铝基板制程能力.pptVIP

* LED散熱基板 前言 LED散熱基板主要是利用其散熱基板材料本身具有較佳的熱傳導性，將熱源從LED晶粒導出。從LED散熱途徑敘述中，可將LED散熱基板細分兩大類別，分別為(1)LED晶粒基板與(2)系統電路板，此兩種不同的散熱基板分別乘載著LED晶粒與LED晶片將LED晶粒發光時所產生的熱能，經由LED晶粒散熱基板至系統電路板，而後由大氣環境吸收，以達到熱散之效果。 基板材料 特性 印刷電路板(FR4) 低效能低價位(CTE= 13-17ppm, K=0.36W/m.K) 大尺寸, up to .004” (100um) Cu thickness 金屬芯印刷電路板(MCPCB) 中高價位, 高熱膨脹(17-23ppm) 介電層熱傳導率差(1-3W/K), 操作溫度最高只達140C, 製程溫度只達250-300C 大尺寸(18 x 24”),銅箔厚度可達1-20mil 陶瓷基板(Al2O3/AlN/SiC) 中高價位, 低熱膨脹(4.9-8ppm), 中高熱傳導率(24-170W/MK) 小尺寸(4.5” sq) 適用極高操作溫度, 容易處理高功率元件 陶瓷直接接合銅箔 中高價位, 低熱膨脹(5.3-7.5ppm 高熱效能(24-170W/MK) 最大尺寸5”x7” 適用於極高操作溫度及製程溫度(up to 800C ) 易於處理高功率極高電流元件 散熱基板材質之比較 此圖表資料來源:工研院材化所 LED傳熱途徑 依據不同的封裝技術，其散熱方法亦有所不同，而LED各種散熱途徑方法約略可以下圖一示意之： 散熱途徑說明： 1.從空氣中散熱 2. 熱能直接由System circuit board導出 3. 經由金線將熱能導出 4. 若為共晶及Flip chip製程，熱能將經由通孔至系統電路板而導出 圖一 LED散熱途徑示意圖 LED與溫度之關係 圖二為LED結面溫度與發光效率之關係圖，當結面溫度由25℃上昇至100℃時，其發光效率將會衰退20%到75%不等，其中又以黃色光衰退75%最為嚴重。 圖二 結面溫度與發光效率之關係圖 (Source: PNNL) 此外，當LED的操作環境溫度愈高，其產壽命亦愈低(如圖三所示)，當操作溫度由63℃昇到74℃時，LED平均壽命將會減少3/4。 圖三 LED溫度與壽命關係圖 (Source: Lighting Research Center) LED產品具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期長、且不含汞具環保等優點，因此應用廣泛，包括LCD背光、手機背光、號誌燈、汽車、藝術照明、建築物照明、及舞台燈光控制、家庭照明等，但以LED輸入功率約只有15~20%電能轉換成光，近80~85%的電能轉換為熱能，LED發光時所產生的熱能若無法導出，會使LED界面溫度過高，影響發光效率、穩定性與使用壽命，溫度愈高其使用壽命愈低。 tpt Thermal management Technology Roadmap Single layer MCPCB Multi-layer MCPCB Super MCPCB 2008 2009 2010 散熱鋁基板之基本組成 鋁基板(金屬核心)層 0.5~2mm厚度 絕緣(介電)層50um~150um厚度 銅箔(電路)層1.0~2.0盎司 Metal Core PCB (MCPCB) Single layer MCPCB Process Flow Multi-layer Development Anatomy of SuperMCPCB Structure Comparison vs. MCPCB tpt 製程能力 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *