常见led散热基板材料详细介绍-欧洲杯买球app

在led产品应用中，通常需要将多个led组装在一电路基板上，电路基板除了扮演承载led模块结构的角色外，另一方面，随着led输出功率越来越高,基板还必须扮演散热的角色，以将led晶体产生的热传导出去。传统led由于led发热量不大，散热问题不严重，因此只要运用一般的铜箔印刷电路板(pcb)即可。但随着高功率led越来越盛行pcb已不足以应付散热需求。接下来介绍了几种常见的led基板材料，并作了比较。

1、印刷电路基板(pcb)

常用fr4印刷电路基板，其热传导率0.36w/m.k，热膨胀系数在13 ~ 17ppm/k。可以单层设计，也可以是多层铜箔设计(如图2)。优点：技术成熟，成本低廉，可适用在大尺寸面板。其缺点是热性能差，一般用于传统的低功率led。

2、金属基印制板(mcpcb)

由于pcb的热导率差﹑散热效能差，只适合传统低瓦数的led。因此后来再将印刷电路基板贴附在一金属板上，即所谓的metal core pcb。金属基电路板是由金属基覆铜板(又称绝缘金属基板)经印刷电路制造工艺制作而成。根据使用的金属基材的不同，分为铜基覆铜板、铝基覆铜板、铁基覆铜板，一般对于led散热大多应用铝基板。

mcpcb的优点：

（1）散热性

常规的印制板基材如fr4是热的不良导体，层间绝缘，热量散发不出去。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 

膨胀系数是不同的。印制板(pcb)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 。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%. mcpcb的结构 目前市场上采购到的标准型金属基覆铜板材由三层不同材料所构成：铜、 绝缘层、金属板（铜、铝、钢板），而铝基覆铜板最为常见。

3、陶瓷基板(ceramic substrate)

陶瓷基板是以烧结的陶瓷材料作为led封装基板，具有绝缘性，无须介电层，有不错的热传导率，热膨胀系数(4.9 ~ 8ppm/k)，与led chip、si基板或sapphire较匹配，比较不会因热产生热应力及热变形。

典型的陶瓷基板，如ain，其热导率约在170 ~ 230w/m.k，热膨胀系数3.5 ~ 5ppm/k。价格较贵，尺寸限于4.5平方英寸以下，无法用于大面积面板，适合高温环境高功率led使用。

4、直接铜结合基板(dbc substrate)

在金属基板直接共烧接合陶瓷材料，兼具高热传导率及低热膨胀性，还具介电性。允许制程温度、运作温度达800℃以上。

由德国curamik公司所发展的直接铜接合基板，是在铜板与陶瓷(al2o3、aln)之间，先通入o2使其与cu响应生成cuo，同时使纯铜的熔点由1083℃降低至1065℃的共晶温度。接着加热至高温使cuo与al2o3或aln回应形成化合物，而使铜板与陶瓷介电层紧密接合在一起。 

此种含介电层的铜基板具有很好的热扩散能力，且介电层如为al2o3则其热传导率为24w/m.k，热膨胀系数7.3ppm/k，如为aln则其热传导率为170w/m.k，热膨胀系数5.6ppm/k，比前几种基板具有更佳的热效能，同时适合于高温环境及高功率或高电流led之使用。