淺談LED金屬封裝基板的應用優勢

目前常見的基板種類有硬式印刷電路板、高熱導係數鋁基板、陶瓷基板、軟式印刷電路板、金屬復合材料等。一般低功率LED封裝采用普通電子業界用的 PCB版即可滿足需求，但是超過0.5W以上的LED封裝大多改用金屬系與陶瓷系高散熱基板，主要原因是基板的散熱性對LED的壽命與性能有直接影響，因此封裝基板成為設計高輝度LED商品應用時非常重要的元件。

　　在一般的電轉換成光的過程中，有將近80%成了熱量。這麼多的熱量，靠兩個引腳能把那麼多熱量完全導出去是不可能的。我們要靠熱沉來散熱。其實大量熱量在那麼小空間內不會燒掉顆粒，但會讓光越來越弱，也就是我們通常所說的光衰。只有熱量散發出去的快，光衰才越小。

　　下面，我們僅從金屬封裝基板的散熱性、熱膨脹性、和尺寸穩定性三個方面探討在LED元件中的應用優勢：

　　1、散熱性

　　目前，很多雙面板、多層板密度高、功率大，熱量散發難。常規的印制板基材如FR4、CEM3都是熱的不良導體，層間絕緣，熱量散發不出去。電子設備局部發熱不排除，導致電子元器件高溫失效，而金屬基印制板可解決這一散熱難題。

　　2、熱膨脹性

　　熱脹冷縮是物質的共同本性，不同物質CTE（Coefficient of thermal expansion）即熱膨脹係數是不同的。印制板是樹脂+增強材料（如玻纖）+銅箔的復合物。在板面X-Y軸方向，印制板的熱膨脹係數（CTE）為 13~18 PPM/℃，在板厚Z軸方向為80~90PPM/℃，而銅的CTE為16.8PPM/℃。片狀陶瓷芯片載體的CTE為6PPM/℃，印制板的金屬化孔壁和相連的絕緣壁在Z軸的CTE相差很大，產生的熱不能及時排除，熱脹冷縮使金屬化孔開裂、斷開，這樣機器設備就不可靠了。

　　SMT（表面貼裝技術）使這一問題更為突出，成為非解決不可的問題。因為表面貼裝的互連是通過表面焊點的直接連接來實現的，陶瓷芯片載體CTE為6，而FR4基材在X-Y向CTE為13~18，因此，貼裝連接焊點由于CTE不同，長時間經受應力會導致疲勞斷裂。

　　金屬基印制板可有效地解決散熱問題，從而使印制板上的元器件不同物質的熱脹冷縮問題緩解，提高了整機和電子設備的耐用性和可靠性。

　　3、尺寸穩定性

　　金屬基印制板，顯然尺寸要比絕緣材料的印制板穩定得多。鋁基印制板、鋁夾芯板，從30℃加熱至140~150℃，尺寸變化為2.5～3.0%。利用金屬基電路板具有優異的導熱能力、良好的機械加工性能及強度、良好的電磁遮罩性能、 良好的磁力性能。產品設計上遵循半導體導熱機理，因此不僅導熱金屬電路板（金屬PCB）：鋁基板、銅基板具有良好的導熱、散熱性。且綠色又環保，既解決熱的問題又解決污染環境的問題。