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氮化铝陶瓷是最适合LED中国结的散热基板

标签:氮化,化铝,陶瓷,最适,最适合,适合,中国,结的,散热 时间:2018年10月27日 阅读17

  随着国内LED中国结行业有了突飞猛进的进展,开发性能优胜的散热材料已成为解决led中国结散热题目的当务之急。一样平常来说,LED中国结发光服从和使用寿命会随结温的增长而降落,当结温达到125℃以上时,led中国结甚至会出现失效。为使LED中国结结温保持在较低温度下,必须采用高热导率、低热阻的散热基板材料和合理的封装工艺,以降低LED中国结总体的封装热阻。

  现阶段常用基板材料有Si、金属及金属合金材料、陶瓷和复合材料等,它们的热膨胀系数与热导率如下表所示。其中Si材料成本高;金属及金属合金材料的固有导电性、热膨胀系数与芯片材料不匹配;陶瓷材料难加工等瑕玷,均很难同时知足大功率基板的各种性能要求。

 

 

  功率型LED中国结封装技术发展至今,可供选用的散热基板重要有环氧树脂覆铜基板、金属基覆铜基板、金属基复合基板、陶瓷覆铜基板等。

  环氧树脂覆铜基板是传统电子封装中应用最广泛的基板。它起到支持、导电和绝缘三个作用。其重要特征有:成本低、较高的耐吸湿性、密度低、易加工、易实现微细图形电路、适合大规模生产等。但因为FR-4的基底材料是环氧树脂,有机材料的热导率低,耐高温性差,因此FR-4不能适应高密度、高功率LED中国结封装要求,一样平常只用于小功率LED中国结封装中。

  金属基覆铜基板是继FR-4后出现的一种新型基板。它是将铜箔电路及高分子绝缘层通过导热粘结材料与具有高热导系数的金属、底座直接粘结制得,其热导率约为1.12 W/m·K,相比FR-4有较大的进步。因为具有优秀的散热性手机网站建设,它已成为目前大功率LED中国结散热基板市场上应用最广泛的产品。但也有其固有的瑕玷:高分子绝缘层的热导率较低,只有0.3 W/m·K,导致热量不能很好的从芯片直接传到金属底座上;金属Cu、Al的热膨胀系数较大,可能造成比较紧张的热失配题目。

  金属基复合基板最具代表性的材料是铝碳化硅。铝碳化硅是将SiC陶瓷的低膨胀系数和金属Al的高导热率结合在一路的金属基复合材料,它综合了两种材料的好处,具有低密度、低热膨胀系数、高热导率、高刚度等一系列优秀特征。AlSiC的热膨胀系数可以通过改变SiC的含量来加以调试,使其与相邻材料的热膨胀系数相匹配辽宁人事考试网,从而将两者的热应力减至最小。

  陶瓷基板材料常见的重要有Al2O3、氮化铝、SiC、BN、BeO、Si3N4等,与其他基板材料相比,陶瓷基板在机械性子、电学性子、热学性子具有以下特点:

  (1)机械性能。机械强度,能用作为支撑构件;加工性好,尺寸精度高;外观光滑,无微裂纹、弯曲等。

  (2)热学性子。导热系数大,热膨胀系数与Si和GaAs等芯片材料相匹配,耐热性能优秀。

  (3)电学性子。介电常数低,介电损耗小,绝缘电阻及绝缘破坏电高,在高温、高湿度条件下性能稳固,可靠性高。

  (4)其他性子。化学稳固性好,无吸湿性;耐油、耐化学药品;无毒、无公害、α射线放出量小;晶体结构稳固,在使用温度范围内不易发生转变;原材料资源雄厚。

  长期以来,Al2O3和BeO陶瓷是大功率封装两种重要基板材料。但这两种基板材料都固有瑕玷,Al2O3的热导率低,热膨胀系数与芯片材料不匹配;BeO虽然具有精良的综合性能,但生产成本较高和有剧毒。因此,从性能、成本和环保等方面考虑,这两种基板材料均不能作为往后大功率LED中国结器件发展最理想材料。氮化铝陶瓷具有高热导率、高强度、高电阻率、密度小、低介电常数、无毒、以及与Si相匹配的热膨胀系数等优秀性能,将渐渐庖代传统大功率LED中国结基板材料,成为往后最具发展前途的一种陶瓷基板材料。

  (来源:半导体照明网)