在大功率LED封裝設(shè)備中，散熱是限制其發(fā)展的瓶頸，也是必須解決的關(guān)鍵問題。目前全球LED產(chǎn)業(yè)解決散熱問題無非從三個(gè)方面提升，一個(gè)是封裝結(jié)構(gòu)，一個(gè)是封裝材料，還有就是散熱基板。只有把熱量散發(fā)出去才能解決根本問題。今天小編分析一下陶瓷基板的封裝結(jié)構(gòu)是怎樣的。

一、微噴結(jié)構(gòu)

在該封裝系統(tǒng)中，流體腔體中的流體在一定的壓力作用下在系列微噴口處形成強(qiáng)烈的射流，該射流直接沖擊LED芯片基板下表面并帶走LED芯片產(chǎn)生的熱量，在微泵的作用下，被加熱的流體進(jìn)入小型流體腔體向外界環(huán)境釋放熱量，使自身溫度下降，再次流入微泵中開始新的循環(huán)。類似于電腦主板的水冷散熱，這種微噴結(jié)構(gòu)具有散熱效高、LED芯片基板的溫度分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，但微泵的可靠性和穩(wěn)定性對系統(tǒng)的影響很大，同時(shí)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜運(yùn)行成本較高。

二，倒裝芯片結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的正裝芯片，電極位于芯片的出光面，所以會遮擋部分出光，降低芯片的出光效率。同時(shí)，這種結(jié)構(gòu)的PN結(jié)產(chǎn)生的熱量通過藍(lán)寶石襯底導(dǎo)出去，藍(lán)寶石的導(dǎo)熱系數(shù)較低且傳熱路徑長，因而這種結(jié)構(gòu)的芯片熱阻大，熱量不易散發(fā)出去。從光學(xué)角度和熱學(xué)角度來考慮，這種結(jié)構(gòu)存在一些不足。為了克服正裝芯片的不足，2001年Lumileds Lighting公司研制了倒裝結(jié)構(gòu)芯片。該種結(jié)構(gòu)的芯片，光從頂部的藍(lán)寶石取出，消除了電極和引線的遮光，提高了出光效率，同時(shí)襯底采用高導(dǎo)熱系數(shù)的陶瓷線路板，大大提高了芯片的散熱效果。

三、熱電制冷結(jié)構(gòu)

熱電制冷器是一種半導(dǎo)體器件，其PN結(jié)由兩種不同的傳導(dǎo)材料構(gòu)成，一種攜帶正電荷，另一種攜帶負(fù)電荷，當(dāng)電流通過結(jié)點(diǎn)時(shí)，兩種電荷離開結(jié)區(qū)，同時(shí)帶有熱量，以達(dá)到制冷的目的。類似于空調(diào)制冷原理。但是技術(shù)尚不成熟，無法批量應(yīng)用。

出了封裝結(jié)構(gòu)散熱好，封裝材料也能更大程度的幫助散熱，封裝材料主要就是基板和膠水。目前，LED封裝膠水常用的有導(dǎo)熱膠、導(dǎo)電銀膠還有最新的熒光陶瓷膠。

一、導(dǎo)電銀膠

導(dǎo)電銀膠是GeAs、SiC導(dǎo)電襯底LED，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片LED封裝點(diǎn)膠或備膠工序中關(guān)鍵的封裝材料，具有固定粘結(jié)芯片、導(dǎo)電和導(dǎo)熱、傳熱的作用，對LED器件的散熱性、光反射性、VF特性等具有重要的影響。但是技術(shù)不是很成熟，成本價(jià)格較高，并未普及。

二，導(dǎo)熱膠

常用導(dǎo)熱膠的主要成分是環(huán)氧樹脂，因而其導(dǎo)熱系數(shù)較小，導(dǎo)熱性能差，熱阻大。為了提高其熱導(dǎo)性能，通常在基體內(nèi)部填充高導(dǎo)熱系數(shù)材料如三氧化二鋁、氮化硼、碳化硅等。導(dǎo)熱膠具有絕緣、導(dǎo)熱、防震、安裝方便、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，但其導(dǎo)熱系數(shù)很低(一般低于1w／mk)，因而只能應(yīng)用在對散熱要求不高的LED封裝器件上。如果LED功率過大，導(dǎo)熱系數(shù)就跟不上需求，同樣會產(chǎn)生大量結(jié)溫。

三、熒光陶瓷膠

具有光學(xué)質(zhì)量最好、性能最高、高硬度、耐腐蝕、耐高溫等特點(diǎn)。屬于新型技術(shù)，比傳統(tǒng)導(dǎo)電膠好很多，但是還處于實(shí)驗(yàn)階段，尚未成型。

除了導(dǎo)熱膠，封裝散熱結(jié)構(gòu)外，散熱基板也顯得非常重要，首先看一下金屬基板

金屬基板是在原有的印制電路板粘結(jié)在導(dǎo)熱系數(shù)較高的金屬上(銅、鋁等)，以達(dá)到提高電子器件的散熱效果。是連接內(nèi)外散熱通路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，金屬基板的優(yōu)點(diǎn)是成本比較低，能夠大規(guī)模生產(chǎn)，但也存在一定的缺點(diǎn)：①導(dǎo)熱系數(shù)低，MCPCB的熱導(dǎo)率可達(dá)到1—2.2W／(m·K)。②金屬基板結(jié)構(gòu)中的絕緣層厚度要適中，既不能太厚也不能太薄。絕緣層太厚增加了整個(gè)金屬基板的熱阻影響散熱效果；絕緣層太薄，如果施加在金屬基板上的電壓過高會擊穿絕緣層，導(dǎo)致短路。

其次是陶瓷基板

由陶瓷燒結(jié)而成的基板散熱性佳、耐高溫、耐潮濕、崩潰電壓、擊穿電壓也較高，并且其熱膨脹系數(shù)匹配性佳，有減少熱應(yīng)力及熱形變的特點(diǎn)。因此，陶瓷基板成為大功率LED封裝中的重要基板材料。目前最見用的陶瓷材料主要有氧化鋁、氮化鋁、氧化鈹、碳化硅等。

1）在大功率LED封裝器件中，要實(shí)現(xiàn)低熱阻、散熱快的目的，封裝材料成為關(guān)鍵技術(shù)所在，努力尋找更優(yōu)良的封裝材料以提高LED封裝器件的散熱是今后的熱點(diǎn)話題。

2）要解決大功率LED封裝器件的散熱問題，必須選擇合適的封裝材料(包括熱界面材料和基板材料等)。在選擇熱界面材料及基板材料的過程中，應(yīng)根據(jù)合適的場合選擇合適的材料。一般大功率LED封裝中使用較普遍的熱界面材料是導(dǎo)電銀膠，使用較普遍的基板是陶瓷線路板。

做好封裝結(jié)構(gòu)，正確選擇散熱基板，比如陶瓷基板或者選擇好的導(dǎo)熱膠能盡快的幫助解決散熱的問題。更多陶瓷基板的詳情可以咨詢金瑞欣官網(wǎng)，金瑞欣特種電路是專業(yè)的陶瓷基板生廠商，多年陶瓷電路板打樣制作經(jīng)驗(yàn)，采用先進(jìn)的厚膜工藝和DPC陶瓷工藝，值得信任。