led散热基板之发展现况及趋势

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1、HBLED散熱基板之發展現況及趨勢黃振東工業技術研究院材料與化工研究所熱管理材料及元件研究室主任TEL:03-5916989E-mail:J.D.Hwang@itri.org.tw本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所簡報內容
LED的熱管理挑戰
LED封裝方式演進
LED散熱基板的發展現況
HBLED散熱基板的未來發展
結結語結語本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所HBLEDs的關鍵問題本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所HBLEDs的熱影響1.70%LEDfailureduetohighjunctiontemperature2.2

2、0%ofinputpowerconvertstolightand80%convertstoheat.3.Thehigherthejunctiontemperature,thelowertherelativelightintensityandlifecycle本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所LED的熱流密度本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所LED界面溫度之影響降低界面溫度之效益:提高光輸出強度增加元件使用壽命改善元件穩定度提高色彩穩定度可在較高環境溫度下工作增加元件及模組設計彈性潛在促進元件的小型化及低價化(如散熱片小型

3、化)本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所LED產品應用SpeciallightingAutomobilelightingLEDbacklightLED產品應用Mini-projectorRoadLampGenerallightingLEDbulb本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所高亮度LED市場預測億美元2004年LED應用市場分布•Mobile:57%•Automobile:13%•Display:13%•Illumination:5%Source:工研院IEK2005•Electronicequipment:10%•Traffics

4、ignals:2%本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所高亮度LED照明市場規模推估本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所LED封裝演進本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所LED模組熱阻與輸入功率之關係本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所LED封裝趨勢Singlechipmultiplechip(matrixLEDs)LensSolderinglayerCircuitMatrixLEDSubstrateLaminaceramic,USA＊MuchmoreheatneedstobedissipatedinmatrixLEDs本資料其

5、所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所TypicalLEDPackage材料及特性需求1.基板材料:高熱傳導、低熱膨脹(matchwithSiorSapphire)2.介電材料:足夠強度、低熱膨脹、高導熱、耐高溫3.基板與介電層之接合技術(peelstrength>2kgf/cm)4.低熱阻尼界面材料5.異質材料間之熱膨脹係數匹配性本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所ThermalresistanceofLEDTj:junctiontemperatureR=(T-T)/Pj-ajadTa:ambienttemperatureR=R+R+R+Rj-a

6、j-cc-ss-hh-aPd:LEDpower本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所常見LED基板種類
PCB(eg.:standardFR4board)
MetalCorePCB(orIMS)
Ceramics(AlN/SiC)
DirectBondCopper本資料其所有權暨智慧財產權俱屬工研院材化所常見LED基板特性比較SubstrateCharacteristics.Lowperformance&cost(CTE13-17ppm,0.36W/m.K)PCB.Largepanelsizes,upto.004”(100um)Cuthickne

7、ss.ModeratetoHighcost,highCTE(17-23ppm).Lowthermalconductivitythroughdielectric(1-2.2W/MK),.Operatingtemperaturelimitedto~140C,processtemperatureMCPCBlimitedto250-300C.Largepanelsizes(18x24”),thickCuavailableforheatspreading(1-20mil).MediumtoHighcost,lowCTE(4.9-8ppm),mediumtohi

8、ghCeramicthermalconductivity(24-170W/MK)(AlN/SiC).Smal