大功率LED陶瓷封装技术研究.pdfVIP

维普资讯 第 19卷 第2期 Vol19 No．2 大功率LED陶瓷封装技术研究 王多笑 沐方清 李 佳 (中国电子科技集团公司第43研究所，合肥 230022) 摘 要：本文通过使用 A1N和Al203这两种陶瓷基板作为大功率 LED的封装基板，主要 研究了陶瓷基板作为封装基板在在改善散热方面的优势、基板工作时温度、光效和电流的关系， 并和铝基覆铜板作为封装基板进行试验 比较。 关t词：大功率LED；陶瓷基板 1引言 有 良好的散热效果。因此散热是LED产品进 目前，随着 LED技术的不断发展，LED 一 步实用化的关键，其 中LED产品中封装基 的发光效率不断提高，发光色彩越来越丰 板在散热过程中起着关键的作用。 富，又由于大功率 白光 LED的发展，它的流 目前，大功率 LED的封装基板基本上采 明效率越来越高，发光效率 已经超过传统的 用的是带有绝缘膜的金属基板 ，但是绝缘膜 白炽灯 l【J，使得 LED 光源逐渐代替传统光 的热阻较大，影响了热量往外散发，为此， 源 ，成为一种节能、环保的新型光源，且LED 研究新的封装基板是大功率 LED 发展的关 具有长寿命、体积小、重量轻以及全固态等 键 ，而国际上 目前对于新的封装基板的研究 特性，现己广泛用在 电子电器、自动化仪表、 基本上都趋向于高导热陶瓷基板。 家用电器、交通运输工具中的指示灯、告示 本文采用A1N和Al203这两种陶瓷基板 牌、警戒灯等 以及空间宇航器的合作标志 作为封装基板 ，对其热阻进行试验测量 ，且 器、空间宇航过程中的照明使用、军事上高 研究了基板工作时温度、光效和 电流的关 速摄像机和照相机中测量系统等。 系，并与铝基覆铜板作为封装基板时进行了 对于节能、环保和长寿命的LED要完全 比较。 代替现有光源，应使其光通量和发光效率和 2封装基板的设计与制作 现有照明光源的光通量和出光效率要相当， 陶瓷基板具有 良好的电绝缘性能和介 而我们知道，由于散热的关系，LED芯片发 电性能，并且具有 良好的热传导性，与LED 光效率只有 10％～2O ，其余的 80％～9O 芯片材料的CTE (热膨胀系数)很接近，因 左右都转化为热量散发出去[2 】，为了保 此，陶瓷基板是非常好的LED封装基板，材 证大功率 LED产品中器件的寿命，一般要求 料特性见表 1。 结温在 110℃以下L4J，这就要求 LED产品要 · 2 · 维普资讯 第 19卷 第2期 Vo1．19 NO．2 表 1 两种陶瓷材料的主要特性 材料 组分 密度 CTE 热导率 电阻率 抗弯强度 极限抗拉 弹性模 (g／cm) ×10．6／K W m／．k ．cm MPa 强度MPa 量MPa A1N 98％纯度 3-3 4．5 17O．21