LED散热基板
更新时间：2011-05-28 08:50
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LED散热基板是利用其散热基板材料本身具有较佳的热传导性，将热源从LED晶粒导出的部件。散热基板是一种提供热传导的媒介，LED→散热基板→散热模块，它可以增加LED底部面积，增加散热面积，主要由铜箔电路/陶瓷粉末+高分子/铝基板组成。散热基板于LED产业应用中具有高导热率、安全性、环保性等功能。
LED散热基板的优势
LED散热基板的分类比较
LED散热基板主要是利用其散热基板材料本身具有较佳的热传导性，将热源从LED颗粒导出。因此，我们从LED散热途径叙述中，可将LED散热基板细分两 大类别，分别为（1）LED颗粒基板与（2）系统电路板，此两种不同的散热基板分别乘载着LED颗粒与LED芯片将LED颗粒发光时所产生的热能，经由 LED颗粒散热基板至系统电路板，而后由大气环境吸收，以达到热散之效果。
系统电路板
系统电路板主要是作为LED散热系统中，最后将热能导至散热鳍片、外壳或大气中的材料。近年来与效能要求的 持续发展，尽管系统电路板能将LED 晶片所产生的热有效的散热到大气环境，但是LED颗粒所产生的热能却无法有效的从晶粒传导至系统电路板，异言之，当LED功率往更高效提升时，整个LED 的散热瓶颈将出现在LED颗粒散热基板，下段文章将针对LED颗粒基板做更深入的探讨。
LED颗粒基板
LED颗粒基板主要是作为LED 晶粒与系统电路板之间热能导出的媒介，藉由打线、共晶或覆晶的制程与LED 晶粒结合。而基于散热考量，目前市面上LED颗粒基板主要以陶瓷基板为主，以线路备制方法不同约略可区分为：厚膜陶瓷基板、低温共烧多层陶瓷、以及薄膜陶 瓷基板三种，在传统高功率LED元件，多以厚膜或低温共烧陶瓷基板作为晶粒散热基板，再以打金线方式将LED颗粒与陶瓷基板结合。如前言所述，此金线连结 限制了热量沿电极接点散失之效能。
因此，近年来，国内外大厂无不朝向解决此问题而努力。其解决方式有二，其一为寻找高散热系数之基板材料，以取代氧化铝， 包含了矽基板、碳化矽基板、阳极化铝基板或氮化铝基板，其中矽及碳化矽基板之材料半导体特性，使其现阶段遇到较严苛的考验，而阳极化铝基板则因其阳极化氧 化层强度不足而容易因碎裂导致导通，使其在实际应用上受限，因而，现阶段较成熟且普通接受度较高的即为以氮化铝作为散热基板；
然而，目前受限于氮化铝基板 不适用传统厚膜制程（材料在银胶印刷后须经850℃大气热处理，使其出现材料信赖性问题），因此，氮化铝基板线路需以薄膜制程备制。以薄膜制程备制之氮化 铝基板大幅加速了热量从LED颗粒经由基板材料至系统电路板的效能，因此大幅降低热量由LED颗粒经由金属线至系统电路板的负担，进而达到高热散的效果。
另一种热散的解决方案为将LED颗粒与其基板以共晶或覆晶的方式连结，如此一来，大幅增加经由电极导线至系统电路板之散热效率。然而此制程对于基板的布线 精确度与基板线路表面平整度要求极高，这使得厚膜及低温共烧陶瓷基板的精准度受制程网版张网问题及烧结收缩比例问题而不敷使用。现阶段多以导入薄膜陶瓷基 板，以解决此问题。薄膜陶瓷基板以黄光微影方式备制电路，辅以电镀或化学镀方式增加线路厚度，使得其产品具有高线路精准度与高平整度的特性。共晶/覆晶制 程辅以薄膜陶瓷散热基板势必将大幅提升LED的发光功率与产品寿命。
LED散热基板的发展趋势
LED产业目前的发展也是以高功率、高亮度、小尺寸LED产品 为发展重点，前述3项因素，都会使得LED的散热效率要求越来越高，但是LED限于封装尺寸等因素，无法采用太多主动散热机制，因此，提供具有其高散热性，精密尺寸的散热基板 ，也成为未来在LED散热基板发展的趋势。
散热基板随着线路设计、LED种类及功率大小有不同的设计，而产品的可靠性与价格是决定散热设计最重要的规范。散热基板主要的功能是提供LED所需要的使用最广泛的基板。
同时，由于LED各领域消费市场的快速发展，对LED的散热提出了更高的要求，LED散热基板逐渐成为一个新的市场。因此，有相关公司在高功率散热基板研发上投入了较大的人力与物力，并取得了很大进展，一些公司的高功率散热基板已经进入批量生产，如美国贝格斯（Bergquist）、Laird、日本电气化学（DENKA）等。
