关键字：氧化铝， LED， 封装
图1为目前高功率 LED封装 使用的结构,LED芯片 会先封装在导热基板上,再打金线及封胶,这LED封装结构体具备轻巧,高热导及电路简单等优点,可应用在户外及室内照明。基板的选择中,氧化铝(Al2O3)及硅(Si)都是目前市面上已在应用的材料,其中氧化铝基板因是绝缘体,必须有传导热设计,藉由电镀增厚铜层达75um;而硅是优良导热体,但绝缘性不良,必须在表面做绝缘处理。
图1 LED封装结构
氧化铝基板及硅基板目前皆已应用于高功率LED 的封装,由于LED发光效 率仍有待提升,热仍是使用LED灯具 上必须解决的重要问题,因此LED导热功能必须仔细分析。要分析导热功能必须使用热阻仪来量测,以下的分析将细分LED封装体结构,包括芯片层,接合层及基板层,来分析每层热阻,分析工具则是目前世界公认最精确的T3Ster仪器。
本文将简单解析氧化铝基板及硅基LED板封装在热阻的表现(T3Ster仪器实测),其中专有名词定义如下：
Rth：热阻,单位是(℃/W),公式为T/KA;
T：导热基板的厚度(um);
K：导热基板的导热系数(W/mC);
A：导热面积(mmxmm)。
图2 E公司氧化铝基板的LED封装热阻分析
将氧化铝应用在LED封装主要是因为氧化铝材料高绝缘性及可制作轻小的组件,然而,氧化铝基板应用在电子组件,会因为氧化铝材料导热系数低(约20K/W),造成高热阻。图2为T3Ster热阻仪测试 E公司氧化铝基板封装LED(LEDarea:1x
1.Chip：
2.Bondinglayer：
3.氧化铝基板：
当175mA小电流通入在1x
图3 R公司氧化铝基板的LED封装热阻分析
图3为T3Ster热阻仪测试氧化铝基板封装LED(LEDarea:1x
1.Chip：
2.Bondinglayer：
3.氧化铝基板：
当175mA小电流通入下,其基板因热阻温升为
当氧化铝基板温升大于
应用以硅为导热基板的LED封装,如图4所示,在3.37x3.37mxm2的小尺寸面积上,具有快速导热的性能,可大幅解决因为使用氧化铝造成的高热阻问题。以精密的量测热阻设备(T3Ster)量测到的热阻值,在
1.Chip：
2.Bondinglayer：
3.Sisubstrate：
图4 VisEra硅基板LED封装热阻分析
当大电流(700mA)通入在1x
总体LED封装热阻经T3Ster实测结果比较如下：
LEDSi封装：VisEra：
LED氧化铝,E公司：
LED氧化铝封装,R公司：
