淺談LED封裝PCB和DPC陶瓷PCB
發(fā)布時(shí)間：2020-11-24 10:31:40 點(diǎn)擊次數(shù)：234
功率種類LED封裝PCB是熱和空氣對(duì)流的載體，其導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)led的散熱起著決定性的功用。DPC陶瓷PCB具有出色的性能和漸漸下降的價(jià)位，在許多方面都顯示出有力的競(jìng)爭(zhēng)力電子封裝材料，這是未來(lái)功率led封裝的發(fā)展趨向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和新制備工藝的出現(xiàn)，高導(dǎo)熱陶瓷材料作為新型的電子封裝PCB材料已成為一種新型的電子封裝材料。應(yīng)用前途十分空曠。
隨著led芯片輸入功率的不停提高，大耗散power產(chǎn)生的大量熱能對(duì)led封裝材料提出了更高的要求，在led散熱通道中，PCB封裝是內(nèi)部連接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。并具有外部散熱通道，并具有散熱通道，電路連接和芯片物理支持的功用。對(duì)于大功率led產(chǎn)品，PCB封裝要求高電絕緣性，高導(dǎo)熱性，熱膨脹系數(shù)匹配芯片。 樹脂基encapsulationPCB：贊同成本昂貴，難以推廣 emc和SMC對(duì)壓縮成型裝置有很高的要求。
一條壓縮成型生產(chǎn)線的價(jià)位在1000萬(wàn)元左右，難以大規(guī)模推廣。 近年來(lái)出現(xiàn)的smdled支架一般而言使用高溫改性的工程塑料材料，以PPA（聚鄰苯二甲酰胺）樹脂為原材料，并添加改性填料以加強(qiáng)@的某些物理和化學(xué)屬性。nz@原料，因此PPA材料更適合注塑成型和使用smdled支架。PPA塑料的導(dǎo)熱系數(shù)十分低，其散熱主要是通過(guò)金屬引線框展開(kāi)的，具有有限的散熱能力，僅適用于低功率led封裝。
金屬芯印刷電路板：制造工藝繁復(fù)且具體應(yīng)用較少 鋁基PCB的制造過(guò)程既繁雜又高昂。鋁的熱膨脹系數(shù)與芯片材料全然不同，因此在實(shí)際上應(yīng)用中很少使用，大多數(shù)大功率led封裝都使用這種PCB，價(jià)錢在中高價(jià)之間。 目前，在生產(chǎn)中一般的大功率led散熱PCB極低，由于存在絕緣層，不能背負(fù)高溫焊接，限制了封裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化并且不利于led的散熱。 硅基包裝PCB：面對(duì)挑戰(zhàn)，良率不到60％ 硅基PCB在制備絕緣層，金屬層和導(dǎo)通孔方面遭遇挑戰(zhàn)，良率不超過(guò)60％。使用硅基材料作為led封裝PCB技術(shù)，已被應(yīng)用硅基PCB的熱導(dǎo)率和熱膨脹性能說(shuō)明硅是用于led的更好的封裝材料。硅導(dǎo)熱系數(shù)為140w/m·k。當(dāng)應(yīng)用于led封裝時(shí)，最后的熱阻僅為0.66k/w；在半導(dǎo)體制造和相關(guān)的封裝領(lǐng)域中，硅基和PCB材料早就被廣泛使用，并且相關(guān)裝置和材料早就相當(dāng)早熟。
因此，如果將硅制成led封裝@nz@，則容易批量生產(chǎn)。 但是LED硅PCBpackage依然存在許多技術(shù)疑問(wèn)，例如在材料方面，硅易于折斷，機(jī)制強(qiáng)度也有問(wèn)題;在結(jié)構(gòu)方面，盡管硅是極好的導(dǎo)熱體，但絕緣性差，須要開(kāi)展氧化和絕緣處理;另外，金屬層需通過(guò)濺射結(jié)合電鍍的方法制備，導(dǎo)電孔也需腐蝕。通常，絕緣層，金屬層和導(dǎo)通孔的制備所有這些都遭遇挑戰(zhàn)，且良率不高。 陶瓷封裝PCB：提高散熱效率，以滿足大功率led的需要 陶瓷PCB具有新的導(dǎo)熱材料和新的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使用高導(dǎo)熱率的陶瓷基板可顯著提高散熱效率，是開(kāi)發(fā)大功率，小尺寸led的最合適產(chǎn)品。
結(jié)構(gòu)，補(bǔ)救了鋁金屬PCB的瑕疵，從而提高了PCB的總體散熱效用?？捎糜谏岬奶沾刹牧习≒CB，BeO盡管導(dǎo)熱系數(shù)高，但是線膨脹系數(shù)與硅十分不同，并且在制造過(guò)程中有毒，從而限制了其自身的應(yīng)用；BN更好，但是，作為PCB材料，它從未突出的優(yōu)勢(shì)，而且價(jià)位高昂。目前正在研究和推廣中。碳化硅具有高強(qiáng)度和高導(dǎo)熱性，但是其電阻和絕緣耐壓較低。金屬化之后，鍵合不安定，這將致使熱導(dǎo)率和介電常數(shù)的變化。
它不適合用于絕緣包裝PCB材料。Al2O3陶瓷基片盡管它是目前生產(chǎn)最廣泛和使用最廣泛的陶瓷基板，但由于其熱膨脹系數(shù)relativeSi單晶太高，引致Al2O3陶瓷基片不適合aln晶體具有很高的熱導(dǎo)率，被認(rèn)為是下一代半導(dǎo)體和封裝的完美材料。 自1990年代以來(lái)，AlN陶瓷PCB已被廣泛研究并日趨發(fā)展。
目前，它被廣泛認(rèn)為是一種有前途的電子陶瓷包裝材料。AlN瓷PCB的散熱效率是Al2O3的7倍。AlN瓷PCB應(yīng)用于大功率led的散熱效率十分舉足輕重，這大大提高了led的使用壽命。 基于車載包裝技術(shù)開(kāi)發(fā)的direct覆銅陶瓷板（DBC）也是具有出色導(dǎo)熱性的陶瓷。
PCB。DBC在制備過(guò)程中不使用黏合劑，因此具有不錯(cuò)的導(dǎo)熱性，高強(qiáng)度和強(qiáng)絕緣性。熱膨脹系數(shù)與Si和其他半導(dǎo)體材料相匹配。但是，陶瓷PCB與金屬材料的反應(yīng)性低且潤(rùn)濕性差。難以實(shí)現(xiàn)金屬化?；釧l2O3和銅板之間的微孔疑問(wèn)是不方便的。這使產(chǎn)品的批量生產(chǎn)和產(chǎn)量受到損害。更大的挑戰(zhàn)依然是國(guó)內(nèi)外研究人員的研究著重。目前，在中國(guó)，只有少數(shù)以斯利通為首的公司可以批量生產(chǎn)。 DPC陶瓷PCB也叫作直接鍍銅陶瓷板。DPC產(chǎn)品具有線精度高和表面平整度高的特色，十分適合LED覆晶/共晶工藝。使用高導(dǎo)熱率的陶瓷基板，可以顯著提高散熱效率。一種跨時(shí)代產(chǎn)品，適合大功率，小尺寸led開(kāi)發(fā)需要。
