家电小知识:高功率LED封装基板技术分析

导读新时代发展越来越快相信很多小伙伴对家电知识这方面很朦胧吧,正好小编对家电方面颇有研究,现在就跟小伙伴们聊聊一篇关于高功率LED封装基

新时代发展越来越快相信很多小伙伴对家电知识这方面很朦胧吧,正好小编对家电方面颇有研究,现在就跟小伙伴们聊聊一篇关于高功率LED封装基板技术分析,相信很多小伙伴们都会感兴趣,那么小编也收集到了有关高功率LED封装基板技术分析信息,希望小伙伴们看了有所帮助。

  前言

  技术上高功率LED封装后的商品,使用时散热对策成为非常棘手问题,在此背景下具备高成本效益,类似金属系基板等高散热封装基板的发展动向,成为LED高效率化之后另一个备受嘱目的焦点。

  本文要介绍LED封装用金属系基板的发展动向,与陶瓷系封装基板的散热设计技术。

  发展历程

  图1是有关LED的应用领域发展变迁预测,如图2所示使用高功率LED时,LED产生的热量透过封装基板与冷却风扇排放至空气中。

  

LED应用领域发展变化

  

高散热基板的必要性

  以往LED的输出功率较小,可以使用传统FR4等玻璃环氧树脂封装基板,然而照明用高功率LED的发光效率只有20~30% ,而且芯片面积非常小,虽然整体消费电力非常低,不过单位面积的发热量却很大。

  如上所述汽车、照明与一般民生业者已经开始积极检讨LED的适用性(图3),一般民生业者对高功率LED期待的特性分别是省电、高辉度、长使用寿命、高色再现性,这意味着高散热性是高功率LED封装基板不可欠缺的条件。

  

  一般树脂基板的散热极限只支持0.5W以下的LED,超过0.5W以上的LED封装大多改用金属系与陶瓷系高散热基板,主要原因是基板的散热性对LED的寿命与性能有直接影响,因此封装基板成为设计高辉度LED商品应用时非常重要的组件。

  金属系高散热基板又分成硬质(rigid)与可挠曲(flexible)系基板两种(图4) ,硬质系基板属于传统金属基板,金属基材的厚度通常大于1mm,硬质系基板广泛应用在LED灯具模块与照明模块,技术上它是与铝质基板同等级高热传导化的延伸,未来可望应用在高功率LED的封装。

  

  可挠曲系基板的出现是为了满足汽车导航仪等中型LCD背光模块薄形化,以及高功率LED三次元封装要求的前提下,透过铝质基板薄板化赋予封装基板可挠曲特性,进而形成同时兼具高热传导性与可挠曲特性的高功率LED封装基板。

  硬质系基板的特性

  图5是硬质金属系封装基板的基本结构,它是利用传统树脂基板或是陶瓷基板,赋予高热传导性、加工性、电磁波遮蔽性、耐热冲击性等金属特性,构成新世代高功率LED封装基板。

  

  如图所示它是利用环氧树脂系接着剂将铜箔黏贴在金属基材的表面,透过金属基材与绝缘层材质的组合变化,可以制成各种用途的LED封装基板。

  高散热性是高功率LED封装用基板不可或缺的基本特性,因此上述金属系LED封装基板使用为铝与铜等材料,绝缘层大多使用充填高热传导性无机填充物(Filler)的填充物环氧树脂。

  

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