各种散热基板特性比较
LED散热核心之争--陶瓷基板与铝基板孰强孰弱？
LED散热核心之争昨日（3日），德国照明大厂欧司朗发布2017财年第二季度业绩报告，2017年1-3月实现营收10.5亿欧元（折合人民币78.97亿元），比上年同期增长约为10%。
在半导体照明飞速发展的今天，LED的重点难题—散热，将成为一个大问题，那么到底怎么样才能最高效率的散热呢？今天我们就来聊聊LED散热的重点—芯片。
现在芯片的制造可谓是多种多样，LED芯片也不例外。
芯片的导热率将会直接影响到散热，当然，作为芯片也不能光看散热，还有介电常数、热膨胀系数等。
今天用市场上应用广泛的铝基板和一直比较低调的陶瓷基板做个对比。
铝基板--常见于LED照明产品。
有正反两面，白色的一面是焊接LED引脚的，另一面呈现铝本色，一般会涂抹导热凝浆后与导热部分接触。
铝基板常用的金属铝基的板材主要有1000系、5000系和6000系，这三系铝材的基本特性如下：○11000系列代表1050、1060 、1070 ，1000系列铝板又称为纯铝板，在所有系列中1000系列属于含铝量最多的，纯度可以达到99.00%以上。
由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。
○25000系列代表5052、5005、5083、5A05系列。
5000系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间，其又称为铝镁合金。
主要特点为密度低、抗拉强度高、延伸率高等。
在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列，故常用在航空方面，比如飞机油箱。
○36000系列代表6061 主要含有镁和硅两种元素，故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。
可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。
5000系铝基板的导热率在135W/（m·K）左右，6000系在150W/（m·K）左右1000系在220W/（m·K）左右。
七大方面解析氮化铝陶瓷基板的分类和特性
七大方面解析氮化铝陶瓷基板的分类和特性氮化铝陶瓷基板在大功率器件模组，航天航空等领域备受欢迎，那么氮化铝陶瓷基板都有哪些种分类以及氮化铝陶瓷基板特性都体现在哪些方面？一，什么是氮化铝陶瓷基板以及氮化铝陶瓷基板的材料氮化铝陶瓷基板是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷基板，也叫氮化铝陶瓷基片。
热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是大功率集成电路和散热功能的重要器件。
二，氮化铝陶瓷基板分类1，按电镀要求来分氮化铝陶瓷覆铜基板（氮化铝覆铜陶瓷基板），旨在氮化铝陶瓷基板上面做电镀铜，有做双面覆铜和单面覆铜的。
2，按应用领域分LED氮化铝陶瓷基板（氮化铝led陶瓷基板），主要用于LED大功率灯珠模块，极大的提高了散热性能。
igbt氮化铝陶瓷基板,一般用于通信高频领域。
3，按工艺来分氮化铝陶瓷基板cob（氮化铝陶瓷cob基板),主要用于Led倒装方面。
dpc氮化铝陶瓷基板,采用DPC薄膜制作工艺，一般精密较高。
dpc氮化铝陶瓷基板(AlN氮化铝dbc陶瓷覆铜基板)，是一种厚膜工艺，一般可以实现大批量生产。
氮化铝陶瓷基板承烧板3，按地域分有的客户对特定的氮化铝陶瓷基板希望是特定地域的陶瓷基板生产厂家，因此有了：日本氮化铝陶瓷基板氮化铝陶瓷基板台湾氮化铝陶瓷基板成都福建氮化铝陶瓷基板东莞氮化铝陶瓷基板台湾氮化铝陶瓷散热基板氮化铝陶瓷基板珠海氮化铝陶瓷基板上海4，导热能力来分高导热氮化铝陶瓷基板，导热系数一般较高，一般厚度较薄，一般导热大于等于170W的。
氮化铝陶瓷散热基板，比氧化铝陶瓷基板散热好，大于等于50W~170W.三，氮化铝陶瓷基板特性都有哪一些？1，氮化铝陶瓷基板pcb优缺点材料而言：陶瓷基板pcb是陶瓷材料因其热导率高、化学稳定性好、热稳定性和熔点高等优点，很适合做成电路板应用于电子领域。
许多特殊领域如高温、腐蚀性环境、震动频率高等上面都能适应。
氮化铝陶瓷基板，热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。
陶瓷电路板和铝基板那个散热性更好？
陶瓷电路板和铝基板那个散热性更好？陶瓷电路板和铝基板的导热能力都比较高，但是在基板的使用上到底是通常电路板还是铝基板好呢?首先看铝基板的构成和导热系数“铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，一般单面板由三层结构所组成，分别是电路层（铜箔）、绝缘层和金属基层。
用于高端使用的也有设计为双面板，结构为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。
极少数应用为多层板，可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。
”铝基板导热系数差不多在1.0~2.0之间，从结构上可以看出，铝基板是有绝缘层的，那么它的导热系数主要与绝缘层有关，加了绝缘层的铝基板，导热系数并不突出，不过比一般的FR-4基板要好很多。
目前的铝基板多用进口导热胶，相对导热更好。
材质和结构——陶瓷基板和铝基板的不同之处陶瓷基板是以陶瓷作为基板材料，在结构上，因为陶瓷本身的绝缘性能就非常好，所以陶瓷不需要绝缘层。
路边的电线杆大家都见过，上面的绝缘子就是陶瓷的。
目前市面上的陶瓷基板主要氮化铝陶瓷和氧化铝陶瓷两种，氧化铝陶瓷的热导率差不多在15~31，氮化铝差不多在135~175，数据参考《电气电子绝缘技术手册》。
很明显，陶瓷的导热性能会比铝基板好太多了，绝缘层是铝基板最核心的技术，主要起到粘接，绝缘和导热的功能。
铝基板绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障。
绝缘层热传导性能越好，越有利于器件运行时所产生热量的扩散，也就越有利于降低器件的运行温度，从而达到提高模块的功率负荷，减小体积，延长寿命，提高功率输出等目的。
也就是说，铝基板受制于绝缘层。
陶瓷基板没有绝缘层，也就不会有这样的困扰。
相信经过小编的讲述，您对陶瓷电路板和铝基板的特种有更多了解了，在使用板材这款可以根据需求而选择不同的板材。
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LED陶瓷基板
LED陶瓷基板的技术分析与现状——本资料由·东莞市中实创半导体照明有限公司/ 工程部·整理与撰写——摘要：陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性，广泛应用于功率电子、LED封装、多芯片模块等领域。
本文简要介绍了目前LED封装陶瓷基板的技术现状与以后的发展。
关键字:LED陶瓷基板 LED产业（一）前言：陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性，广泛应用于功率电子、LED封装、多芯片模块等领域。
LED散热基板的选择亦随着LED之线路设计、尺寸、发光效率…等条件的不同有设计上的差异，以目前市面上最常见的可区分为：①系统电路板，其主要是作为LED最后将热能传导到大气中、散热鳍片或外壳的散热系统，而列为系统电路板的种类包括：铝基板(MCPCB)、印刷电路板(PCB)以及软式印刷电路板(FPC)；②LED芯片基板，是属于LED芯片与系统电路板两者之间热能导出的媒介，并藉由共晶或覆晶与LED芯片结合。
为确保LED的散热稳定与LED芯片的发光效率，近期许多以陶瓷材料作为高功率LED散热基板之应用，其种类主要包含有：低温共烧多层陶瓷(LTCC)、高温共烧多层陶瓷(HTCC)、直接接合铜基板 (DBC)、直接镀铜基板(DPC)四种，以下本文将针对陶瓷LED芯片基板的种类做深入的探讨。
（二）陶瓷基板的定义和性能：1．定义：陶瓷基板是以电子陶瓷为基的，对膜电路元件及外贴切元件形成一个支撑底座的片状材料。
按照陶瓷基片应用领域的不同，又分为HIC（混合集成电路）陶瓷基片、聚焦电位器陶瓷基片、激光加热定影陶瓷基片、片式电阻基片、网络电阻基片等；按加工方式的不同，陶瓷基片分为模压片、激光划线片两大类。
2．陶瓷基板的性能：（1）机械性质Ø有足够高的机械强度，除搭载元件外，也能作为支持构件使用；Ø加工性好，尺寸精度高；容易实现多层化；Ø表面光滑，无翘曲、弯曲、微裂纹等。
（2）电学性质Ø绝缘电阻及绝缘破坏电压高；Ø介电常数低；Ø介电损耗小；Ø在温度高、湿度大的条件下性能稳定，确保可靠性。
led培训教材散热材料结构及特性
六、选材建议---供参考 2、路灯、隧道灯等长时照明产品
此类市场价格较好，对品 质要求比较高。相对要求 导热系数1.5-2.2W左右, 耐电压要求4KV以上.
对应产品为： 台虹LS系列 2W导热的铝 基板材； 台虹含PI的系列。 全宝T111、311、411 台湾清晰、聚鼎 美国贝格斯、莱尔德 日本Denka、NRK 价格500元/M2以上，价 差很大。
2、单纯应用环氧树脂胶做绝缘层的技术已遍地开花，且 面临发展瓶颈。
3、胶体添加粉体后，要提高导热率,就要多加粉体,造成胶 只能做胶厚，胶厚了,热阻又比较高，材料整体散热能 力受到制约；反之,为了把胶做薄，只能少添粉体,热阻 变小,整体的散热效果是实现了，但造成绝缘性能不 足。走进了循环。
4、PI技术的应用给散热铝基板行业提供了新的发展平 台。
PI=1/2mil，ED Cu=1oz，ad=20um，Al=1mm
含PI
LSAE051020A12 PI=1/2mil，ED Cu=1oz，ad=20um， Al=1.2mm
LSAE051020A15 PI=1/2mil，ED Cu=1oz，ad=20um， Al=1.5mm
LSAE051020A20 PI=1/2mil，ED Cu=1oz，ad=20um，Al=2mm
LSAE001060A02 ED Cu=1oz，ad=60um，Al=0.2mm
LSAE001060A10 ED Cu=1oz，ad=60um，Al=1mm
Non PI LSAE001060A12 ED Cu=1oz，ad=60um，Al=1.2mm LSAE001060A15 ED Cu=1oz，ad=60um，Al=1.5mm
低热阻，增加材料的整体散热能力。 « 重要优点：因聚鼎、全宝、生益等硬板系统的胶体比
常见LED散热基板材料介绍
常见LED散热基板材料介绍概述在LED产品应用中，通常需要将多个LED组装在一电路基板上。
电路基板除了扮演承载LED模块结构的角色外，另一方面，随着LED输出功率越来越高,基板还必须扮演散热的角色，以将LED晶体产生的热传派出去，因此在材料选择上必须兼顾结构强度及散热方面的要求。
传统LED由于LED发热量不大，散热问题不严重，因此只要运用一般的铜箔印刷电路板(PCB)即可。
但随着高功率LED越来越盛行PCB已不足以应付散热需求。
因此需再将印刷电路板贴附在一金属板上，即所谓的Metal Core PCB，以改善其传热路径。
另外也有一种做法直接在铝基板表面直接作绝缘层或称介电层，再在介电层表面作电路层，如此LED模块即可直接将导线接合在电路层上。
同时为避免因介电层的导热性不佳而增加热阻抗，有时会采取穿孔方式，以便让LED模块底端的均热片直接接触到金属基板，即所谓芯片直接黏着。
接下来介绍了几种常见的LED基板材料，并作了比较。
印刷电路基板(PCB)常用FR4印刷电路基板，其热传导率0.36W/m.K，热膨胀系数在13 ~ 17ppm/K。
可以单层设计，也可以是多层铜箔设计(如图2)。
优点：技术成熟，成本低廉，可适用在大尺寸面板。
缺点：热性能差，一般用于传统的低功率LED。
图1 多层PCB的散热基板金属基印制板(MCPCB)由于PCB的热导率差﹑散热效能差，只适合传统低瓦数的LED。
因此后来再将印刷电路基板贴附在一金属板上，即所谓的Metal Core PCB。
金属基电路板是由金属基覆铜板(又称绝缘金属基板)经印刷电路制造工艺制作而成。
根据使用的金属基材的不同，分为铜基覆铜板、铝基覆铜板、铁基覆铜板，一般对于LED散热大多应用铝基板。
如下图：图2 金属基电路板的结构MCPCB的优点：（1）散热性常规的印制板基材如FR4是热的不良导体，层间绝缘，热量散发不出去。
而金属基印制板可解决这一散热难题。
（2）热膨胀性热胀冷缩是物质的共同本性，不同物质CTE(Coefficient of thermal expansion)即热膨胀系数是不同的。
芯片散热基体材料
芯片散热基体材料芯片散热基体材料在电子设备中起着至关重要的作用。
它能有效地将芯片产生的热量传导和散发，保持芯片的正常工作温度，提高设备的性能和可靠性。
本文将介绍几种常见的芯片散热基体材料，并探讨它们的特性和应用。
一、铜基材料铜是一种优良的散热材料，具有良好的导热性能和机械强度。
铜基材料通常采用纯铜或铜合金制成，具有较高的热导率和良好的可加工性。
它们适用于高功率芯片的散热，如服务器、高性能计算机等。
铜基材料的缺点是比较重，对于轻薄设备的散热要求较高的场合可能不太适用。
二、铝基材料铝基材料是另一种常见的芯片散热基体材料。
与铜相比，铝的热导率较低，但它具有较低的密度和良好的导热性能。
铝基材料通常采用铝合金制成，具有较好的机械强度和导热性能。
它们适用于一些对散热要求较为严格但对重量要求较轻的场合，如笔记本电脑、平板电脑等。
三、陶瓷基材料陶瓷基材料是一种具有优异绝缘性能和较高热导率的散热材料。
它们通常采用氧化铝、氮化硅等陶瓷材料制成，具有良好的耐高温性能和机械强度。
陶瓷基材料适用于一些对绝缘性能要求较高的场合，如电源模块、电动车控制器等。
四、复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
它们可以充分发挥各种材料的优点，提高散热性能。
常见的复合材料有铜基复合材料、铝基复合材料等。
这些复合材料具有较高的热导率和良好的机械性能，适用于一些对散热要求较高的场合。
总结起来，芯片散热基体材料的选择应根据具体的应用场景和散热要求来确定。
铜基材料适用于高功率芯片的散热，铝基材料适用于对重量要求较轻的场合，陶瓷基材料适用于对绝缘性能要求较高的场合，而复合材料则可以根据具体需求来选择。
在实际应用中，还需要考虑材料的成本、加工工艺等因素，综合考虑选择最合适的芯片散热基体材料，以确保电子设备的正常运行和长期稳定性。
各种基板热传导系数
各种基板热传导系数一、金属基板热传导系数金属基板是一种常见的热传导材料，其热传导系数通常较高。
金属基板具有良好的导热性能，能够快速将热量从一个区域传递到另一个区域。
常见的金属基板包括铝基板、铜基板等。
铝基板的热传导系数约为200-250 W/(m·K)，而铜基板的热传导系数约为350-400 W/(m·K)。
这些高热传导系数使得金属基板在散热领域得到广泛应用，如LED照明、电子设备等。
二、陶瓷基板热传导系数陶瓷基板是一种具有良好绝缘性能的材料，通常用于高温环境下的散热应用。
陶瓷基板具有较低的热传导系数，一般在2-10 W/(m·K)之间。
这是因为陶瓷材料的结构特点决定了其热传导性能较差，其内部存在许多孔隙和微观结构，导致热量传导受阻。
陶瓷基板由于其绝缘性能优异，常用于电子元器件的绝缘散热、高温热敏电阻等应用。
三、有机基板热传导系数有机基板是一种常见的热传导材料，其热传导系数相对较低。
有机基板通常由聚酰亚胺、聚酰胺等有机高分子材料组成，其热传导系数一般在0.1-0.5 W/(m·K)之间。
由于有机基板具有较低的热传导系数，其散热性能较差，常需要通过其他方式提高散热效果，如增加散热片、采用散热胶等。
有机基板在电子设备、通信设备等领域得到广泛应用。
四、复合材料基板热传导系数复合材料基板是一种由不同材料组成的热传导材料，其热传导系数通常介于金属基板和有机基板之间。
复合材料基板的热传导系数取决于不同材料的组成比例和热传导性能。
例如，玻纤增强环氧基板具有较高的热传导系数，约为1-2 W/(m·K)，而铝基板与聚酰亚胺基板的复合材料基板的热传导系数则介于两者之间。
复合材料基板可以通过合理设计材料组成和结构，实现良好的散热性能，并满足特定的应用需求。
五、硅基板热传导系数硅基板是一种常见的热传导材料，其热传导系数较高。
硅基板的热传导系数约为100-150 W/(m·K)，具有良好的导热性能。
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各种散热基板特性比较
∙
∙陶瓷基板：现阶段较普遍的陶瓷散热基板种类共有HTCC、LTCC、DBC、DPC四种：
1、HTCC(高温共烧多层陶瓷基板)：属于较早期发展之技术，但由于其较高的制程温度
(1300~1600℃)，使其电极材料的选择受限，且制作成本相当昂贵，目前渐渐被LTCC取代。
2、LTCC(低温共烧多层陶瓷基板)：将氧化铝+30%~50%的玻璃粉+有机黏着剂混成浆
料，利用刮刀将浆料刮成片状，再将每片陶瓷基板制造线路后再压合而成，因在制程中有加入玻璃粉，故共烧温度降至约850℃，但其尺寸精确度、产品强度等技术上的问题尚待突破。
3、DBC(Direct Bonded Copper)：将陶瓷基板的单面或双面覆上铜，利用高温
(1065~1085℃)使铜与陶瓷层黏合后，再制造线路，其技术瓶颈在于不易解决Al2O3与Cu 板间微气孔产生之问题，这使得该产品的量产能量与良率受到较大的挑战。
4、DPC(Direct Plate Copper)：将陶瓷基板利用真空溅镀镀上铜层，再利用显影制程
制造线路，其制程结合材料与薄膜制程技术，其产品为近年最普遍使用的陶瓷散热基板。
各种散热基板特性比较：
图3 各种散热基板特性比较（点击查看原图）。