LED散熱核心之爭(zhēng)：鋁基板和陶瓷基板誰(shuí)的散熱性能更優(yōu)良？

5月3日，德國(guó)照明大廠(chǎng)歐司朗發(fā)布2017財(cái)年第二季度業(yè)績(jī)報(bào)告，2017年1-3月實(shí)現(xiàn)營(yíng)收10.5億歐元(折合人民幣78.97億元)，比上年同期增長(zhǎng)約為10%。在半導(dǎo)體照明飛速發(fā)展的今天，LED的重點(diǎn)難題—散熱，將成為一個(gè)大問(wèn)題，那么到底怎么樣才能最高效率的散熱呢?今天我們就來(lái)聊聊LED散熱的重點(diǎn)—芯片。

現(xiàn)在芯片的制造可謂是多種多樣，LED芯片也不例外。芯片的導(dǎo)熱率將會(huì)直接影響到散熱，當(dāng)然，作為芯片也不能光看散熱，還有介電常數(shù)、熱膨脹系數(shù)等。今天用市場(chǎng)上應(yīng)用廣泛的鋁基板和一直比較低調(diào)的陶瓷基板做個(gè)對(duì)比。

鋁基板--常見(jiàn)于LED照明產(chǎn)品。有正反兩面，白色的一面是焊接LED引腳的，另一面呈現(xiàn)鋁本色，一般會(huì)涂抹導(dǎo)熱凝漿后與導(dǎo)熱部分接觸。

鋁基板常用的金屬鋁基的板材主要有1000系、5000系和6000系，這三系鋁材的基本特性如下：

1、1000系列 代表 1050、 1060 、1070 ，1000系列鋁板又稱(chēng)為純鋁板，在所有系列中1000系列屬于含鋁量最多的，純度可以達(dá)到99.00%以上。由于不含有其他技術(shù)元素，所以生產(chǎn)過(guò)程比較單一，價(jià)格相對(duì)比較便宜，是目前常規(guī)工業(yè)中最常用的一個(gè)系列。

2、5000系列 代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列鋁板屬于較常用的合金鋁板系列，主要元素為鎂，含鎂量在3-5%之間，其又稱(chēng)為鋁鎂合金。主要特點(diǎn)為密度低、抗拉強(qiáng)度高、延伸率高等。在相同面積下鋁鎂合金的重量低于其他系列，故常用在航空方面，比如飛機(jī)油箱。

3、6000系列 代表6061 主要含有鎂和硅兩種元素，故集中了4000系列和5000系列的優(yōu)點(diǎn)6061是一種冷處理鋁鍛造產(chǎn)品，適用于對(duì)抗腐蝕性、氧化性要求高的應(yīng)用?？墒褂眯院?，接口特點(diǎn)優(yōu)良，容易涂層，加工性好。

5000系鋁基板的導(dǎo)熱率在135W/(m·K)左右， 6000系在150W/(m·K)左右 1000系在220W/(m·K)左右。

接下來(lái)在來(lái)看看陶瓷基板。

陶瓷基板--是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)陶瓷基片表面( 單面或雙面)上的特殊工藝板。所制成的超薄復(fù)合基板具有優(yōu)良電絕緣性能，高導(dǎo)熱特性，優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強(qiáng)度，并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，具有很大的載流能力。

陶瓷電路板具有以下一些特點(diǎn)：

◆機(jī)械應(yīng)力強(qiáng)，形狀穩(wěn)定;高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱率、高絕緣性;結(jié)合力強(qiáng)，防腐蝕。

◆ 極好的熱循環(huán)性能，循環(huán)次數(shù)達(dá)5萬(wàn)次，可靠性高。

◆與PCB板(或IMS基片)一樣可刻蝕出各種圖形的結(jié)構(gòu);無(wú)污染、無(wú)公害。

◆使用溫度寬-55℃～850℃;熱膨脹系數(shù)接近硅，簡(jiǎn)化功率模塊的生產(chǎn)工藝。可節(jié)省過(guò)渡層Mo片，省工、節(jié)材、降低成本;

◆減少焊層，降低熱阻，減少空洞，提高成品率;

◆在相同載流量下 0.3mm厚的銅箔線(xiàn)寬僅為普通印刷電路板的10%;

◆ 優(yōu)良的導(dǎo)熱性，使芯片的封裝非常緊湊，從而使功率密度大大提高，改善系統(tǒng)和裝置的可靠性;

◆ 超薄型(0.25mm)陶瓷基板可替代BeO，無(wú)環(huán)保毒性問(wèn)題;

◆載流量大，100A電流連續(xù)通過(guò)1mm寬0.3mm厚銅體，溫升約17℃;100A電流連續(xù)通過(guò)2mm寬0.3mm厚銅體，溫升僅5℃左右;

◆熱阻低，10×10mm陶瓷基板的熱阻0.63mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.31K/W ，0.38mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.19K/W，0.25mm厚度陶瓷基片的熱阻為0.14K/W。

◆ 絕緣耐壓高，保障人身安全和設(shè)備的防護(hù)能力。

◆ 可以實(shí)現(xiàn)新的封裝和組裝方法，使產(chǎn)品高度集成，體積縮小。

AIN陶瓷板具有超高的導(dǎo)熱率，室溫下理論導(dǎo)熱率為319W/(m·K)，還有良好的絕緣性，25℃時(shí)電阻率大于1014Ω·cm。

陶瓷基板產(chǎn)品問(wèn)世，開(kāi)啟散熱應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展，由于陶瓷基板散熱特色，加上陶瓷基板具有高散熱、低熱阻、壽命長(zhǎng)、耐電壓等優(yōu)點(diǎn)，隨著生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備的改良，產(chǎn)品價(jià)格加速合理化，進(jìn)而擴(kuò)大LED產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，如家電產(chǎn)品的指示燈、汽車(chē)車(chē)燈、路燈及戶(hù)外大型看板等。陶瓷基板的開(kāi)發(fā)成功，更將成為室內(nèi)照明和戶(hù)外亮化產(chǎn)品提供服務(wù)，使LED產(chǎn)業(yè)未來(lái)的市場(chǎng)領(lǐng)域更寬廣。

經(jīng)過(guò)對(duì)比相信大家對(duì)兩種材質(zhì)的基板都有了一定的了解，隨著技術(shù)的更新迭代，新的更好的產(chǎn)品必將會(huì)去取代掉老舊的技術(shù)，市場(chǎng)向來(lái)都是優(yōu)勝劣汰，作為生產(chǎn)商，應(yīng)良性競(jìng)爭(zhēng)，使自己的產(chǎn)品越來(lái)越好，這樣才能帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步與騰飛。