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LED散热新趋势─LED矽基板封装导热

2010-12-10 11:14
月城清浅
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           矽材料也被大量应用在半导体制程及相关封装,使用矽制造相关设备及材料已经非常成熟,因此,若将矽制作成LED封装的基板可以容易大量生产,同时矽具有高信赖度及低热导系数(140 W/mK),当应用在LED封装时,以理论值计算,矽基板所造成的热阻只有0.66 K/W,是氧化铝基板5.2 K/W的0.13倍,如果以LED元件每减少1 K/W热阻则使用寿命则增长1,000小时计算,使用矽基板会比使用氧化铝基板增加4,600小时使用寿命。

         以矽为导热基板的LED封装,目前已实际应用于照明光源设计方面,以采钰科技矽材料为导热基板的LED封装产品为例,在3.37平方毫米的小尺寸面积内,以矽材料为导热基板进行封装,具快速导热性能,可大幅解决因使用氧化铝造成的高热阻问题。

图2 理论公式及实际量测的热阻值。

         将此LED封装产品以精密量测热阻设备(T3Ster)进行实际量测,可以清楚看到每层结构的热阻值(如图2 所示)。 由图2 的分析可以得知,LED的GaN及晶片基板造成热阻分别是0.5 K/W及2.6 K/W,做为LED晶片固晶材料的银层所造成的热阻为1.3 K/W ,而矽基板所造成的热阻为0.6 K/W。

        由理论公式及实际量测值来看,二者结果是非常接近的,所以使用矽基板为导热材料应用在LED封装是较佳选择,因为矽基板可成熟量产及解决LED封装的导热难题。
 

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