概   述

　　在LED產(chǎn)品應(yīng)用中，通常需要將多個(gè)LED組裝在一電路基板上。電路基板除了扮演承載LED模塊結(jié)構(gòu)的角色外，另一方面，隨著LED輸出功率越來(lái)越高,基板還必須扮演散熱的角色，以將LED晶體產(chǎn)生的熱傳派出去，因此在材料選擇上必須兼顧結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及散熱方面的要求。

　　傳統(tǒng)LED由于LED發(fā)熱量不大，散熱問題不嚴(yán)重，因此只要運(yùn)用一般的銅箔印刷電路板(PCB)即可。但隨著高功率LED越來(lái)越盛行PCB已不足以應(yīng)付散熱需求。因此需再將印刷電路板貼附在一金屬板上，即所謂的Metal Core PCB，以改善其傳熱路徑。另外也有一種做法直接在鋁基板表面直接作絕緣層或稱介電層，再在介電層表面作電路層，如此LED模塊即可直接將導(dǎo)線接合在電路層上。同時(shí)為避免因介電層的導(dǎo)熱性不佳而增加熱阻抗，有時(shí)會(huì)采取穿孔方式，以便讓LED模塊底端的均熱片直接接觸到金屬基板，即所謂芯片直接黏著。 接下來(lái)介紹了幾種常見的LED基板材料，并作了比較。

　　印刷電路基板(PCB)

　　常用FR4印刷電路基板，其熱傳導(dǎo)率0.36W/m.K，熱膨脹系數(shù)在13 ~ 17ppm/K?？梢詥螌釉O(shè)計(jì)，也可以是多層銅箔設(shè)計(jì)(如圖2)。優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，成本低廉，可適用在大尺寸面板。缺點(diǎn)：熱性能差，一般用于 傳統(tǒng)的低功率LED。

圖1 多層PCB的散熱基板

　　金屬基印制板(MCPCB)

　　由于PCB的熱導(dǎo)率差﹑散熱效能差，只適合傳統(tǒng)低瓦數(shù)的LED。因此后來(lái)再將印刷電路基板貼附在一金屬板上，即所謂的Metal Core PCB。金屬基電路板是由金屬基覆銅板(又稱絕緣金屬基板)經(jīng)印刷電路制造工藝制作而成。

　　根據(jù)使用的金屬基材的不同，分為銅基覆銅板、鋁基覆銅板、鐵基覆銅板，一般對(duì)于LED散熱大多應(yīng)用鋁基板。如下圖：

圖2 金屬基電路板的結(jié)構(gòu)

　　MCPCB的優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）散熱性

　　常規(guī)的印制板基材如FR4是熱的不良導(dǎo)體，層間絕緣，熱量散發(fā)不出去。而金屬基
印制板可解決這一散熱難題。

　?。?）熱膨脹性  　

　　熱脹冷縮是物質(zhì)的共同本性，不同物質(zhì)CTE(Coefficient of thermal expansion)即熱
膨脹系數(shù)是不同的。印制板(PCB)的金屬化孔壁和相連的絕緣壁在Z軸的CTE相差很大，產(chǎn)生的熱不能及時(shí)排除，熱脹冷縮使金屬化孔開裂、斷開  。金屬基印制板可有效地解決散熱問題，從而使印制板上的元器件不同物質(zhì)的熱脹冷縮問題緩解，提高了整機(jī)和電子設(shè)備的耐用性和可靠性。

　?。?）尺寸穩(wěn)定性

　　金屬基印制板，顯然尺寸要比絕緣材料的印制板穩(wěn)定得多。鋁基印制板、鋁夾芯板，從30℃加熱至140~150℃，尺寸變化為2.5~3.0%. MCPCB的結(jié)構(gòu) 目前市場(chǎng)上采購(gòu)到的標(biāo)準(zhǔn)型金屬基覆銅板材由三層不同材料所構(gòu)成：銅、 絕緣層、金屬板（銅、鋁、鋼板），而鋁基覆銅板最為常見。

　　a）金屬基材

　　以美國(guó)貝格斯為例，見下表(圖3)：

　　b）絕緣層

　　起絕緣層作用，通常是50~200um。若太厚，能起絕緣作用，防止與金屬基短路的效果好，但會(huì)影響熱量的散發(fā)；若太薄，能較好散熱，但易引起金屬芯與組件引線短路。

　　絕緣層（或半固化片），放在經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化，絕緣處理過(guò)的鋁板上，經(jīng)層壓用表面的銅層牢固結(jié)合在一起。

　　c）銅箔

　　銅箔背面是經(jīng)過(guò)化學(xué)氧化處理過(guò)的，表面鍍鋅和鍍黃銅，目的是增加抗剝強(qiáng)度。銅厚通常為0.5、1.2盅司。如美國(guó)貝格斯公司使用的是ED銅，銅厚有1、2、3、4、6盅司5種。我們?yōu)橥ㄐ烹娫磁涮字谱鞯匿X基板使用的是4盅司的銅箔（140微米）。

　　MCPCB技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)

技術(shù)參數(shù)(圖4)

　　產(chǎn)品特點(diǎn)：

　　(1) 絕緣層薄，熱阻小

　　(2) 機(jī)械強(qiáng)度高

　　(3) 標(biāo)準(zhǔn)尺寸：500×600mm

　　(4) 標(biāo)準(zhǔn)尺寸：0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、3.0mm

　　(5) 銅箔厚度:18um 、35um、70um 、105um

　　MCPCB應(yīng)用產(chǎn)品舉例(圖5)

　　陶瓷基板(Ceramic Substrate)