PCB基板制程成熟,制造費用低,各種尺寸均可生產(chǎn),但導(dǎo)熱系數(shù)低(0.36W/mK容易遇熱變形(熱膨脹系數(shù)1215ppm/K制程極限溫度約為288℃,比擬適用于低功率LED金屬基板熱導(dǎo)系數(shù)在25W/mK高于PCB板但低于陶瓷基板,制程極限溫度約300℃,也是高于PCB板但低于陶瓷基板,但其加工本錢遠(yuǎn)低于陶瓷基板,因此目前在中高功率LED中具有較廣的適用性。陶瓷基板具有{jj0}的導(dǎo)熱性與耐高溫性,適用于高功率LED但價位過高,且資料強度高且較脆,只能生產(chǎn)小面積基板。
導(dǎo)熱基板市場巨大
并催生一個新的市場機遇。導(dǎo)熱基板在LED散熱中扮演的角色越來越重要。
照明等領(lǐng)域得到快速發(fā)展,LED由于具備環(huán)保節(jié)能等特點。作為一種光電器件,其工作原理實際進(jìn)行的一個光電轉(zhuǎn)換過程,輸入的電能局部會轉(zhuǎn)換成光能,可用于照明。但是其余的電能會轉(zhuǎn)換成熱能,這些熱量會導(dǎo)致LED芯片的溫度升高。而溫升對LED芯片發(fā)生的影響是很大的將使LED發(fā)光效率降低,使用壽命大幅縮短等。因此如何實現(xiàn)有效散熱成為LED廠商最為關(guān)注的問題。對此,復(fù)旦大學(xué)方志烈教授指出,LED熱管理包括芯片、封裝和系統(tǒng)等多個層面。芯片層面,人們可通過提高芯片自身的內(nèi)外量子效率,加強LED芯片的光能轉(zhuǎn)換比例,減少熱能發(fā)生。封裝環(huán)節(jié)一般來說LED可采用金屬基板、陶瓷基板等導(dǎo)熱基板加速散熱。
1W以上高功率LED應(yīng)用范圍越來越大,近年來LED輸出功率越來越高。散熱問題的解決成為相關(guān)業(yè)者研發(fā)標(biāo)的導(dǎo)熱基板在LED散熱中扮演的角色也越來越重要,同時也催生出一個重要的市場機遇。根據(jù)PIDA 臺灣光電科技工業(yè)協(xié)進(jìn)會)調(diào)查統(tǒng)計,全球LED導(dǎo)熱基板市場銷售額2010年約為8.55億美元。從2009年到2012年的4年間,全球LED導(dǎo)熱基板銷售額平均增長率將達(dá)30.02%
陶瓷、樹脂基板開始走俏
更強的應(yīng)用靈活性與更佳的性能價格比,更高的導(dǎo)熱性。目前LED導(dǎo)熱基板發(fā)展的主要方向。
其技術(shù)發(fā)展趨勢受到LED市場應(yīng)用需求的影響??傮w來看,導(dǎo)熱基板散熱是LED熱管理技術(shù)的重要局部。更高的導(dǎo)熱性,更強的應(yīng)用靈活性與更佳的性能價格比是目前發(fā)展的主要方向。
要求導(dǎo)熱基板材料必需具有更高的導(dǎo)熱性、耐熱性和穩(wěn)定性。對此,高功率LED當(dāng)前照明市場應(yīng)用的主流品種。但由于它發(fā)熱量更大。鑫泳森光電(深圳)有限公司總經(jīng)理李峰明告訴記者,目前的LED導(dǎo)熱基板基本上分為印刷電路基板(PCB金屬與陶瓷基板等幾大類。一般低功率LED由于發(fā)熱量不大,散熱問題不嚴(yán)重,因此只要運用一般的PCB板即可滿足需求。
PCB已缺乏以應(yīng)付散熱需求,但是隨著高功率LED越來越盛行。需將印刷電路板貼附在一個金屬板上,以改善其傳熱路徑。金屬基板多以鋁或銅為材料。由于技術(shù)幼稚,且具有本錢優(yōu)勢,目前為LED照明產(chǎn)品所廣泛采用。不過,隨著人們對更高散熱效果的追求,散熱性能更佳的陶瓷基板也被開發(fā)出來,并被越來越多地用于實際當(dāng)中了陶瓷基板AIN導(dǎo)熱率更高,約在170240W/mK熱膨脹系數(shù)3.55ppm/K但是資料本錢和加工成型的本錢都很高,因此價格較貴,如非大規(guī)模推銷將不適合應(yīng)用。李峰明表示。
還要能夠透光,LED封裝不只要求能夠維護(hù)LED芯片。同時還要考慮模塊與應(yīng)用環(huán)節(jié)的特殊設(shè)計要求,所以未來LED對封裝資料靈活適用性要求將變得越來越高。導(dǎo)熱基板企業(yè)也越來越重視這方面的需求。如松下電工在發(fā)展LED導(dǎo)熱基板方面,就著力開發(fā)兼具高導(dǎo)熱性與靈活性的有機樹脂類基板材料。松下電工2009年1月向市場推出了一種高導(dǎo)熱性的玻纖布-有機樹脂復(fù)合基型覆銅板“EcooLR-1787該產(chǎn)品的導(dǎo)熱率為1W/mK熱阻為6.7℃/W2012年1月的東京照明展上,松下又展示了新一代的EcooLR-1586
EcooLR-1586熱傳導(dǎo)率提升到1.5W/mK熱阻為5.0℃/WEcooL作為一種有機樹脂型的導(dǎo)熱基板用基板材料,根據(jù)松下電工NL營業(yè)部的志田由梨子的介紹。性能上與金屬類(如鋁基)陶瓷基等高導(dǎo)熱性基板材料相比,具有更高的設(shè)計自由度,加工方便靈活等特性,同時它耐電壓性、耐金屬離子遷移性方面也可與其它高導(dǎo)熱性基板材料相競爭。
本錢價格是關(guān)系到LED終端產(chǎn)品能否為市場接受的重要因素,此外。目前的LED照明產(chǎn)品價格相比節(jié)能燈、白熾燈仍然較高。如何尋找一個導(dǎo)熱與本錢間比較折中的解決方案也是業(yè)界研發(fā)的方向。對此日東新能源(蘇州)有限公司的浜吉俊行表示,關(guān)于LED照明,認(rèn)為企業(yè)一般對高功率,高亮度的產(chǎn)品有著非常高的積極性,但是此類產(chǎn)品對于一般消費者價格又過于昂貴,有利于普及,如何降低本錢是業(yè)者首先要考慮的事情。降低本錢不能僅著眼于芯片,很多配套資料都有很多降價的空間可以挖掘。
不同產(chǎn)品各有空間
各種檔次產(chǎn)品都有,LED照明產(chǎn)品種類繁多。因此不同的導(dǎo)熱基板,均有各自的適用空間。
更活性等方向發(fā)展,盡管導(dǎo)熱基板向著高導(dǎo)熱。不同企業(yè)也開發(fā)出陶瓷基板、有機樹脂類基板等多種類型的產(chǎn)品,但不同產(chǎn)品間也各有優(yōu)缺點。LED照明產(chǎn)品廣泛,不同檔次產(chǎn)品多樣,因此不同的導(dǎo)熱基板,均有各自的適用空間。