聚鼎科技:散熱基板技術開發與市場應用

LED產品的散熱難問題一直是LED生產企業需要解決的最主要的核心問題之一,聚鼎科技的散熱基板採用乾式連續製程技術,與傳統濕式製程技術相比不僅產品性能更加優越還減少了環境的污染。聚鼎科技股份有限公司成立於1997年,總部位於台灣新竹科學園,是世界上生產高分子保險絲和散熱基板的主要廠家之一。聚鼎科技股份有限公司研發主管沙益安在2009年6月11日廣州照明展「2009全國半導體照明技術與應用論壇」上發表了「散熱基板技術開發與市場應用」的精彩演講。

聚鼎科技開發散熱基板已經有3-4年時間,其散熱基板主要客戶的應用是在LED筒燈、LED手電筒、LED路燈、LED液晶背光等上面。隨著LED應用的擴大,特別是LED在液晶背光方面的應用,由於其厚度非常薄,LED的散熱將成為特別重要的問題。

什麼是散熱基板

散熱基板的主要功能

提供熱傳導媒介,LED→散熱基板→散熱模組
增加LED底部面積,增加散熱面積
電源供應

散熱基板主要的功能是提供LED所需要的電源及熱傳遞的媒介,一個好的LED散熱板是能夠把80%-90%的熱傳遞出去,這樣的散熱板就是好的基板。另外一個功能是能夠增加LED底部的面積,這樣可以使熱更快的先後傳導更快的均勻散開。

散熱基板材料組成

一般散熱基板由銅箔電路/陶瓷粉末和高分子/鋁基板組成,其中陶瓷粉末和高分子材料是其主要組成部分,陶瓷粉末扮演的是導熱的功能,高分子主要扮演的是可靠度以及把電路層、散熱的絕緣層和鋁板三個結合在一起的一個很重要的角色。由於高分子本身不導熱,其實熱主要是通過陶瓷粉末向後面的鋁板傳遞的。所以需要在有限的空間裡塞入更多的陶瓷粉增加其導熱性,這是技術層面的問題。

散熱基板的製造方式

散熱基板的製造主要包括乾式連續製程和濕式製程,聚鼎科技主要採用的是干式連續製程,在高溫下連續製程生產。濕式製程是把陶瓷粉末和高分子材料用溶劑混合製成,不可否認用濕式製程技術含量比較低,因為它在材料的控制上比較容易。濕式製程用印刷的方式布在鋁板上面最後通過乾燥製程把溶劑揮發出來,但製作過程中溶劑會揮發到空氣當中會對環境造成污染,並且如果溶劑沒有除乾淨會出現散熱基板信賴性不強的問題。

散熱基板的產品組合

半成品

成品

散熱基板基本特性

高導熱率:2, 4 ~ 8 W/mK
安全性
防火:94-V0
防電擊:絕緣耐電壓 > 5KV/mm
環境保護(無毒/無鹵素/無溶劑使用):RoHS

散熱基板環境信賴性

加工與回焊—高溫260oC/30分鐘
LED於黃昏點亮—高溫150oC/1000小時
高溫潮濕環境— 85oC/85%RH/1000小時
日夜溫差—冷熱衝擊-50~150oC/1000小時

散熱基板導熱率與快速老化測試

導熱率TO-220測試方法
快速老化2大氣壓,121℃,48小時

LED散熱基板的發展方向

散熱基板開發目標

綠色產品
安全產品
可靠度與信賴性
完整的產品型態

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