高亮度LED之“封装热导”原理技术探析
附注:虽然铝、铜都是合适的热导热金属,不过碍于成本多半是选择铝材质。
IMS强化MCPCB在绝缘层上的热传导
MCPCB虽然比FR4PCB散热效果佳,但MCPCB的介电层却没有太好的热传导率,大体与FR4PCB相同,仅0.3W/m.K,成为散热块与金属核心板间的传导瓶颈。
为了改善此一情形,有业者提出了IMS(InsulatedMetalSubstrate,绝缘金属基板)的改善法,将高分子绝缘层及铜箔电路以环氧方式直接与铝、铜板接合,然后再将LED配置在绝缘基板上,此绝缘基板的热传导率就比较高,达1.12W/m.K,比之前高出37倍的传导效率。
更进一步的,若绝缘层依旧被认为是导热性不佳,也有直接让LED底部的散热块,透过在印刷电路板上的穿孔(ThroughHole)作法,使其直接与核心金属接触,以此加速散热。此作法很耐人寻味,因为过去的印刷电路板不是为插件元件焊接而凿,就是为线路绕径而凿,如今却是为散热设计而凿。
结尾
除了MCPCB、MCPCB+IMS法之外,也有人提出用陶瓷基板(Ceramic Substrate),或者是所谓的直接铜接合基板(Direct Copper Bonded Substrate,简称:DBC),或是金属复合材料基板。无论是陶瓷基板或直接铜接合基板都有24170W/m.K的高传导率,其中直接铜接合基板更允许制程温度、运作温度达800℃以上,不过这些技术都有待更进一步的成熟观察。
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