大功率LED
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第一套方案 (铝基板 + 高导热系数介质浆料)
现在生产LED或者加热电路的基板一般是采用铝合金(而不是纯铝),比较典型的是3003合金。当然其它合金也会被用作大功率电路基板使用,这些可以被考虑的合金基板主要有以下几种:
合金 | 主要的合金元素 | 特点 |
1XXX | 99%铝 | 有很好的成形性,焊接性和耐腐蚀性,但是机械强度比较低 |
2XXX | 铜 | 优良的机械加工性能,强度高。但是成形性,焊接性和耐腐蚀性不是那么好 |
3XXX | 锰 | 可成型,耐腐蚀,可焊接。中等强度 |
4XXX | 硅 | 可成型,可焊接,耐腐蚀 |
5XXX | 镁 | 可成型,可焊接,优异的耐腐蚀性 |
6XXX | 镁和硅 | 可焊接,优异的耐腐蚀性 |
7XXX | 锌 | 耐腐蚀性能和焊接性能较差。高强度 |
绝缘层浆料:4605,4604-A; 导体浆料:9912-K
4605是一种与铝基板的热膨胀系数相匹配的介质浆料,它的玻璃相的热导率大约在1W/m.K.. 4604-A的热导率与4605一致,我们一般建议先印刷和烧结两层4604-A后再印刷和烧结一层4605以获得至少65微米的烧结厚度。
4604-A | 绝缘介质浆料,与4605一起使用在铝基板上,起到绝缘作用 |
4605 | 绝缘介质浆料,与4604-A一起使用在铝基板上,起到绝缘作用 |
9912-K | 优秀的可焊性和附着力,适合印刷在4605和4604-A之上 |
第二套方案 (烧成氧化铝 + 导热柱)
众所周知,氮化铝基板在导热系数是氧化铝的6倍以上,但是氮化铝的价格较高。所以不少台湾厂家在烧成的氧化铝基板上打孔,然后印刷一层填孔浆料。
ESL 9997-A是一款专门用在烧成瓷上的填孔浆料,其收缩率较小,烧结后不会有开裂情况。
第三套方案 (LTCC低温共烧结)
LTCC这种结构被认为是散热性最好的设计。以飞利浦流明为代表(philipslumileds,可以通过登录相关网站看到实物产品)。这种封装结构利用导热柱(填孔银浆)散热性可以达到100w/mk 以上,线路可以做到陶瓷基体的内部。冲孔在烧结前,因而非常容易实现。填孔浆料由于与氧化铝生瓷带共烧,因而收缩率可实现一致性,不会像96氧化烧成瓷那样,容易出现烧结后的间隙。另外这类结构容易实现LED封装最佳的杯状设计结构。