浅谈LED金属封装基板的应用优势

浅谈LED金属封装基板的应用优势

目前常见的基板种类有硬式印刷电路板、高热导係数铝基板、陶瓷基板、软式印刷电路板、金属复合材料等。一般低功率LED封装采用普通电子业界用的PCB版即可满足需求，但是超过0.5W以上的LED封装大多改用金属系与陶瓷系高散热基板，主要原因是基板的散热性对LED的寿命与性能有直接影响，因此封装基板成为设计高辉度LED商品应用时非常重要的元件。

在一般的电转换成光的过程中，有将近80%成了热量。这麼多的热量，靠两个引脚能把那麼多热量完全导出去是不可能的。我们要靠热沉来散热。其实大量热量在那麼小空间内不会烧掉颗粒，但会让光越来越弱，也就是我们通常所说的光衰。只有热量散发出去的快，光衰才越小。

下面，我们仅从金属封装基板的散热性、热膨胀性、和尺寸稳定性三个方面探讨在LED元件中的应用优势：

1、散热性
目前，很多双面板、多层板密度高、功率大，热量散发难。常规的印制板基材如FR4、CEM3都是热的不良导体，层间绝缘，热量散发不出去。电子设备局部发热不排除，导致电子元器件高温失效，而金属基印制板可解决这一散热难题。

2、热膨胀性
热胀冷缩是物质的共同本性，不同物质CTE(Coefficient of thermal expansion)即热膨胀係数是不同的。印制板是树脂+增强材料（如玻纤）+铜箔的复合物。在板面X-Y轴方向，印制板的热膨胀係数（CTE）为13~18 PPM/℃，在板厚Z轴方向为80~90PPM/℃，而铜的CTE为16.8PPM/℃。片状陶瓷芯片载体的CTE为6PPM/℃，印制板的金属化孔壁和相连的绝缘壁在Z轴的CTE相差很大，产生的热不能及时排除，热胀冷缩使金属化孔开裂、断开，这样机器设备就不可靠了。

SMT（表面贴装技术）使这一问题更为突出，成为非解决不可的问题。因为表面贴装的互连是通过表面焊点的直接连接来实现的，陶瓷芯片载体CTE为6，而FR4基材在X-Y向CTE为13~18，因此，贴装连接焊点由于CTE不同，长时间经受应力会导致疲劳断裂。
金属基印制板可有效地解决散热问题，从而使印制板上的元器件不同物质的热胀冷缩问题缓解，提高了整机和电子设备的耐用性和可靠性。

3、尺寸稳定性
金属基印制板，显然尺寸要比绝缘材料的印制板稳定得多。铝基印制板、铝夹芯板，从30℃加热至140~150℃，尺寸变化为2.5～3.0%。利用金属基电路板具有优异的导热能力、良好的机械加工性能及强度、良好的电磁遮罩性能、 良好的磁力性能。产品设计上遵循半导体导热机理，因此不仅导热金属电路板(金属PCB)：铝基板、铜基板具有良好的导热、散热性。且绿色又环保，既解决热的问题又解决污染环境的问题。