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提高LED封裝的散熱性

　　东芝、夏普、斯坦利3家公司都為提高LED基片向散熱器導熱的效率而對LED的散熱方式進行了改進。其共同點在於基片採用了鋁合金板與佈線圖案之間夾有絕緣層的金屬底板。為有利於LED晶片向底板安裝部位導熱而採取的措施沒有太大差異。

　　今後，為了實現亮度相當於100W白熾燈泡的LED燈泡，還需要與此不同的提高散熱的對策。新型LED封裝就是對策之一。

　　日本鎢（Nippon Tungsten）開發出了由鍍銀的銅引線框架與陶瓷外殼組合而成的LED封裝（圖15）。該封裝將作為未安裝LED晶片的晶片底板供應廠商。

圖15：日本鎢提供的LED封裝銅板鍍銀的引線框架固定在價格較低的陶瓷外殼上。熱量主要通過引線框架向散熱器傳導。

過去曾經有過採用高導熱性氮化鋁材料作為LED封裝外殼的產品。LED的熱量可以借助外殼傳導至封裝底板。雖然該外殼能夠憑藉導熱性和耐熱性優於樹脂外殼的特點實現高功率LED封裝，但成本昂貴。

　　與之相比，日本鎢的晶片封裝底板採用銅引線框架作為導熱路徑，而非LED封裝外殼。外殼採用了導熱性差，但耐熱性優秀的廉價陶瓷。從而使成本降低到了原有陶瓷LED封裝的一半。

　　這種封裝的結構雖然非常簡單，但銅的熔點低，難以與陶瓷組合。為此，該公司自行開發出了能夠以低於銅熔點的溫度燒製、與銅結合性強的陶瓷。通過改進燒 製時的溫度控制和固定方法，成功開發出了電極（引線框架頂端之間）間隔小於70μm的高精度晶片底板（圖16）。現已開始樣品供應。

圖16：日本鎢的LED封裝試製品與導熱分析的結果該公司開發出了能夠以低於銅熔點的溫度燒製，且與銅接合能力較高的陶瓷。試製品可以安裝10個LED晶片，導熱性能良好，LED晶片與引線框架的溫度差約為2℃。在導熱分析中，越接近紅色表示溫度越高。

電氣化學工業的“電氣化AGSP底板”也是提高LED封裝散熱性的手段之一。該公司利用大和工業（總部：長野縣岡谷市）開發的技術，製造出了任意形狀的銅 柱貫穿于任意位置的底板。如果把該底板作為LED封裝外殼的一部分使用，就可以借助銅柱與LED晶片的接觸，向散熱器傳導熱量。雖然在成本方面仍有需要解 決的課題，但新型封裝的採用在今後完全有望擴大。