理论教育 LED散热基板的分类及解决方案

LED散热基板的分类及解决方案

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7-1基板的分类根据电路层数,可分为单面板、双面板和多层板。这种板间电路桥梁称为通孔。从LED散热途径叙述中,可将LED散热基板细分两大类别:LED封装基板和系统电路板。为了改善高功率LED散热问题,近期已发展出高热导率铝基板,利用金属材料散热特性较佳的特色,已达到高功率产品散热的目的。但LED芯片和封装基板之间的连接问题,仍影响芯片热量的传递。

LED散热基板的分类及解决方案

目前,常用的LED基板材料包括树脂、金属、陶瓷、硅和复合材料等,基板产品则包括FR4(玻璃纤维环氧树脂覆铜板)、MCPCB(金属基板)、LTCC(低温共烧陶瓷基板)、TFC(厚膜陶瓷基板)、DBC(直接键合铜陶瓷基板)和DPC(直接镀铜陶瓷基板)等。基板的详细类别如图7-1所示。

图7-1 基板的分类

根据电路层数,可分为单面板、双面板和多层板。单面板,在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上(有贴片元件时和导线为同一面,插件器件在另一面)。双面板,在板的两面都有布线,必须通过适当的电路连接才行。这种板间电路桥梁称为通孔。通孔是在基板上充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。多层板是为了增加可以布线的面积,用上了更多单或双面的布线板。

从LED散热途径叙述中,可将LED散热基板细分两大类别:LED封装基板和系统电路板。这两种不同的散热基板分别乘载着LED晶粒与LED晶片产生的热能,经由LED晶粒散热基板至系统电路板,而后由大气环境吸收,以达到热散效果。(www.daowen.com)

1)系统电路板

系统电路板主要是作为LED散热系统中将热能导至散热鳍片、外壳或大气中的材料。早期LED产品的系统电路板多以印刷电路板(PCB)为主,但随着高功率LED的需求增加,受限于PCB材料散热能力,使其无法应用于其高功率产品。为了改善高功率LED散热问题,近期已发展出高热导率铝基板(MCPCB),利用金属材料散热特性较佳的特色,已达到高功率产品散热的目的。

2)LED封装基板(衬底)

LED封装基板主要是作为LED晶粒与系统电路板之间热能导出的媒介,经过打线、共晶或覆晶的过程与LED晶粒结合。从散热方面考虑,目前市面上LED封装基板主要以陶瓷基板为主,早期以Al2O3基板为主,后逐渐以高散热材料(如BeO、AlN、Si3N4、SiC等)代替。但LED芯片和封装基板之间的连接问题,仍影响芯片热量的传递。共晶、覆晶连接方式,辅以薄膜陶瓷散热基板等不断改进的新技术,能够有效解决LED芯片与基板的连接,大幅提升散热效率和产品寿命。

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