采用dpc陶瓷基板封装将是未来功率型led的趋势

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1、采用DPC陶瓷基板封装将是未来功率型LED的趋势DPC陶瓷基板以其优良的性能和逐渐降低的价格，在众多电子封装材料中显示出很强的竞争力，功率型LED封装基板作为热与空气对流的载体，其热导率对LED的散热起着决定性作用，是未来功率型LED封装发展的趋势。随着科学技术的发展、新制备工艺的出现，高导热陶瓷材料作为新型电子封装基板材料，应用前景十分广阔。在LED散热通道中，封装基板是连接内外散热通路的关键环节，兼有散热通道、电路连接和对芯片进行物理支撑的功能。随着LED芯片输入功率的不断提高，大耗散功率带来的大发热量给LED封装材料提出了更新、更高的要求。对高功率LED产品来讲，

2、其封装基板要求具有高电绝缘性、高导热性、与芯片匹配的热膨胀系数等特性。树脂基封装基板：配套成本高普及尚有难度，EMC和SMC对模压成型设备要求高，一条模压成型生产线价格在1000万元左右，大规模普及尚有难度。在近几年兴起的贴片式LED支架一般采用高温改性工程塑胶料，以PPA(聚邻苯二甲酰胺)树脂为原料，通过添加改性填料来增强PPA原料的某些物理、化学性质，从而使PPA材料更加适合注塑成型及贴片式LED支架的使用。PPA塑料导热性能很低，其散热主要通过金属引线框架进行，散热能力有限，只适用于小功率LED封装。随着业界对LED散热的重视，两种新的热固性塑胶料——环氧塑封料（

3、EMC）和片状模塑料（SMC）被引入贴片式LED支架中。EMC是以高性能酚醛树脂为固化剂、导热系数较高的硅微粉等为填料、多种助剂混配而成的粉状模塑料。SMC主要是由30%左右的不饱和树脂、40%左右的玻璃纤维、无机填料以及其他添加剂组成。这两种热固性模塑料热固化温度在150℃左右，经过改性后导热系数可达4W/(m·K)～7W/(m·K)，与PPA塑胶相比有较大提高，但缺点是流动性与导热性较难兼顾，固化成型时硬度过高，容易产生裂纹和毛刺。EMC和SMC固化时间长，成型效率相对较低，对模压成型设备、模具及其他配套设备的要求相当高，一条模压成型及配套生产线价格在1000万元左

4、右，大规模普及尚有难度。金属芯印刷电路板：制造工艺复杂实际应用较少　铝基板的加工制造过程复杂、成本高，铝的热膨胀系数与芯片材料相差较大，实际应用中较少采用。随着LED封装向薄型化及低成本化方向发展，板上芯片（COB）封装技术逐步兴起。目前，COB封装基板大多使用金属芯印刷电路板，高功率LED封装大多采用此种基板，其价格介于中、高价位间。当前生产上通用的大功率LED散热基板，其绝缘层导热系数极低，而且由于绝缘层的存在，使得其无法承受高温焊接，限制了封装结构的优化，不利于LED散热。如何提高环氧绝缘层的导热系数成为现阶段铝基板的研究热点。目前采用的是一种掺有高热传导性无机填

5、充物(比如陶瓷粉末)的改性环氧树脂或环氧玻璃布黏结片，通过热压把铜箔、绝缘体以及铝板黏结起来。目前国际上已经开发出一种“全胶铝基板”，采用全胶的铝基板的热阻可以做到0.05K/W。此外，我国台湾的一家公司最近开发出一种类钻碳材料DLC，并将其应用于高亮度LED封装铝基板的绝缘层。DLC有许多优越的材料特性：高热传导率、热均匀性与高材料强度等。因此，以DLC取代传统金属基印刷电路板（MCPCB）的环氧树脂绝缘层，有望极大提高MCPCB的热传导率，但其实际使用效果还有待市场考验。铝基板是一种性能更好的直接在铝板上生成绝缘层，然后印制电路。采用这种方法的最大优点是结合力强，而

6、且导热系数高达2.1W/(m·K)。但这种铝基板的加工制造过程复杂、成本高，而且，金属铝的热膨胀系数与芯片材料相差较大，器件工作时热循环常会产生较大应力，最终可能导致失效，因此在实际应用中较少采用。硅基封装基板：面临挑战良品率低于60%硅基板在绝缘层、金属层、导通孔的制备方面都面临挑战，良品率不超过60%。近几年以硅基材料作为LED封装基板技术，逐渐从半导体业界引进到LED业界。硅基板的导热性能与热膨胀性能都表明了硅是与LED较匹配的封装材料。硅的导热系数为140W/m·K，应用于LED封装时，所造成的热阻只有0.66K/W；而且硅基材料已被大量应用在半导体制程及相关封

7、装领域，所涉及相关设备及材料已相当成熟。因此，若将硅制作成LED封装基板，容易形成量产。不过，LED硅基板封装仍有许多技术问题。例如，材料方面，硅材容易碎裂，且机构强度也有问题。结构方面，硅尽管是优良导热体，但绝缘性不良，必须做氧化绝缘处理。此外，其金属层需采用溅镀结合电镀的方式制备，导电孔需采用腐蚀的方法进行。总体看来，绝缘层、金属层、导通孔的制备都面临挑战，良品率不高。目前虽有一些台湾企业开发出LED硅基板并量产，但良品率不超过60%。陶瓷封装基板：提升散热效率，满足高功率LED需求，配合高导热的陶瓷基体，DPC显著提升了散热效率，是