有關(guān)LED封裝PCB和DPC陶瓷PCB的區(qū)別以及特點(diǎn)分析

繁華的城市離不開LED燈的裝飾，相信大家都見過LED，它的身影已經(jīng)出現(xiàn)在了我們的生活的各個(gè)地方，也照亮著我們的生活。

功率型LED封裝PCB作為熱與空氣對(duì)流的載體，其熱導(dǎo)率對(duì)LED的散熱起著決定性作用。DPC陶瓷PCB以其優(yōu)良的性能和逐漸降低的價(jià)格，在眾多電子封裝材料中顯示出很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，是未來功率型LED封裝發(fā)展的趨勢(shì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、新制備工藝的出現(xiàn)，高導(dǎo)熱陶瓷材料作為新型電子封裝PCB材料，應(yīng)用前景十分廣闊。

LED封裝技術(shù)大都是在分立器件封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內(nèi)，封裝的作用主要是保護(hù)管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是完成輸出電信號(hào)，保護(hù)管芯正常工作，輸出：可見光的功能，既有電參數(shù)，又有光參數(shù)的設(shè)計(jì)及技術(shù)要求，無法簡(jiǎn)單地將分立器件的封裝用于LED。

隨著LED芯片輸入功率的不斷提高，大功率耗散產(chǎn)生的大量熱量對(duì)LED封裝材料提出了更高的要求。在LED散熱通道中，封裝PCB是連接內(nèi)部和外部散熱通道的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它具有散熱通道，電路連接和芯片物理支撐的功能。對(duì)于大功率LED產(chǎn)品，封裝PCB需要高電絕緣性，高導(dǎo)熱性和與芯片匹配的熱膨脹系數(shù)。

現(xiàn)有的解決方案是將芯片直接固定在銅散熱器上，但是銅散熱器本身是導(dǎo)電通道。就光源而言，沒有實(shí)現(xiàn)熱電分離。最終將光源封裝在PCB板上，并且仍然需要引入絕緣層以實(shí)現(xiàn)熱電分離。此時(shí)，雖然熱量沒有集中在芯片上，但是集中在光源下方的絕緣層附近。一旦功率增加，就會(huì)出現(xiàn)熱量問題。 DPC陶瓷基板可以解決這個(gè)問題。它可以將芯片直接固定在陶瓷上，并在陶瓷上形成垂直互連孔，以形成內(nèi)部獨(dú)立的導(dǎo)電通道。陶瓷本身是絕緣體，可以散熱。這是在光源級(jí)別實(shí)現(xiàn)的熱電分離。

近年來出現(xiàn)的SMD LED支架通常使用高溫改性的工程塑料材料，以PPA(聚鄰苯二甲酰胺)樹脂為原料，并添加改性填料以增強(qiáng)PPA原材料的某些物理和化學(xué)性能。因此，PPA材料更適合注塑和使用SMD LED支架。 PPA塑料的導(dǎo)熱系數(shù)非常低，其散熱主要通過金屬引線框進(jìn)行，散熱能力有限，僅適用于低功率LED封裝。

為了解決在光源水平上的熱電分離問題，陶瓷基板應(yīng)具有以下特性：首先，它必須具有很高的導(dǎo)熱率，比樹脂高幾個(gè)數(shù)量級(jí);其次，它必須具有很高的絕緣強(qiáng)度;第三，電路分辨率高，可以與芯片垂直連接或翻轉(zhuǎn)，不會(huì)出現(xiàn)問題。第四是表面平整度高，焊接時(shí)不會(huì)有空隙。第五是陶瓷和金屬應(yīng)具有高附著力;第六個(gè)是垂直互連通孔，因此可以實(shí)現(xiàn)SMD封裝，從而將電路從背面引導(dǎo)到正面。滿足這些條件的唯一襯底是DPC陶瓷襯底。

具有高導(dǎo)熱率的陶瓷基板可顯著提高散熱效率，是開發(fā)大功率，小尺寸LED的最合適產(chǎn)品。陶瓷PCB具有新型的導(dǎo)熱材料和新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了鋁金屬PCB的缺陷，從而提高了PCB的整體散熱效果。在目前用于散熱PCB的陶瓷材料中，BeO具有較高的導(dǎo)熱性，但其線性膨脹系數(shù)與硅的線性膨脹系數(shù)差異很大，并且在制造過程中具有毒性，從而限制了其自身的應(yīng)用。 BN具有良好的整體性能，但用作PCB。該材料沒有突出的優(yōu)勢(shì)，而且價(jià)格昂貴。目前正在研究和推廣;碳化硅具有高強(qiáng)度和高導(dǎo)熱性，但是其電阻和絕緣耐壓低，并且金屬化后的結(jié)合不穩(wěn)定，這將導(dǎo)致導(dǎo)熱性和介電常數(shù)的變化不適合用作絕緣包裝的PCB材料。

相信在未來的科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達(dá)的時(shí)候，LED會(huì)以更加多種類的方式為我們的生活帶來更大的方便，這就需要我們的科研人員更加努力學(xué)習(xí)知識(shí)，這樣才能為科技的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。