用于高功率發(fā)光二極管的覆銅陶瓷基板研究

　　基板的橫切面(圖3)顯示氧化鋁(24 W/mK)與氮化鋁基板(180W/mK)的緊密接觸面。

　　動機

　　預(yù)期災(zāi)難性故障比率和接面溫度的相依性是眾所周知和有案可稽的事實，并可于Arrhenius模型預(yù)見。較高接面溫度會導(dǎo)至流明降低，因而縮短模塊的預(yù)期壽命。

　　制造優(yōu)質(zhì)發(fā)光二極管模塊的主要方法是以較好封裝以取得較低接面溫度。用適當組合的DCB基板之物料可加長裝配發(fā)光二極管模塊裝的壽命和減少價格和壽命比。氮化鋁與薄氧化鋁(0.25mm) DCB基板都同樣可以對以上的挑戰(zhàn)做出經(jīng)濟性和技術(shù)性的解決方案。

　　當我們考慮一套典型的5W高功率發(fā)光二極管封裝和大約9mm?的接觸面積(支持基板之金屬片的接觸)，根據(jù)表一之示可容易計算出，就算是標準氧化鋁陶瓷基板已經(jīng)很足夠，那就可以避免花費使用制定材料如Si3N4或氮化鋁引致的成本增加。根據(jù)幾何條件熱阻可大為降s并較之傳統(tǒng)IMS基板(75μm~F物厚和2.2W/mK傳熱度)低約60%。

　　表1 基于9mm2面積的熱阻計算(無熱擴散)

　　圖4 LED功率發(fā)展預(yù)測

　　仔細觀看功率的預(yù)測發(fā)展時(圖4)可以看到，到2010年時，發(fā)光二極管功率可高達100W。我們須了解這個并非全新封裝問題。這個需求是與傳統(tǒng)電力電子一樣。因此，相同的比對結(jié)果C應(yīng)用相同的解決方案。

　　圖5 顯示了功率密度和工作溫度。

　　圖5 功率密度和溫度

　　我們參看三家主要發(fā)光二極管制造商的封裝型高功率發(fā)光二極管之發(fā)展趨勢 (圖6)。推動設(shè)計師去設(shè)計一些可降低熱阻的封裝。

　　圖6 LED功率和封裝熱阻的發(fā)展趨勢