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          LED發光二極管用什么散熱材料最為合適?

          來源:深圳市瑞廣光電器材有限公司  發布時間:2019-04-24   點擊量:1427

              隨著LED行業的不斷發展,LED發光二極管已經向高效率,大功率等方面快速發展,LED的功率越大,散熱性的材料的需求就越高,散熱材料的開發已經成為LED的重要問題。一般LED的發光效率和使用壽命會隨結晶的增加而下降,當結晶溫度達到125℃以上時,LED會出現失效的可能,為使LED結溫保持在較低溫度下,必須采用高熱導率、低熱阻的散熱基板材料和合理的封裝工藝,以降低LED總體的封裝熱阻。現階段常用基板材料有si材料、金屬及金屬合金材料、陶瓷和復合材料等,Si金屬成本高及金屬合金材料的固有導電性、熱膨脹系數與芯片材料不匹配,陶瓷材料難加工等缺點,均很難同時滿足大功率基板的各種性能要求。
             現階段功率型LED封裝技術常選用的散熱基板主要有環氧樹脂覆銅基板、金屬基覆銅基板、金屬基復合基板、陶瓷覆銅基板等。
          1、環氧樹脂覆銅基板是傳統電子封裝中應用最廣泛的基板,只有是成本低,易加工,但由于熱導率低,耐高溫性差,只適用于小功率LED。
          2、金屬基覆銅基板具有優異的散熱性,它已成為目前大功率LED散熱基板市場上應用最廣泛的產品,導致熱量不能很好的從芯片直接傳到金屬底座上;金屬Cu、Al的熱膨脹系數較大,可能造成比較嚴重的熱失配問題。
          3、金屬基復合基板最具代表性的材料是鋁碳化硅。鋁碳化硅是將SiC陶瓷的低膨脹系數和金屬Al的高導熱率結合在一起的金屬基復合材料,它綜合了兩種材料的優點,具有低密度、低熱膨脹系數、高熱導率、高剛度等一系列優異特性。AlSiC的熱膨脹系數可以通過改變SiC的含量來加以調試,使其與相鄰材料的熱膨脹系數相匹配,從而將兩者的熱應力減至最小。
          4、陶瓷基板材料常見的主要有Al2O3、氮化鋁、SiC、BN、BeO、Si3N4等,陶瓷基板,機械強度,能用作為支持構件,導熱系數大,熱膨脹系數與Si和GaAs等芯片材料相匹配,耐熱性能良好,介電常數低,介電損耗小,絕緣電阻及絕緣破壞電高,在高溫、高濕度條件下性能穩定,可靠性高。化學穩定性好,無吸濕性;耐油、耐化學藥品;無毒、無公害、α射線放出量小;晶體結構穩定,在使用溫度范圍內不易發生變化;原材料資源豐富。

              現階段Al2O3和BeO陶瓷是大功率封裝兩種主要基板材料。但這基板材料都各存在缺點,Al2O3的熱導率低,熱膨脹系數與芯片材料不匹配;BeO雖然具有優良的綜合性能,但生產成本較高和有劇毒。因此,從性能、成本和環保等方面考慮,這兩種基板材料均不能作為今后大功率LED器件發展最理想材料。氮化鋁陶瓷具有高熱導率、高強度、高電阻率、密度小、低介電常數、無毒、以及與Si相匹配的熱膨脹系數等優異性能,將逐步取代傳統大功率LED基板材料,成為今后最具發展前途的一種陶瓷基板材料。


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