提高LED封裝的散熱性 - 拆解LED燈泡，揭露其內(nèi)部設(shè)計(jì)奧秘

　　提高LED封裝的散熱性

　　上面介紹的3家公司都為提高LED基片向散熱器導(dǎo)熱的效率而對(duì)LED的散熱方式進(jìn)行了改進(jìn)。其共同點(diǎn)在于基片采用了鋁合金板與布線圖案之間夾有絕緣層的金屬底板。為有利于LED芯片向底板安裝部位導(dǎo)熱而采取的措施沒(méi)有太大差異。

　　今后，為了實(shí)現(xiàn)亮度相當(dāng)于100W白熾燈泡的LED燈泡，還需要與此不同的提高散熱的對(duì)策。新型LED封裝就是對(duì)策之一。

　　日本鎢（Nippon Tungsten）開(kāi)發(fā)出了由鍍銀的銅引線框架與陶瓷外殼組合而成的LED封裝（圖15）。該封裝將作為未安裝LED芯片的芯片底板供應(yīng)廠商。

　　圖15：日本鎢提供的LED封裝銅板鍍銀的引線框架固定在價(jià)格較低的陶瓷外殼上。熱量主要通過(guò)引線框架向散熱器傳導(dǎo)。

　　過(guò)去曾經(jīng)有過(guò)采用高導(dǎo)熱性氮化鋁材料作為L(zhǎng)ED封裝外殼的產(chǎn)品。LED的熱量可以借助外殼傳導(dǎo)至封裝底板。雖然該外殼能夠憑借導(dǎo)熱性和耐熱性優(yōu)于樹(shù)脂外殼的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高功率LED封裝，但成本昂貴。

　　與之相比，日本鎢的芯片封裝底板采用銅引線框架作為導(dǎo)熱路徑，而非LED封裝外殼。外殼采用了導(dǎo)熱性差，但耐熱性優(yōu)秀的廉價(jià)陶瓷。從而使成本降低到了原有陶瓷LED封裝的一半。

　　這種封裝的結(jié)構(gòu)雖然非常簡(jiǎn)單，但銅的熔點(diǎn)低，難以與陶瓷組合。為此，該公司自行開(kāi)發(fā)出了能夠以低于銅熔點(diǎn)的溫度燒制、與銅結(jié)合性強(qiáng)的陶瓷。通過(guò)改進(jìn)燒制時(shí)的溫度控制和固定方法，成功開(kāi)發(fā)出了電極（引線框架頂端之間）間隔小于70μm的高精度芯片底板（圖16）。現(xiàn)已開(kāi)始樣品供應(yīng)。

　　圖16：日本鎢的LED封裝試制品與導(dǎo)熱分析的結(jié)果該公司開(kāi)發(fā)出了能夠以低于銅熔點(diǎn)的溫度燒制，且與銅接合能力較高的陶瓷。試制品可以安裝10個(gè)LED芯片，導(dǎo)熱性能良好，LED芯片與引線框架的溫度差約為2℃。在導(dǎo)熱分析中，越接近紅色表示溫度越高。

　　電氣化學(xué)工業(yè)的“電氣化AGSP底板”也是提高LED封裝散熱性的手段之一。該公司利用大和工業(yè)（總部：長(zhǎng)野縣岡谷市）開(kāi)發(fā)的技術(shù)，制造出了任意形狀的銅柱貫穿于任意位置的底板。如果把該底板作為L(zhǎng)ED封裝外殼的一部分使用，就可以借助銅柱與LED芯片的接觸，向散熱器傳導(dǎo)熱量。雖然在成本方面仍有需要解決的課題，但新型封裝的采用在今后完全有望擴(kuò)大。
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