LED散熱：Board level 散熱技術(shù)

    最近TV、LCD、Cell-Phone、PC (Notebook)等便攜用以及生活用家電等電子產(chǎn)品的高性能化、小型化、集成化、Module化等進(jìn)展急速。高性能化需在電子產(chǎn)品中內(nèi)置能耗多的LED，而相反小型化與集成化給實現(xiàn)產(chǎn)品化帶來了尺寸方面的制約。

    市場傾向于要求提高功率，因此對可容納的LED封裝的設(shè)計Maigin急劇減少。同時 Module化的熱問題已經(jīng)不再單純是LED產(chǎn)品一個的問題，而是整體System的問題。

    將LED封裝內(nèi)部Chip發(fā)生的熱量進(jìn)行有效管理，已不是產(chǎn)品電學(xué)/光學(xué)特性問題，而是成為了影響產(chǎn)品的壽命、信賴性、制造成本等的要素。尤其拿LED應(yīng)用產(chǎn)品來說，擁有隨著使用溫度、drive current所帶來的功率對熱與光的消耗比例不同的特性。

    因此如果不能很好的控制功率所發(fā)生的熱，就會使同樣規(guī)格的產(chǎn)品產(chǎn)生不同的光效率，直接引發(fā)產(chǎn)品的競爭力問題。功耗高的同時具有良好散熱結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品是市場所需的最具競爭力的LED應(yīng)用產(chǎn)品。

    本專欄中將對各組成要素散熱技術(shù)中的Board level散熱技術(shù)進(jìn)行解析。

    Metal PCB 的概念與組成

    目前電路上主要使用的印刷電路板 (Printed Circuit Board)是用玻璃纖維與環(huán)氧的復(fù)合材料制成的具有絕緣層的FR-4板。

    FR-4板熱傳導(dǎo)度約為0.3 W/m-K左右非常低，而產(chǎn)生較多熱量的高輸出電路使用著熱傳導(dǎo)良好、擁有絕緣層以及金屬Base的Metal PCB板。LED領(lǐng)域照明的輸出越高，Metal PCB板的使用就越普及。Metal PCB板又稱MCPCB(Metal-Core Printed Circuit Board)、MPCB等。

    Schematics of Metal PCB

    以下圖片是除LED以外主要使用Metal PCB的應(yīng)用領(lǐng)域。主要用于功率變換裝置、發(fā)動機(jī)等的電路板。

    Various Applications of Metal PCB (Source: Bergquist)

    LED的發(fā)熱量與現(xiàn)有其他電半導(dǎo)體相比雖然低，但由于使用對熱量相對弱的光學(xué)材料，因此為了降低LED Junction Temperature須使用Metal PCB等高散熱印刷電路板。