在傳統(tǒng)LED散熱基板的應(yīng)用上,Metal Core PCB(MCPCB)與陶瓷散熱基板應(yīng)用范圍是有所區(qū)別的,MCPCB主要使用于系統(tǒng)電路板,陶瓷散熱基板則是應(yīng)用于LED芯片基板,然而隨著LED需求的演化,二者逐漸被應(yīng)用于COB(Chip on board)的工藝上,下文將針對此二種材料作進(jìn)一步討論與比較。
MCPCB:
MCPCB主要是從早期的銅箔印刷式電路板(FR4)慢慢演變而成,MCPCB與FR4之間最大的差異是,MCPCB以金屬為核心技術(shù),采用鋁或銅金屬作為電路板之底材,在基板上附著上一層銅箔或銅板金屬板作線路,用以改善散熱不佳等問題。
因鋁金屬本身具有良好的延展性與熱傳導(dǎo),結(jié)合銅金屬的高熱傳導(dǎo)率,理當(dāng)有非常良好的導(dǎo)熱/散熱效果,然而,鋁本身為一導(dǎo)體,基于產(chǎn)品特性,鋁基板與銅之間必須利用一絕緣體做絕緣,以避免銅線路與鋁基板上下導(dǎo)通,故MCPCB多采用高分子材料作為絕緣層材料,但絕緣層(Polymer)熱傳導(dǎo)率僅0.2~0.5W/mK,且有耐熱方面的問題。因此原本熱傳導(dǎo)率極佳的鋁/銅金屬,在加入Polymer后,形成熱阻,大幅的降低基板整體的熱傳導(dǎo)效率,導(dǎo)致MCPCB的熱傳導(dǎo)率僅有1W/mK~2.2W/mK。近期的研究中,將高導(dǎo)電材料覆合于MCPCB之高分子材料中,雖提了MCPCB產(chǎn)品的熱傳導(dǎo)率,但其MCPCB整體主軸方向的熱傳導(dǎo)率亦僅能提致3~5W/mK左右。然而,在實(shí)際應(yīng)用上,MCPCB也面臨因沖壓分割時(shí)造成因金屬延伸(如圖二所示),此時(shí)因金屬銅層受沖壓變形延伸而導(dǎo)致板邊高分子介電絕緣層變形,如此一來,容易使得LED產(chǎn)品的耐壓特性不穩(wěn)定(介電高分子變形破壞)。
陶瓷散熱基板:
近期有許多以陶瓷材料作為高功率LED散熱基板之應(yīng)用,然而LTCC/HTCC二者因采用厚膜工藝備置金屬線路,使得線路精準(zhǔn)度不高,加上受限于工藝因素,不利于生產(chǎn)小尺寸的產(chǎn)品,因此LTCC/HTCC現(xiàn)階段工藝能力并不適合小尺寸高功率產(chǎn)品的需求。另一方面,DBC亦受限于工藝能力,線路解析度僅適合100~300um,且其量產(chǎn)能力受金屬/陶瓷介面空氣孔洞問題而受限。在陶瓷基板產(chǎn)品的線路精確度、材料散熱系數(shù)、金屬表面平整度、金屬/陶瓷間接合覆著度考量,目前以薄膜微影程制作金屬線的DPC陶瓷基板的應(yīng)用范疇最廣。