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OFweek总结:LED产业的发展趋势

导读: 长久以来显示应用一直是led发光元件主要诉求,并不要求LED高散热性,因此LED大多直接封装于一般树脂系基板,然而2000年以后随著LED高辉度化与高效率化发展,尤其是蓝光LED元件的发光效率获得大幅改善,液晶、家电、汽车等业者也开始积极检讨LED的适用性

  一,高功率LED的封装基板发展趋势

  长久以来显示应用一直是led发光元件主要诉求,并不要求LED高散热性,因此LED大多直接封装于一般树脂系基板,然而2000年以后随著LED高辉度化与高效率化发展,尤其是蓝光LED元件的发光效率获得大幅改善,液晶、家电、汽车等业者也开始积极检讨LED的适用性。

  技术上高功率LED封装后的商品,使用时散热对策实为非常棘手,而此背景下具备高成本效率,且类似金属系基板等高散热封装基板的产品发展动向,成为LED高效率化之后另1个备受嘱目的焦点。


  1,高效率化 金属基板备受关注

  硬质金属系封装基板是利用传统树脂基板或是陶瓷基板,赋予高热传导性、加工性、电磁波遮蔽性、耐热冲击性等金属特性,构成新世代高功率LED封装基板。

  高功率LED封装基板是利用环氧树脂系接著剂将铜箔黏贴在金属基材的表面,透过金属基材与绝缘层材质的组合变化,制成各种用途的LED封装基板。

  高散热性是高功率LED封装用基板不可或缺的基本特性,因此上述金属系LED封装基板使用铝与铜等材料,绝缘层大多使用高热传导性无机填充物(Filler)的环氧树脂。铝质基板是应用铝的高热传导性与轻量化特性制成高密度封装基板,目前已经应用在冷气空调的转换器(Inverter)、通讯设备的电源基板等领域,也同样适用于高功率LED封装。

  一般而言,金属封装基板的等价热传导率标准大约是2W/mK,为满足客户4~6W/mK高功率化的需要,业者已经推出等价且热传导率超过8W/mK的金属系封装基板。由于硬质金属系封装基板主要目的是支持高功率LED封装,因此各封装基板厂商正积极开发可以提高热传导率的技术。

  硬质金属系封装基板的主要特征是高散热性。高热传导性绝缘层封装基板,可以大幅降低LED芯片的温度。此外基板的散热设计,透过散热膜片与封装基板组合,还望延长LED芯片的使用寿命。

  金属系封装基板的缺点是基材的金属热膨胀系数非常大,与低热膨胀系数陶瓷系芯片元件焊接时情形相似,容易受到热循环冲击,如果高功率LED封装使用氮化铝时,金属系封装基板可能会发生不协调的问题,因此必须设法吸收LED模块各材料热膨胀系数差异造成的热应力,藉此缓和热应力进而提高封装基板的可靠性。

   2,封装基板业者积极开发可挠曲基板

  可挠曲基板的主要用途大多集中在布线用基板,以往高功率晶体管与IC等高发热元件几乎不使用可挠曲基板,最近几年液晶显示器为满足高辉度化需求,强烈要求可挠曲基板可以高密度设置高功率LED,然而LED的发热造成LED使用寿命降低,却成为非常棘手的技术课题,虽然利用铝板质补强板可以提高散热性,不过却有成本与组装性的限制,无法根本解决问题。

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