2010年LED散热基板技术发展趋势分析

2010年LED散热基板技术发展趋势分析

1、前言

      随着全球环保的意识抬头，节能省电已成为当今的趋势。LED产业是近年来最受瞩目的产业之一。发展至今，LED产品已具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、且不含汞，具有环保效益…等优点。然而通常LED高功率产品输入功率约为20%能转换成光，剩下80%的电能均转换为热能。

　　一般而言，LED发光时所产生的热能若无法导出，将会使LED结面温度过高，进而影响产品生命周期、发光效率、稳定性，而LED结面温度、发光效率及寿命之间的关系，以下将利用关系图作进一步说明。

　　图一为LED结面温度与发光效率之关系图，当结面温度由25℃上升至100℃时，其发光效率将会衰退20%到75%不等，其中又以黄色光衰退75%最为严 重。此外，当LED的操作环境温度愈高，其产寿命亦愈低(如图二所示)，当操作温度由63℃升到74℃时，LED平均寿命将会减少3/4。因此，要提升 LED的发光效率，LED系统的热散管理与设计便成为了一重要课题，在了解LED散热问题之前，必须先了解其散热途径，进而针对散热瓶颈进行改善。

2、LED散热途径

　　依据不同的封装技术，其散热方法亦有所不同，而LED各种散热途径方法约略可以下图三示意之：

　　散热途径说明：

　　1. 从空气中散热

　　2. 热能直接由System circuit board导出

　　3. 经由金线将热能导出

　　4. 若为共晶及Flip chip制程，热能将经由通孔至系统电路板而导出)

　　一般而言，LED晶粒(Die)以打金线、共晶或覆晶方式连结于其基板上(Substrate of LED Die)而形成一LED晶片( chip)，而后再将LED 晶片固定于系统的电路板上(System circuit board)。因此，LED可能的散热途径为直接从空气中散热(如图三途径1所示)，或经由LED晶粒基板至系统电路板再到大气环境。而散热由系统电路板 至大气环境的速率取决于整个发光灯具或系统之设计。