多種基板對比--氮化鋁陶瓷基板在LED散熱中勝出
功率型LED封裝技術(shù)發(fā)展至今,可供選用的散熱基板包括環(huán)氧樹脂覆銅基板、金屬基覆銅基板、金屬基復(fù)合基板、陶瓷覆銅基板等。那么今天小編就來對比一下哪種基板在LED散熱中勝出,更受歡迎。
LED封裝不斷向著高效率、高密度、大功率方向發(fā)展,對基板的散熱能力、載流能力、絕緣性能提出了更高的要求。以下分享一下環(huán)氧樹脂覆銅基板、金屬基覆銅基板、金屬基復(fù)合基板、陶瓷覆銅基板的優(yōu)劣看看哪種更適合LED功率器件。
1,環(huán)氧樹脂覆銅基板
環(huán)氧樹脂覆銅基板是傳統(tǒng)電子封裝中應(yīng)用最廣泛的基板。它起到支撐、導(dǎo)電和絕緣三個作用。其主要特性有:成本低、較高的耐吸濕性、密度低、易加工、易實(shí)現(xiàn)微細(xì)圖形電路、適合大規(guī)模生產(chǎn)等。但由于FR-4的基底材料是環(huán)氧樹脂,有機(jī)材料的熱導(dǎo)率低,耐高溫性差,因此FR-4不能適應(yīng)高密度、高功率LED封裝要求,一般只用于小功率LED封裝中。
2,金屬基覆銅基板
金屬基覆銅基板是繼FR-4后出現(xiàn)的一種新型基板。它是將銅箔電路及高分子絕緣層通過導(dǎo)熱粘結(jié)材料與具有高熱導(dǎo)系數(shù)的金屬、底座直接粘結(jié)制得,其熱導(dǎo)率約為1.12 W/m·K,相比FR-4有較大的提高。由于具有優(yōu)異的散熱性,它已成為目前大功率LED散熱基板市場上應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品。但也有其固有的缺點(diǎn):高分子絕緣層的熱導(dǎo)率較低,只有0.3 W/m·K,導(dǎo)致熱量不能很好地從芯片直接傳到金屬底座上;金屬Cu、Al的熱膨脹系數(shù)較大,可能造成比較嚴(yán)重的熱失配問題。
3,金屬復(fù)合基板
金屬基復(fù)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(shù)和金屬Al的高導(dǎo)熱率結(jié)合在一起的金屬基復(fù)合材料,它綜合了兩種材料的優(yōu)點(diǎn),具有低密度、低熱膨脹系數(shù)、高熱導(dǎo)率、高剛度等一系列優(yōu)異特性。AlSiC的熱膨脹系數(shù)可以通過改變SiC的含量來加以調(diào)試,使其與相鄰材料的熱膨脹系數(shù)相匹配,從而將兩者的熱應(yīng)力減至最小。
4,陶瓷覆銅基板
陶瓷基板材料常見的主要有Al2O3、氮化鋁、SiC、BN、BeO、Si3N4等,與其他基板材料相比,陶瓷基板在機(jī)械性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)具有以下特點(diǎn):
(1)機(jī)械性能。機(jī)械強(qiáng)度,能用作為支持構(gòu)件;加工性好,尺寸精度高;表面光滑,無微裂紋、彎曲等。
(2)熱學(xué)性質(zhì)。導(dǎo)熱系數(shù)大,熱膨脹系數(shù)與Si和GaAs等芯片材料相匹配,耐熱性能良好。
(3)電學(xué)性質(zhì)。介電常數(shù)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(wěn)定,可靠性高。
(4)其他性質(zhì)?;瘜W(xué)穩(wěn)定性好,無吸濕性;耐油、耐化學(xué)藥品;無毒、無公害、α射線放出量?。痪w結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,在使用溫度范圍內(nèi)不易發(fā)生變化;原材料資源豐富。
長期以來,Al2O3和BeO陶瓷是大功率封裝兩種主要基板材料。但這兩種基板材料都固有缺點(diǎn),Al2O3的熱導(dǎo)率低,熱膨脹系數(shù)與芯片材料不匹配;BeO雖然具有優(yōu)良的綜合性能,但生產(chǎn)成本較高和有劇毒。因此,從性能、成本和環(huán)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(fā)展最理想材料。氮化鋁陶瓷基板具有高熱導(dǎo)率、高強(qiáng)度、高電阻率、密度小、低介電常數(shù)、無毒、以及與Si相匹配的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)異性能,將逐步取代傳統(tǒng)大功率LED基板材料,成為今后最具發(fā)展前途的一種陶瓷基板材料。
大功率LED陶瓷基板不斷向前發(fā)展,隨著材料的更新和換代,市場需求的車輪不斷向前,作為陶瓷覆銅基板、陶瓷電路板廠家,需要不斷跟上科技發(fā)展的腳步,不斷的實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新,為客戶提供更加高品質(zhì)的產(chǎn)品。更多氮化鋁陶瓷基板相關(guān)可以咨詢金瑞欣特種電路。