淺談LED金屬封裝基板的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

目前常見(jiàn)的基板種類有硬式印刷電路板、高熱導(dǎo)係數(shù)鋁基板、陶瓷基板、軟式印刷電路板、金屬?gòu)?fù)合材料等。一般低功率LED封裝采用普通電子業(yè)界用的 PCB版即可滿足需求，但是超過(guò)0.5W以上的LED封裝大多改用金屬系與陶瓷系高散熱基板，主要原因是基板的散熱性對(duì)LED的壽命與性能有直接影響，因此封裝基板成為設(shè)計(jì)高輝度LED商品應(yīng)用時(shí)非常重要的元件。

　　在一般的電轉(zhuǎn)換成光的過(guò)程中，有將近80%成了熱量。這麼多的熱量，靠?jī)蓚€(gè)引腳能把那麼多熱量完全導(dǎo)出去是不可能的。我們要靠熱沉來(lái)散熱。其實(shí)大量熱量在那麼小空間內(nèi)不會(huì)燒掉顆粒，但會(huì)讓光越來(lái)越弱，也就是我們通常所說(shuō)的光衰。只有熱量散發(fā)出去的快，光衰才越小。

　　下面，我們僅從金屬封裝基板的散熱性、熱膨脹性、和尺寸穩(wěn)定性三個(gè)方面探討在LED元件中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

　　1、散熱性

　　目前，很多雙面板、多層板密度高、功率大，熱量散發(fā)難。常規(guī)的印制板基材如FR4、CEM3都是熱的不良導(dǎo)體，層間絕緣，熱量散發(fā)不出去。電子設(shè)備局部發(fā)熱不排除，導(dǎo)致電子元器件高溫失效，而金屬基印制板可解決這一散熱難題。

　　2、熱膨脹性

　　熱脹冷縮是物質(zhì)的共同本性，不同物質(zhì)CTE（Coefficient of thermal expansion）即熱膨脹係數(shù)是不同的。印制板是樹(shù)脂+增強(qiáng)材料（如玻纖）+銅箔的復(fù)合物。在板面X-Y軸方向，印制板的熱膨脹係數(shù)（CTE）為 13~18 PPM/℃，在板厚Z軸方向?yàn)?0~90PPM/℃，而銅的CTE為16.8PPM/℃。片狀陶瓷芯片載體的CTE為6PPM/℃，印制板的金屬化孔壁和相連的絕緣壁在Z軸的CTE相差很大，產(chǎn)生的熱不能及時(shí)排除，熱脹冷縮使金屬化孔開(kāi)裂、斷開(kāi)，這樣機(jī)器設(shè)備就不可靠了。

　　SMT（表面貼裝技術(shù)）使這一問(wèn)題更為突出，成為非解決不可的問(wèn)題。因?yàn)楸砻尜N裝的互連是通過(guò)表面焊點(diǎn)的直接連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的，陶瓷芯片載體CTE為6，而FR4基材在X-Y向CTE為13~18，因此，貼裝連接焊點(diǎn)由于CTE不同，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致疲勞斷裂。

　　金屬基印制板可有效地解決散熱問(wèn)題，從而使印制板上的元器件不同物質(zhì)的熱脹冷縮問(wèn)題緩解，提高了整機(jī)和電子設(shè)備的耐用性和可靠性。

　　3、尺寸穩(wěn)定性

　　金屬基印制板，顯然尺寸要比絕緣材料的印制板穩(wěn)定得多。鋁基印制板、鋁夾芯板，從30℃加熱至140~150℃，尺寸變化為2.5～3.0%。利用金屬基電路板具有優(yōu)異的導(dǎo)熱能力、良好的機(jī)械加工性能及強(qiáng)度、良好的電磁遮罩性能、 良好的磁力性能。產(chǎn)品設(shè)計(jì)上遵循半導(dǎo)體導(dǎo)熱機(jī)理，因此不僅導(dǎo)熱金屬電路板（金屬PCB）：鋁基板、銅基板具有良好的導(dǎo)熱、散熱性。且綠色又環(huán)保，既解決熱的問(wèn)題又解決污染環(huán)境的問(wèn)題。