DPC陶瓷基板在LED上面的应用

2022-02-14 10:43:52

随着科技的进步,人们对LED的需求越来越高。尽管近年来LED技术不断升级,LED光效越来越高,大功率LED芯片的光电转化效率也只能达到70%到80%,这意味着仍有20%到30%电能会转化成热能。对于LED产生的热能,肯定是要传导出去的。目前主要方式是向PCB电路板传递,但是这时会发现芯片的背面导热通道和导电通道是重叠的,这对于导热通道选用什么样的材质就是关键所在。

   现有的解决方案是把芯片直接固定在铜热沉上,但铜热沉本身就是导电通道,就光源层面来讲,一样是没有实现热电分离。光源最后封装在PCB电路板上,仍需要导入一个绝缘层来实现热电分离。此时热量虽然没有集中在芯片上,但是却集中在光源下的绝缘层附近,一旦做更大功率,热的问题就出来了。而DPC陶瓷基板可以解决这个问题,其可将芯片直接固在陶瓷上,在陶瓷上做出垂直互联孔,形成内部独立的导电通道,陶瓷本身既是绝缘体,又能散热,这样在光源层面就实现了热电分离。此时的PCB电路板就不需要考虑热电分离结构了,不需要在PCB上面做绝缘层。

  DPC陶瓷基板的定义及其特点

   
要在光源层面解决热电分离问题的陶瓷基板应具有以下特点:首先它必须具有高的导热性,它的导热性要比树脂高几十倍;第二是要有高的绝缘强度;第三是高线路解析度,这样才能跟芯片进行垂直共接或者倒装,不会出问题;第四是高的表面平整度,焊接的时候就不会有空洞;第五是陶瓷和金属要有高的附着力;第六是垂直互连导通孔,这样才能实现贴片封装,把电路从背面引到正面。而满足这些条件的基板只有DPC陶瓷基板。

DPC陶瓷基板又叫直接镀铜陶瓷基板,它采用薄膜金属化和电镀制程的技术,在陶瓷基板上采用影像转移方式制作金属线路,再采用穿孔电镀技术形成高密度双面布线及垂直互连。这是它的产品图,上面是固晶层,下面是焊接层,中间是陶瓷,里面设置了垂直互连孔。DPC陶瓷基板的材质,有氧化铝陶瓷,它的导热系数30W,如果要做到更高一点,我们可以用氮化铝,它的导热系数非常高,达到170W,铝合金的导热系数才220W到230W,这意味着它和金属导热系数已经差不多了,而且它的绝缘强度非常高,这就是一个非常好的材料。所以在功率越高的时候,氮化铝陶瓷的表现会更好。

DPC陶瓷基板应用剖析

传统照明: 在大功率LED照明上,舞台灯、路灯、景观照明已经大规模使用;在闪光灯方面、CSP上也大量采用,除此之外,还有包括现在很热的汽车头灯,其LED光源基本上也都是采用DPC陶瓷基板。

特殊照明:UVC深紫外杀菌消毒、UVA光固模组。LED红外器件。激光制导激光测距、VCSEL、IGBT模组、5G通讯等行业等。