動機

預期災難性故障比率和接面溫度的相依性是眾所周知和有案可稽的事實，並可於Arrhenius模型預見。較高接面溫度會導至流明降低，因而縮短模組的預期壽命。

製造優質發光二極體模組的主要方法是以較好封裝以取得較低接面溫度。用適當組合的DCB基板之物料可加長裝配發光二極體模組裝的壽命和減少價格和壽命比。氮化鋁與薄氧化鋁(0.25mm) DCB基板都同樣可以對以上的挑戰做出經濟性和技術性的解決方案。

當我們考慮一套典型的5W高功率發光二極體封裝和大約9mm?的接觸面積(支援基板之金屬片的接觸)，根據表一之顕示可容易計算出，就算是標準氧化鋁陶瓷基板已經很足夠，那就可以避免花費使用制定材料如Si3N4或氮化鋁引致的成本增加。根據幾何條件熱阻可大為降阺並較之傳統IMS基板(75μm絶縁物厚和2.2W/mK傳熱度)低約60%。

　　

表1 基於9mm2面積的熱阻計算(無熱擴散)

　

　圖4 LED功率發展預測

 

　

　　

仔細觀看功率的預測發展時(圖4)可以看到，到2010年時，發光二極體功率可高達100W。我們須瞭解這個並非全新封裝問題。這個需求是與傳統電力電子一樣。因此，相同的比對結果–應用相同的解決方案。

　　

圖5 功率密度和溫度

　　

　　

我們參看三家主要發光二極體製造商的封裝型高功率發光二極體之發展趨勢 (圖6)。推動設計師去設計一些可降低熱阻的封裝。

圖6 LED功率和封裝熱阻的發展趨勢

　　

　　

  
根據這些資料去推斷，似乎進一步發展是把接面和金屬片之間的熱阻降低。對於功率價值大於5W的LED 4K/W熱阻值可於不久的將來達到。對於晶粒直焊基板封裝，基板本身已經是熱管理的樽頸地帶，這趨勢會迫使基板作進一步改良。