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大功率LED基板材料及发展趋势班级：材料0901 学好：25 姓名：刘猛【摘要】：　散热是大功率ＬＥＤ封装的关键技术之一，散热不良将严重影响ＬＥＤ器件的出光效率、亮度和可靠性。基板是散热的载体，基板材料散热性能的好坏直接决定了大功率LED元件的性能。本文主要介绍了LED技术的发展历程，大功率LED元件的基本结构并散热途径和各组成部分对其散热的影响进行了分析。此外，还介绍了目前常用的基板材料及各自的优缺点及基板材料的研究发展方向，重点介绍了金属基板材料的优异的性能并和其它基板材料进行了对比，最后对基板材料的发展方向做了简单的介绍。【键词】：LED 基板材料发展趋势0、引言大率L ED 具有省电、寿命长及反应时间快等优点,在城市景观、LCD 背光板、交通标志、汽车尾灯照明和广告招牌等方面有着广泛的应用。[1]LED产业目前的发展也是以高功率、高亮度、小尺寸LED产品为发展重点，前述3项因素，都会使得LED的散热效率要求越来越高，但是LED限于封装尺寸等因素，无法采用太多主动散热机制，因此，提供具有其高散热性，精密尺寸的散热基板，也成为未来在LED散热基板发展的趋势。大功率L ED 的基板材料必须有高的电绝缘性能,高稳定性,高热导率,与芯片相近的热膨胀系数以及平整性和较高的强度。少数金属或合金能满足高导热率低膨胀系数的要求,为保障电绝缘性,需要涂覆高分子聚合物介质膜,热导率通常很低,而且高温下的性能会变差。在满足性能和可靠性的前提下,陶瓷体材料、陶瓷膜或者半导体材料,从材料自身或者是综合成本考虑,用做半导体照明的L ED 基板材料均有不尽人意之处。GaN材料自20 世纪90 年代以来逐渐在显示、指示、背光和固态照明等领域广泛应用 ,已形成巨大的市场。到目前为止,三种衬底(蓝宝石、碳化硅和硅)上制备的氮化镓(GaN) 基发光二极管(LED) 均已实现商品化。近几年来,硅衬底GaN基L ED 技术备受关注。因为硅(Si) 衬底具有成本低、晶体尺寸大、易加工和易实现外延膜的转移等优点,在功率型L ED器件应用方面具有优良的性能价格比[2]。1、LED照明技术发展历程简介1、1907年Henry Joseph Round第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。由于其发出的黄光太暗，不适合实际应用；更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应，研究被摒弃了。二十年代晚期BernhardGudden和Robert Wichard在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。再一次因发光暗淡而停止。2、1936年,GeorgeDestiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了电致发光这个术语3、1962年,GE、Monsanto、IBM的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓（GaAsP）半导体化合物，从此可见光发光二极管步入商业化发展进程。 4、1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，它是用锗材料做成的可发出红外光的LED，当时的单价约为45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化红色LED。这种LED的效率为每瓦大约0.1流明，比一般的60至100瓦白炽灯的每瓦15流明要低上100多倍。 5、1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。 6、1971，业界又推出了具有相同效率的GaP绿色芯片LED。 7、到20世纪70年代，由于LED器件在家庭与办公设备中的大量应用，LED的价格直线下跌。事实上，LED在那个时代主打市场是数字与文字显示技术应用领域。 8、80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAsLED，它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。这一技术进步使LED能够应用于室外信息发布以及汽车高位刹车灯(CHMSL)设备。 9、1990年，业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术，这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。 10、今天，效率最高的LED是用透明衬底AlInGaP材料做的。在1991年至2001年期间，材料技术、芯片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近30倍。 11、1994年，日本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二极管，由此引发了对GaN基LED研究和开发的热潮。12、20世纪90年代后期，研制出通过蓝光激发YAG荧光粉产生白光的LED，但色泽不均匀，使用寿命短，价格高。随着技术的不断进步，近年来白光LED的发展相当迅速，白光LED的发光效率已经达到38lm/W，实验室研究成果可以达到70lm/W，大大超过白炽灯，向荧光灯逼近[3]。2大功率LED结构及散热分析2.1大功率LED的结构2.