表面封裝型LED散熱與O2PERA
加入技術(shù)交流群
如眾所周知環(huán)氧樹脂不適合當(dāng)作LED的基板材料，主要原因是環(huán)氧樹脂擁有容易吸收紫外線的AllELe結(jié)構(gòu)(圖2)，Allele結(jié)構(gòu)一旦受熱會劣化、著色，沒有Allele結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂種類繁多，脂環(huán)式環(huán)氧樹脂是典型代表。
圖4是脂環(huán)式環(huán)氧樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，目前脂環(huán)式環(huán)氧樹脂已經(jīng)成為高輝度用LED密封材料，脂環(huán)式環(huán)氧樹脂具備高耐旋光性，反面缺點是耐熱性較低，脂環(huán)式環(huán)氧樹脂若應(yīng)用在積層板時，可以形成高耐紫外線材料，不過受限于低反應(yīng)性與黏度等問題，制造上還有許多技術(shù)性課題有待解決。
改善加熱變色性的方法，分別如下：
(1)提高樹脂的耐熱性(提高玻璃轉(zhuǎn)移點的溫度)。
(2)添加防氧化劑。
(3)主劑的雙重結(jié)合，降低容易氧化的部位。
有關(guān)第(1)項，一般認為可以透過環(huán)氧樹脂與硬化劑的組合，可望獲得改善。
有關(guān)第(2)項，研究人員開始檢討防氧化劑的添加量與相性。
有關(guān)第(3)項，采用脂環(huán)式環(huán)氧樹脂，可以解決特性面的問題。
提高白色度與反射率
為了使基板白色化，必需將白色顏料添加于樹脂內(nèi)，該白色顏料的選擇會直接反映在基板的反射率，因此它是非常重的項目。適合LED基板的白色顏料必需選用「在可視光領(lǐng)域的反射率很高，即使低波長它的反射率也不會降低的材料」，二氧化鈦比較接近上述要求，其它候補材料則有氧化鋅、鋁等等。基板若添加二氧化鈦，可以提高初期白色度與反射率，缺點是熱與紫外線會使有機部份迅速變色。此外若添加填充材料，基板的剛性會提高、熱變形溫度也隨著變高，它可以提升芯片封裝時的導(dǎo)線固定性與加工時的良率。
白色積層板材料
圖5是日本業(yè)者開發(fā)的粘貼銅箔白色積層板“CS-3965H”的分光反射率。如圖所示CS-3965H的分 光反射率，從近紫外(波長420nm)開始站立，在可視光全波長領(lǐng)域達到87%。如果基板變色時，在藍光領(lǐng)域(波長450nm)的反射率會降低。
圖6是“CS-3965H”經(jīng)過加熱與紫外線照射后的藍光反射率變化特性，如圖所示CS-3965H銅箔白色積層板的變色非常低，由于CS-3965H的初期反射率很高，熱與紫外線照射后的反射率變化卻非常低，非常適用于高輝度LED的封裝。
高功率LED的散熱設(shè)計
白光LED已經(jīng)開始應(yīng)用在一般照明與汽車等領(lǐng)域，投入LED的電力也從過去數(shù)十mW提高數(shù)W等級，因此發(fā)熱問題更加表面化。
所謂熱問題是指隨著投入電力的增加，LED芯片的溫升造成光輸出降低。有效對策除了改善芯片的特性之外，搭載LED芯片的封裝材料與結(jié)構(gòu)檢討也非常重要。樹脂封裝方式是目前市場的主流，由于樹脂的熱傳導(dǎo)率很低，因此經(jīng)常成為影響熱問題的原因之一，目前常用對策是將金屬導(dǎo)入樹脂封裝結(jié)構(gòu)，或是采用高熱傳導(dǎo)率陶瓷材料。
LED高功率化必需進行以下檢討，分別是：
(1)芯片大型化
評論