LED散热铝基板基础知识
LED散热基本知识
不同材质类别 LED 的温度系数
LED 材质类别
温度系数 k
AlInGaP/ GaAs 橙红色
9.52×10-3
AlInGaP/ GaAs 黄色
1.11×10-2
AlInGaP/ GaP 高亮红
9.52×10-3
AlInGaP/ GaP 黄色
9.52×10-2
AlInGaP类LED光输出与结温关系图
k=ΔVf/ΔTj ：正向压降随结温变化的系数，通常取-2.0mV/℃.
高温下，由于结区缺陷与杂质的大量增值与集聚，也将造成
额外复合电流的增加，而使正向电压下降
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2021/12/30
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• 当电流固定时，温度升高，LED正向电压会
下降。由于正向电压与温度的关系接近线
性，所以大多LED热阻测试仪器利用LED的
芯片的失效率也会上升。
• 焊点经历一定次数冷热循环后（热胀冷缩
的循环）会产生脱节。一般来说，焊点的
温度越高，脱节前经历的冷热循环数越低。
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§8-2 LED散热途径及存在的问题
1.芯片散热
第二十六页，共129页。
第二十七页，共129页。
2.封装散热
第二十八页，共129页。
3.金属基板技术
• 各种导热胶连接的热界面都存在界面热阻，
并且导热胶的导热系数比较低，也影响着热
量的传导。
• 散热片的材质以及结构、安装方式直接影响
着散热。
第三十三页，共129页。
6.散热问题为什么难以解决？
• 与白炽灯等通用灯具不同，LED的发热是后向
知的颜色。显然，结温所引致的LED发光波长
铝基板介绍
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铝基板
• 从热膨胀系数，热传导能力，强度，硬度，重量，表面状态和成本方面 考虑。绝大部分的金属基板都采用了铝板作为金属基层。选用铝材的种 类，主要依据机械加工工艺和成本的考量。
名称 成分 强度 性能 价格
6061T6
5052H34 1050H18 C11000
Al-Mg-Si
Al-Mg 纯铝 纯铜
触摸屏:传感器, 玻璃盖板
长城开发全球网络
全球电子制造服务排名第七，中国电子集团（CEC）一级子公司。
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长城开发–技术研发及中央实验室
技术研发及中央实验室成立于1992年，下设六个专业实验室及两个工程技术组
可靠性实验室 （CNAS认可） 材料科学实验室 （CNAS认可） 先进机械实验室 高级SMT实验室 静电控制实验室
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铝基板
• 电路层：要求具有很大的载流能力，一般采用电解铜箔，经过蚀刻
形成印制电路，用于实现器件的装配和连接。与传统的FR-4 相比，采 用相同的厚度，相同的线宽，铝基板能够承载更高的电流，从而应使 用较厚的铜箔，厚度一般35μm~280μm。
• 金属基层 ：金属基层是铝基板的支撑构件，要求具有高导热性，一
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般是铝板，也可使用铜板（其中铜板能够提供更好的导热性），适合 于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工。工艺要求有：镀金、喷锡、 osp抗氧化、沉金、无铅ROHS制程等
• 绝缘层：高导热绝缘层的技术是衡量一款铝基板是否真正拥有高导
热性能，高绝缘性能的核心。目前国际上高品质铝基板的绝缘层都是 由高导热、高绝缘的陶瓷介质填充的特殊聚合物所构成。聚合物保障 了绝缘性能，抗热老化能力以及高粘接能力。而陶瓷填充物则极大增 强了导热性能和绝缘性能。
铝基板知识
深圳市容卓电路科技有限公司铝基板知识一、铝基板简介：1.性能：铝基板是一种散热性能良好的绝缘金属基敷铜板, 其特点在于：1良好的导热性能有助于元器件的冷却;2.较高的绝缘强度能够经受高达6KV AC电压3.结构：1一般的金属基板分为三层：线路层、绝缘层和金属基层。
导电层（线路层）：线路层一般采用电解铜箔，常用厚度有1OZ、2OZ、3OZ、4OZ等4种；绝缘层一般为填充了陶瓷的聚合物，其常用厚度为75um、150u m；金属基层一般有铝基、铜基、铁基、CIC(合金)、CMC（羧甲基纤维素钠一种重要的纤维素醚）等，常用厚度为0.8.、1.0mm、1.6mm、2.0mm、3.2mm;与FR-4相比，相同的线宽、相同的厚度，铝基板能承载更高的电流。
导热绝缘层：绝缘层是铝基板核心技术部份、绝缘层不光要起绝缘作用，还要粘接和导热作用，要把导电的产生的热量通过绝缘层传输给金属基层而得到更好散热效果。
绝缘层热传导性越好，散热就越好、从而达到提高模块的功率负荷、减小体积、延长寿命，提高输出等目的。
（图5就是对比效果图）为了让大家更明确绝缘层导热作用效果，我们以LED灯具验证为例：见下图6现国产的普通铝基板材一般绝缘层都是用商品化的半固化片（1080）（导热系数仅为0.3W/m-k）。
该绝缘层没有添加任何导热填料。
绝缘层厚度常规是75um—100um、125um、150um（公差+/-2 um）。
金属基层金属基料可以选择任何金属，需要取决于金属的势膨胀系数、热传导能力、强度、硬度、重量，表面姿态和成本缝合考虑。
所以从成本和技术性能条件考虑铝为比较理想的材料。
层次区分：单面、双面、多层（两面、多层一般是由先用FR-4做好线路后与铝板压合而成。
铝材料种类：再生铝（回收的废品再生成，导热几乎为0）。
1000系纯铝1000系列代表1050 1060 1070 1000系列铝板又被称为纯铝板，在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。
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。
铝基板基本知识
铝基板制作工艺流程
领料——剪切 2、 开料的目的 将大尺寸的来料剪切成生产所需要的尺寸 3、 开料注意事项 ① 开料首件核对首件尺寸 ② 注意铝面刮花和铜面刮花 ③ 注意板边分层和披锋
二、 钻孔
1、 钻孔的流程 打销钉——钻孔——检板 2、 钻孔的目的 对板材进行定位钻孔对后续制作流程和客户组装提供辅助 3、 钻孔的注意事项 ① 核对钻孔的数量、空的大小 ② 避免板料的刮花 ③ 检查铝面的披锋，孔位偏差 ④ 及时检查和更换钻咀 ⑤ 钻孔分两阶段，一钻：开料后钻孔为外围工具孔 二钻：阻焊后单元内工具孔
八、FQC，FQA，包装，出货
1、流程 FQC——FQA——包装——出货 2、目的 ① FQC 对产品进行全检确认 ② FQA 抽检核实 ③ 按要求包装出货给客户 3、注意 ① FQC 在目检过程中注意对外观的确认，作出合理区分 ② FQA 真对 FQC 的检验标准进行抽检核实 ③ 要确认包装数量，避免混板，错板和包装破损
金属基层 绝缘金属基板采用何种金属，需要取决于金属基板的热膨胀系数，热传导能力， 强度，硬度，重量，表面状态和成本等条件的综合考虑。 一般情况下，从成本和技术性能等条件来考虑，铝板是比较理想的选择。可供选 择的铝板有 6061，5052，1060 等。如果有更高的热传导性能、机械性能、电性 能和其它特殊性能的要求，铜板、不锈钢板、铁板和硅钢板等亦可采用。
DielcctricLayer 绝缘层：绝缘层是一层低热阻导热绝缘材料。厚度为：0.003” 至 0.006”英寸是铝基覆铜板的核心技术所在，已获得 UL 认证。BaseLayer 基层： 是金属基板，一般是铝或可所选择铜。铝基覆铜板和传统的环氧玻璃布层压板等。
电路层（即铜箔）通常经过蚀刻形成印刷电路，使组件的各个部件相互连接，一 般情况下，电路层要求具有很大的载流能力，从而应使用较厚的铜箔，厚度一般 35μm~280μm；导热绝缘层是铝基板核心技术之所在，它一般是由特种陶瓷填充 的特殊的聚合物构成，热阻小，粘弹性能优良，具有抗热老化的能力，能够承受 机械及热应力。该公司生产的高性能铝基板的导热绝缘层正是使用了此种技术， 使其具有极为优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能；金属基层是铝基板的支 撑构件，要求具有高导热性，一般是铝板，也可使用铜板（其中铜板能够提供更 好的导热性），适合于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工。 PCB 材料相比有着其它材料不可比拟的优点。适合功率组件表面贴装 SMT 公艺。 无需散热器，体积大大缩小、散热效果极好，良好的绝缘性能和机械性能。
铝基板基材基础知识
铝基板基材基础知识铝基板是一种在电子行业中广泛应用的基材材料，具有良好的导热性、电磁屏蔽性和机械强度。
在电子设备中，铝基板常用于制作LED电路板、电源模块和通信设备等。
首先，铝基板的基材是由铝合金制成的。
常用的铝合金有铝硅合金、铝铜合金和铝锌合金等。
这些合金具有优异的热传导性能，能够有效地将发热元件产生的热量快速传导到板材表面，并通过散热设备将热量排出，提高电子元件的工作稳定性和可靠性。
其次，铝基板具有良好的导热性。
铝的导热系数较高，约为237W/(m·K)，远远高于常见的有机基材。
这一特性使得铝基板能够在高功率密度的电子器件中有效地降低温度，减少热应力和温度梯度对电子元件的影响，提高元件的寿命和可靠性。
另外，铝基板还具有良好的电磁屏蔽性能。
铝的导电性能优良，可以有效地屏蔽外界电磁波的干扰，保护电子元件的正常工作。
此外，铝基板还可以作为地线层，提供良好的接地效果，减少电子元件之间的电磁干扰。
铝基板在机械强度上也有较好的表现。
由于铝合金具有良好的强度和硬度，铝基板具有较高的机械刚性，能够在电子器件的制造和运输过程中有效地抵抗外部力的冲击和振动，保护电子元件的安全和稳定。
除此之外，铝基板还具有加工性能优良的特点。
铝合金材料具有较好的可加工性，可以进行折弯、冲压、切割和焊接等多种加工方式，满足不同工艺要求和产品设计需要。
总之，铝基板作为一种重要的基材材料，在电子行业中有着广泛的应用。
其良好的导热性、电磁屏蔽性和机械强度，可以提高电子元件的工作稳定性和可靠性。
未来，随着电子器件功率密度的不断增加和散热需求的增强，铝基板将在各个领域得到更广泛的应用。
led铝基板工作温度
led铝基板工作温度（原创实用版）目录一、LED 铝基板的特点和优势二、LED 铝基板的工作温度要求三、LED 铝基板的热阻四、LED 显示屏的工作温度与性能五、结论正文一、LED 铝基板的特点和优势LED 铝基板是一种常见的 LED 灯具组件，以其良好的散热性能、耐腐蚀性和较低的价格而受到广泛欢迎。
铝基板作为 LED 灯具的基板，可以将灯珠产生的热量及时散发出去，保证灯具的稳定工作和延长寿命。
此外，铝基板还具有较高的热导率和较低的热阻，可以有效地提高 LED 灯具的散热效率。
二、LED 铝基板的工作温度要求LED 铝基板的工作温度要求根据所使用的灯珠的结温来确定，需要留有一定的安全裕度。
一般来说，LED 铝基板的工作温度范围在 -20 摄氏度至 60 摄氏度之间。
在这个温度范围内，LED 灯具可以正常工作，并保证其性能和寿命。
三、LED 铝基板的热阻LED 铝基板的热阻是衡量其散热性能的重要指标。
热阻越低，散热性能越好。
一般来说，LED 铝基板的热阻在 0.4 毫米至 1.5 毫米之间，可以满足大多数 LED 灯具的散热需求。
四、LED 显示屏的工作温度与性能LED 显示屏作为现代信息展示的重要工具，在广告、户外大屏、电子看板等领域得到了广泛应用。
了解 LED 显示屏的工作温度对于确保其性能和寿命至关重要。
一般来说，LED 显示屏的工作温度范围在 -20 摄氏度至 60 摄氏度之间，具体范围可能会因不同的制造商和产品类型而有所不同。
在这个温度范围内，LED 显示屏可以正常工作，并保证其性能和寿命。
五、结论总之，LED 铝基板在工作温度方面具有较高的要求，需要根据灯珠的结温留有一定的安全裕度。
同时，LED 铝基板的热阻和 LED 显示屏的工作温度也会影响其性能和寿命。
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LED散热铝基板基础知识
目前，LED应用的散热问题是LED厂家最头痛的问题。
散热基板是一种提供热传导的媒介，LED→散热基板→散热模块，它可以增加LED 底部面积，增加散热面积，主要由铜箔电路/陶瓷粉末+高分子/铝基板组成。
散热基板于LED产业应用中具有高导热率、安全性、环保性等功能。
下面介绍采用铝材料的基板，因为铝的导热系数高，散热好，可以有效的将内部热量导出。
铝基板是一种独特的金属基覆铜板，具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能。
设计时也要尽量将PCB靠近铝底座，从而减少灌封胶部分产生的热阻。
一、LED铝基板的特点
1.采用表面贴装技术（SMT）；
2.在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理；
3.降低产品运行温度，提高产品功率密度和可靠性，延长产品使用寿命；
4.缩小产品体积，降低硬体及装配成本；
5.取代易碎的陶瓷基板，获得更好的机械耐久力。
二、LED铝基板的结构
铝基覆铜板是一种金属线路板材料、由铜箔、导热绝缘层及金属基板组成，它的结构分三层：
yer线路层：相当于普通PCB的覆铜板，线路铜箔厚度loz至10oz。
DielcctricLayer绝缘层：绝缘层是一层低热阻导热绝缘材料。
BaseLayer基层：是金属基板，一般是铝或可所选择铜。
铝基覆铜板和传统的环氧玻璃布层压板等。
电路层（即铜箔）通常经过蚀刻形成印刷电路，使元件的各个部件相互连接，一般情况下，电路层要求具有很大的载流能力，从而应使用较厚的铜箔，厚度一般35μm~280μm；导热绝缘层是铝基板核心技术之所在，它一般是由特种陶瓷填充的特殊的聚合物构成，热阻小，粘弹性能优良，具有抗热老化的能力，能够承受机械及热应力。
高性能铝基板的导热绝缘层正是使用了此种技术，使其具有极为优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能；金属基层是铝基板的支撑构件，要求具有高导热性，一般是铝板，也可使用铜板（其中铜板能够提供更好的导热性），适合于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工。
PCB材料相比有着其他材料不可比拟的优点。
适合功率元件表面贴装SMT公艺。
无需散热器，体积大大缩小、散热效果极好，良好的绝缘性能和机械性能。