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LED散热：铝基板和陶瓷基板深度解析
发布时间：
2019-10-16 17:08
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在半导体LED照明飞速发展的今天，LED的“散热”成为一个重点难题，那么怎样才能高效散热呢？今天我们来聊聊LED散热的重要介质——基板。
铝基板常见于LED照明产品。有正反两面，白色的一面是焊接LED引脚的，另一面呈现铝本色，一般会涂抹导热凝浆后与导热部分接触。
铝基板常用的金属铝基的板材主要有1000系、5000系和6000系，这三系铝材的基本特性如下：
1、1000系列代表1050、1060、1070。1000系列铝板又称为纯铝板，在所有系列中1000系列属于含铝量较多的，纯度可以达到99％以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中较常用的一个系列。
2、5000系列代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3%~5％之间，其又称为铝镁合金。
主要特点为密度低、抗拉强度高、延伸率高等。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列，故常用在航空方面，比如飞机油箱。
3、6000系列代表6061，主要含有镁和硅两种元素，故集中了4000系列和5000系列的优点。6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好、接口特点优良、容易涂层、加工性好。
另外，
5000系铝基板的导热率在135W/（m·K）左右
6000系在150W/（m·K）左右
1000系在220W/（m·K）左右
陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝（Al2O3）或氮化铝（AlN）陶瓷基片表面（ 单面或双面）上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能、高导热特性、优异的软钎焊性和较高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。
陶瓷电路板具有以下一些特点：
◆机械应力强，形状稳定；高强度、高导热率、高绝缘性；结合力强，防腐蚀。
◆ 极好的热循环性能，循环次数达5万次，可靠性高。
◆与PCB板（或IMS基片）一样可刻蚀出各种图形的结构；无污染、无公害。
◆使用温度宽55℃~850℃；热膨胀系数接近硅，简化功率模块的生产工艺。可节省过渡层Mo片，省工、节材、降低成本。
◆减少焊层，降低热阻，减少空洞，提高成品率。
◆在相同载流量下0.3mm厚的铜箔线宽仅为普通印刷电路板的10％。
◆ 优良的导热性，使芯片的封装非常紧凑，从而使功率密度大大提高，改善系统和装置的可靠性。
◆ 超薄型（0.25mm）陶瓷基板可替代BeO，无环保毒性问题。
◆载流量大，100A电流连续通过1mm宽0.3mm厚铜体，温升约17℃；100A电流连续通过2mm宽0.3mm厚铜体，温升仅5℃左右；
◆热阻低，10×10mm陶瓷基板的热阻0.63mm厚度陶瓷基片的热阻为0.31K／W ，0.38mm厚度陶瓷基片的热阻为0.19K／W，0.25mm厚度陶瓷基片的热阻为0.14K／W。
◆ 绝缘耐压高，保障人身安全和设备的防护能力。
◆ 可以实现新的封装和组装方法，使产品高度集成，体积缩小。
AIN陶瓷板具有超高的导热率，室温下理论导热率为319W/（m·K），还有良好的绝缘性，25℃时电阻率大于1014Ω·cm。
陶瓷基板产品问世，开启散热应用行业的发展，由于陶瓷基板散热特色，加上陶瓷基板具有高散热、低热阻、寿命长、耐电压等优点，随着生产技术、设备的改良，产品价格加速合理化，进而扩大LED产业的应用领域，如家电产品的指示灯、汽车车灯、路灯及户外大型看板等。陶瓷基板的开发成功，更将成为室内照明和户外亮化产品提供服务，使LED产业未来的市场领域更宽广。
转载自：先进陶瓷展
