将氧化铝应用在LED封装主要是因为氧化铝材料高绝缘性及可制作轻小的组件,然而,氧化铝基板应用在电子组件,会因为氧化铝材料导热系数低(约20K/W),造成高热阻。图2为T3Ster热阻仪测试E公司氧化铝基板封装LED(LEDarea:1x1mm;LEDemitter:3.15x3.5mm))的结果,在25oC环境温度下测试时,各封装层的热阻如下:
1.Chip:2oC/W
2.Bondinglayer:3oC/W
3.氧化铝基板:20oC/W(高热阻,基板制作不佳)
当175mA小电流通入在1x1mm²的LED芯片上,氧化铝基板因热阻的温升为10.5oC(=20x175mAx3.0V),热不易传导出LED芯片;当350mA电流通入在1x1mm²的LED芯片上,氧化铝基板因热阻的温升为23oC(=20x350mAx3.3V),此时氧化铝基板会无法将热传导出LED芯片,LED芯片会产生大量光衰;而当500mA大电流通入在1x1mm²的LED芯片上时,氧化铝基板因热阻的温升大约为36oC(20x(500Ax3.6V),此时氧化铝基板也会无法将热传导出LED芯片,LED芯片会快速光衰。因此,LED芯片封装若选择氧化铝基板,因其热阻高,封装组件只适合使用在低功率(~175mA,约0.5W)。
图3R公司氧化铝基板的LED封装热阻分析

图3为T3Ster热阻仪测试氧化铝基板封装LED(LEDarea:1x1mm;LEDemitter:3.15x3.5mm))的结果,在25oC环境温度下测试时,各封装层的热阻如下:
1.Chip:2oC/W
2.Bondinglayer:1.5oC/W
3.氧化铝基板:4.7oC/W(氧化铝基板厚度:400um,铜层厚度75um)
当175mA小电流通入下,其基板因热阻温升为4.7oC;当电流来到350mA,基板温升为6.9oC,当500mA电流通入时,基板温升大约为8.1oC,及当700mA大电流通入下,基板因热阻温升大约为11oC。
当氧化铝基板温升大于8oC,此时氧化铝基板会不易将热传导出LED芯片,LED芯片会快速光衰。LED芯片封装在氧化铝基板,封装组件只适合始使用功率(~350mA,约1watt)。
来源:电源网