSiC的热膨胀系数可以经由过程转变SiC的含量来加以调试,使其与相邻质料的热膨胀系数相匹配,从而将二者的热应力减至最小。

陶瓷基板质料常见的重要有Al2O三、氮化铝、SiC、BN、BeO、Si3N4等,与其他基板质料比拟,陶瓷基板在机械性子、电学性子、热学性子具备如下特色:

(1)机械机能。机械强度,能用作为撑持构件;加工性好,尺寸精度高;外貌平滑,无微裂纹、弯曲等。

(2)热学性子。导热系数年夜,热膨胀系数与Si以及GaAs等芯片质料相匹配,耐热机能精良。

(3)电学性子。介电常数低,介电损耗小,绝缘电阻及绝缘粉碎电高,在高温、高湿度前提下机能不变,靠得住性高。

(4)其他性子。化学不变性好,无吸湿性;耐油、耐化学药品;无毒、无公害、α射线放出量小;晶体布局不变,在使用温度规模内不容易发生变化;原质料资源富厚。

持久以来,Al2O3以及BeO陶瓷是年夜功率封装两种重要基板质料。但这两种基板质料都固出缺点,Al2O3的热导率低,热膨胀系数与芯片质料不匹配;BeO虽然具备优质的综合机能,但出产成本较高以及有剧毒。是以,从机能、成本以及环保等方面思量,这两种基板质料均不克不及作为此后年夜功率LED器件成长最抱负质料。氮化铝陶瓷具备高热导率、高强度、高电阻率、密度小、低介电常数、无毒、和与Si相匹配的热膨胀系数等优秀机能,将慢慢代替传统年夜功率LED基板质料,成为此后最具成长出路的一种陶瓷基板质料。


标签:LED行业散热基板

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