一、前言　　大功率LEDPCB由于结构和工艺简单，并直接影响到LED的使用性能和寿命，仍然是近年来的研究热点，尤其是大功率白光LEDPCB堪称研究热点中的热点。LEDPCB的功能主要还包括：1.机械维护，以提升可靠性；2.强化风扇，以减少芯片结温，提升LED性能；3.光学掌控，提升出光效率，优化光束产于；4.供电管理，还包括交流/直流改变，以及电源掌控等。

　　LEDPCB方法、材料、结构和工艺的自由选择主要由芯片结构、光电/机械特性、明确应用于和成本等因素要求。经过40多年的发展，LEDPCB先后经历了支架式（LampLED）、贴片式（SMDLED）、功率型LED（PowerLED）等发展阶段。随着芯片功率的减小，尤其是固态灯光技术发展的市场需求，对LEDPCB的光学、热学、电学和机械结构等明确提出了新的、更高的拒绝。为了有效地减少PCB热阻，提升出光效率，必需使用全新的技术思路来展开PCB设计。

　　二、大功率LEDPCB关键技术　　大功率LEDPCB主要牵涉到光、热、电、结构与工艺等方面，如图1右图。这些因素彼此既互相独立国家，又相互影响。其中，光是LEDPCB的目的，冷是关键，电、结构与工艺是手段，而性能是PCB水平的明确反映。

从工艺兼容性及降低生产成本而言，LEDPCB设计不应与芯片设计同时展开，即芯片设计时就应当考虑到PCB结构和工艺。否则，等芯片生产已完成后，有可能由于PCB的必须对芯片结构展开调整，从而缩短了产品研发周期和工艺成本，有时甚至不有可能。　　　　明确而言，大功率LEDPCB的关键技术还包括：　　（一）较低热阻PCB工艺　　对于现有的LED光效水平而言，由于输出电能的80％左右改变沦为热量，且LED芯片面积小，因此，芯片风扇是LEDPCB必需解决问题的关键问题。

主要还包括芯片布置、PCB材料自由选择（基板材料、热界面材料）与工艺、热沉设计等。　　LEDPCB热阻主要还包括材料（风扇基板和热沉结构）内部热阻和界面热阻。

风扇基板的起到就是吸取芯片产生的热量，并传导到热沉上，构建与外界的传热。常用的风扇基板材料还包括硅、金属（如铝，铜）、陶瓷（如Al2O3，AlN，SiC）和复合材料等。如Nichia公司的第三代LED使用CuW做到衬底，将1mm芯片倒装在CuW衬底上，减少了PCB热阻，提升了闪烁功率和效率；LaminaCeramics公司则研制了低温共计火烧陶瓷金属基板，如图2（a），并研发了适当的LEDPCB技术。该技术首先制取出有适合于共晶焊接的大功率LED芯片和适当的陶瓷基板，然后将LED芯片与基板必要焊在一起。

由于该基板上构建了共晶焊层、静电保护电路、驱动电路及掌控补偿电路，不仅结构非常简单，而且由于材料热导率低，热界面较少，大大提高了风扇性能，为大功率LED阵列PCB明确提出了解决方案。德国Curmilk公司研制的高导热性覆铜陶瓷板，由陶瓷基板（AlN或Al2O3）和导电层（Cu）在高温高压下工件而出，没用于黏结剂，因此导热性能好、强度低、绝缘性强劲，如图2（b）右图。

其中氮化铝（AlN）的热导率为160W/mk，热膨胀系数为4.010-6/℃（与硅的热膨胀系数3.210-6/℃非常），从而减少了PCB热应力。　　　　研究指出，PCB界面临热阻影响也相当大，如果无法正确处理界面，就难以获得较好的风扇效果。

例如，室温下认识较好的界面在高温下有可能不存在界面间隙，基板的翘曲也可能会影响键合和局部的风扇。提高LEDPCB的关键在于增加界面和界面认识热阻，强化风扇。因此，芯片和风扇基板间的热界面材料（TIM）自由选择十分最重要。LEDPCB常用的TIM为导电胶和导电胶，由于热导率较低，一般为0.5-2.5W/mK，导致界面热阻很高。

而使用低温或共晶焊料、焊膏或者内掺入纳米颗粒的导电胶作为热界面材料，可大大降低界面热阻。

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