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LED鋁基板的性能逐漸穩(wěn)步提升

2016-03-22 08:16:00 


眾所周知,熱量是LED和其它硅類半導(dǎo)體的大敵。隨著LED行業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)品的體積越來越小,功率密度越來越大,如何尋求散熱及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳方法,就成為當(dāng)今LED產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),采用高導(dǎo)熱性能的LED鋁基板無疑是解決散熱問題的有效手段之一。

LED鋁基板是一種具有良好散熱功能的金屬基覆銅板(MCPCB),它由電路層(銅箔)、導(dǎo)熱絕緣層和金屬基層三層結(jié)構(gòu)組成。

LED鋁基板的散熱原理:LED功率器件表面貼裝在電路層,運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量通過絕緣層傳導(dǎo)到金屬基板,再經(jīng)過熱界面材料傳導(dǎo)到散熱器,這樣就能將LED所產(chǎn)生的絕大部分熱量通過對(duì)流的方式擴(kuò)散到周圍的空氣中。

與此同時(shí),LED鋁基板的線路層(一般采用電解銅箔)經(jīng)過蝕刻形成印制電路,用于實(shí)現(xiàn)器件的裝配和連接。與傳統(tǒng)的FR-4相比,采用相同的厚度,相同的線寬,LED鋁基板能夠承載更高的電流。

導(dǎo)熱絕緣層是LED鋁基板最核心的技術(shù),主要起到粘接、絕緣和導(dǎo)熱的功能。傳統(tǒng)絕緣層基本上都使用FR-4半固化片(導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.3W/m·K),沒有添加任何的導(dǎo)熱填料,熱傳導(dǎo)性能較差。

而現(xiàn)在LED鋁基板絕緣層都是由高導(dǎo)熱、高絕緣的陶瓷粉末填充而成的聚合物(主要是環(huán)氧樹脂)所構(gòu)成,這樣的絕緣層具有良好的熱傳導(dǎo)性能(導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)2.2W/m·K),更高的絕緣強(qiáng)度,更好的粘接性能。

為了追求更好的性能,散熱基板材料的選擇一直在不斷變化,從早期的銅基板到LED鋁基板,再到部分企業(yè)所采用的陶瓷基板、復(fù)合基板,然后又回歸到金屬材料。一般情況下,從成本和技術(shù)性能等條件來考慮,LED鋁基板是金屬基層比較理想的選擇。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,如果有更高的熱傳導(dǎo)性能、機(jī)械性能、電性能和其它特殊性能要求,銅板、不銹鋼板、鐵板和硅鋼板等亦可采用。

眾所周知,當(dāng)前大部分LED燈具均使用LED鋁基板,而衡量LED鋁基板性能好壞的主要標(biāo)準(zhǔn)是導(dǎo)熱系數(shù)、熱阻值、擊穿電壓等。從2014-2015年的LED鋁基板技術(shù)市場(chǎng)化數(shù)據(jù)可以看出,LED鋁基板各方面參數(shù)都有所提升,如導(dǎo)熱系數(shù)由目前的1.0提升到2.5,熱阻由0.8降為0.5,擊穿電壓由6KV提高到8KV等,表明LED鋁基板的性能在穩(wěn)步提升。


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