LED的散热会对LED芯片的效率、寿命、可靠性等产生重要影响,这就要求LED封装具有良好的散热能力。因此,作为LED重要构件的封装基板不仅是载片的作用,更是散热的重要通道之一,它的结构和材料在散热过程中起着关键的作用。

适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼
扫描二维码即可加入陶瓷基板交流群


目前,LED散热基板主要使用金属(铝、铜)基板与陶瓷基板。金属基板主要有铝基板、铜基板等,陶瓷基板主要有氧化铝、氮化铝、氮化硅等。

适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼

图源自网络

铝基板


铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板,一般单面板由三层结构所组成,分别是电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层。用于高端使用的也有设计为双面板,结构为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。极少数应用为多层板,可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。

适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼

铝基板工作原理 图源自网络

铝基板广泛应用于LED灯具中。一般线路板的材料是玻纤,但因为LED发热较大,所以LED灯具用的一般是铝基板,能够导热快。金属基板散热性能一般,但是比起FR4好,现有金属基板已可达到3W/m.K,而FR4仅0.3W/m.K。

二、

陶瓷基板


陶瓷基板采用陶瓷材质,一般由氧化铝、氮化铝、氮化硅等为陶瓷材料。散热性能好,可以避免散热不足导致的短路损坏。是普通FR4的100倍,金属基板散热的十倍,氧化铝陶瓷基板导热是30-50W/m.K,如果是氮化铝基板导热可以去掉170 W/m.K。它具有以下性能:
 
1、机械应力强,形状稳定;高强度、高导热率、高绝缘性;结合力强,防腐蚀。
2、 较好的热循环性能,循环次数达5万次,可靠性高。
3、与PCB板(或IMS基片)一样可刻蚀出各种图形的结构;无污染、无公害。
4、使用温度宽-55℃~850℃;热膨胀系数接近硅,简化功率模块的生产工艺。

适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼

氮化铝基板 图源自网络

从散热数据上来看,陶瓷基板的散热是铝基板的7倍以上,其中陶瓷基板分氧化铝陶瓷基板和氮化铝陶瓷基板等,氮化铝陶瓷基板是氧化铝陶瓷基板散热的5倍。

三、

铝基板与陶瓷基板LED应用比拼


那么应用在LED封装散热中,陶瓷基板与铝金属基板哪种更适合呢?有研究者针对陶瓷基板与铝基板在LED芯片上的实际应用进行了对比。

以88颗LED芯片作为实验对象,其中大功率芯片59颗,小功率芯片29颗,以同样的排列方式分别固定在铝基板、氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板进行测试。
 
铝基板:

适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼

图源自网络

氮化铝陶瓷基板

适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼

图源自网络

氮化铝陶瓷基板

适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼

图源自网络


其不同基板试验结果数据如下图所示:

适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼

不同基板试验对应的温度表

通过以上热力图与数据对比可以看出氮化铝陶瓷基板的散热性能突出,氮化铝陶瓷材料本身是绝缘体,无需像金属基板一样在PCB上面做绝缘层,通过垂直互联孔形成导电通道,而陶瓷的热膨胀系数也与大多数芯片相匹配。

铝基板绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障。绝缘层热传导性能越好,越有利于器件运行时所产生热量的扩散,也就越有利于降低器件的运行温度,从而达到提高模块的功率负荷,减小体积,延长寿命,提高功率输出等目的。也就是说,铝基板受制于绝缘层。陶瓷基板没有绝缘层,也就不会有这样的困扰。

如果涉及到大功率LED模组,需要极强的散热能力,就需要陶瓷基板来替代。陶瓷基板线路对位精确度高,为业界公认的导热与散热性能极佳的材料,是目前高功率LED散热最适方案,虽然成本比金属基板高,但照明要求的散热性及稳定性高于金属基板。


适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼

扫描二维码即可加入陶瓷基板交流群

为了进一步加强交流,艾邦建有陶瓷基板交流群,诚邀陶瓷基板生产企业、设备、材料企业参与。目前群友包括:三环集团、佳利电子、中电13所、45所、中瓷电子、福建华清、富乐德、艾森达、莱鼎、博敏电子、珠海粤科京华、斯利通、金瑞欣、沃晟微等加入。


活动推荐:

第二届高端电子陶瓷MLCC、LTCC产业高峰论坛

2021年7月9日(周五)

深圳 观澜 格兰云天酒店


时间

议题

演讲单位

09:00-09:25

开场介绍

艾邦智造 江耀贵 创始人

09:25-09:50

浅谈MLCC未来发展趋势

宇阳科技 陈永学 战略总监

9:50-10:15

MLCC高端关键生产装备国产化解决方案

宏华电子 梁国衡 副总工程师

10:15-10:40

茶歇

10:40-11:05

应用于电子陶瓷领域的毕克产品介绍

毕克化学 王玉立 博士

11:05-11:30

浅谈我国无源元器件的机遇与挑战

风华高科 黄昆 LTCC事业部经理/技术总监

11:30-11:55

微波毫米波无源集成关键材料与技术

南方科技大学工学院党委书记/副院长 汪宏 教授

11:55-14:00

午餐

14:00-14:25

封接玻璃作用机理及在电子元器件应用研究进展

华东理工大学 曾惠丹 教授/博导

14:25-14:50

LTCC高频低介电常数陶瓷生料带

上海晶材新材料 汪九山 总经理

14:50-15:15

稀土在先进电子陶瓷电容材料中的研究进展

晶世新材料 程佳吉 教授

15:15-15:40

高性能电容器材料的应用研究

上海硅酸盐研究所 陈学锋 研究员/博士

15:40-16:05

茶歇

16:05-16:30

MLCC产品失效分析和检测手段

深圳纳科科技 段建林 总经理

16:30-16:55

物理气相法制备MLCC内外电极金属粉体

江苏博迁新材料 江益龙 总经理

16:55-17:20

如何提升LTCC激光开孔效果对后段工艺良率影响

东莞盛雄激光 王耀波  高级项目总监

17:20-17:45

MLCC在5G基站的应用及可靠性评估方法

中兴 杨航 材料技术质量高级工程师

17:45-20:00

晚宴



报名方式:

方式1:在线登记报名

报名链接:复制到浏览器报名或者扫描下方二维码即可报名

https://www.aibang360.com/m/100080?ref=109108


适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼 


方式2:请加微信并发名片报名

艾果果: 133 1291 7301; 

邮箱:ruanjiaqi@aibang360.com


适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼


收费标准:

参会人数

1~2个人

3个人及以上

7月7日前付款

2500元/人

2400元/人

现场付款

2800元/人

2500元/人

费用包括会议门票、全套会议资料、午餐、茶歇等,但不包括住宿。


汇款方式及账户:(均可开增值税普通发票)


公对公账户:

名称:深圳市艾邦智造资讯有限公司

开户行:中国建设银行股份有限公司深圳八卦岭支行

账号:4425 0100 0021 0000 0867


扫码支付:

注意:会议费用还支持微信(绑信用卡)支付,请扫描上面二维码完成截图发给工作人员;

适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼


注意:每位参会者均需要提供信息;


点击阅读原文了解详情

原文始发于微信公众号(艾邦陶瓷展):适用于LED封装用陶瓷基板和铝基板大比拼

长按识别二维码关注公众号,点击下方菜单栏左侧“微信群”,申请加入交流群。

作者 ab