[讨论] LED散热技术

降低LED热累积的方式有三种，一为改善发光效率，在芯片制作阶段，改善20%发光80%发热的能量配置，二为封装方式由打线改为覆晶，如此一来可增加传导面积，三为封装基板采用高导热材料，和热膨胀系数匹配的材料，并且降低整个散热基板总热阻方式。

传统LED封装使用打线方式，但相对于金属，蓝宝石传热相当慢，所以热源会从金属线传导，但散热效果不佳。现在改用覆晶方式封装，将整个芯片倒装焊在基座上进行散热，大大增加散热性。

散热基板材料主要分为三种，无机材料(大致上属陶瓷材料)、金属材料和有机材料，由介电系数、热膨胀系数和热传导系数来看；无机材料的介电系数相对较高。基板热膨胀系数不同时，会产生热倾斜的现象，会造成短路或发光不对，无机材料的热膨胀系数相对较接近半导体，热倾斜现象不易发生。热传导系数以金属材料为首选，有机材料传导系数不好，很难被拿来使用。陶瓷材料导热系数也不错，可以应用于散热。

接著看LED散热封装方式，第一种是PCB，成本低，但面临的问题需要一个绝缘体带动，降低了传导系数，膨胀系数过高，在高功率的材料上，热的产生过大就不适用。MCPCB也需绝缘体，热膨胀系数也过高，也较不适用。DBC线路较复杂也昂贵。陶瓷材料可用于数组封装、高电压、高温度的制程，并与LED有良好的热膨胀匹配系数，因而是较佳的散热基板选择。

几种陶瓷材料中，钻石的价格过高，氮化铝和氧化铝导热系数都佳，是我们的选择。其中氮化铝热传导系数高，可使用于更高功率的LED，氧化铝便宜、机械强度较高、稳定性佳，中阶功率LED大量使用为基板材。

为何使用陶瓷散热基板？在基板翘曲度上，陶瓷属于不易变形的材料，且机械强度极优，与LED晶粒的匹配性也优异，介电特性优异，导热特性当然以金属最佳，陶瓷也优异，陶瓷的耐热可以到接近千度，唯加工比较困难。基于上述这些优点，所以选择陶瓷为基板材料。