2000年以后，隨LED高輝度化與高效率化技術(shù)發(fā)展，再加上藍(lán)光led發(fā)光效率大幅改善，與LED制造成本持續(xù)下滑，讓LED應(yīng)用范圍、及有意愿采用LED的產(chǎn)業(yè)范圍不斷擴(kuò)增，包括液晶、家電、汽車等業(yè)者，也開始積極考慮應(yīng)用LED的可能性，例如消費(fèi)性產(chǎn)品業(yè)者對于高功率LED的期待是，能達(dá)到省電、高輝度、長使用壽命、高色再現(xiàn)性，這代表著達(dá)到高散熱性能力，是高功率led封裝基板不可欠缺的條件。
此外，液晶面板業(yè)者面臨歐盟RoHS規(guī)范，需正視將冷陰極燈管全面無水銀化的環(huán)保壓力，造成市場對于高功率LED的需求更加急迫。
led封裝除了保護(hù)內(nèi)部led芯片外，還兼具led芯片與外部作電氣連接、散熱等功能。
環(huán)氧樹脂特性已不符合高功率LED需求
1個(gè)LED能達(dá)到幾百流明，這基本上不是大問題，主要的問題是，如何去處理散熱?接下來在產(chǎn)生這么大的流明后，如何維持亮度的穩(wěn)定與持續(xù)性，這又是另一個(gè)重要課題，若熱處理沒有做好的話，LED的亮度和壽命會(huì)下降很快，對于LED來說，如何做到有效的可靠度和熱傳導(dǎo)，是非常重要。
以往LED是使用低熱傳導(dǎo)率樹脂進(jìn)行封裝，不過這被視為是影響散熱特性的原因之一，此外，環(huán)氧樹脂耐熱性比較差，可能會(huì)出現(xiàn)的情況是，在LED芯片本身的壽命未到達(dá)前，環(huán)氧樹脂就已呈現(xiàn)變色情況，因此，提高散熱性已是重要關(guān)鍵。
除此之外，不僅因?yàn)闊岈F(xiàn)象會(huì)對環(huán)氧樹脂產(chǎn)生變化，甚至短波長也會(huì)對環(huán)氧樹脂造成問題，這是因?yàn)榘坠?a href="http://www.yskii.cn/sell/search.php?kw=led%E5%8F%91%E5%85%89" target="_blank">led發(fā)光光譜中，也包含短波長光線，而環(huán)氧樹脂卻相當(dāng)容易受白光LED中的短波長光線破壞，即使是低功率白光LED，已能使環(huán)氧樹脂破壞現(xiàn)象加劇，更何況高功率白光LED所發(fā)出的短波長光線更多，惡化自然比低功率款式更加快速，甚至有些產(chǎn)品在連續(xù)點(diǎn)亮后的使用壽命僅5,000小時(shí)，甚至更短!所以，與其不斷克服因舊有封裝材料"環(huán)氧樹脂"帶來的變色困擾，不如朝尋求新1代的封裝材料努力。
圖1：環(huán)氧樹脂耐熱性比較差，在LED芯片本身的壽命到達(dá)前，環(huán)氧樹脂就已出現(xiàn)變色。
金屬基板成新焦點(diǎn)
因此最近幾年逐漸改用高熱傳導(dǎo)陶瓷，或是金屬樹脂封裝結(jié)構(gòu)，就是為了解決散熱、與強(qiáng)化原有特性做的努力。LED芯片高功率化常用方式是：芯片大型化、改善發(fā)光效率、采用高取光效率的封裝、及大電流化。這類做法雖然電流發(fā)光量會(huì)呈比例增加，不過發(fā)熱量也會(huì)隨之上升。
對高功率LED封裝技術(shù)上而言，由于散熱的問題造成了一定程度的困擾，在此背景下具有高成本效益的金屬基板技術(shù)，就成了LED高效率化之后另1個(gè)備受關(guān)心的新發(fā)展。
過去由于LED輸出功率較小，因此使用傳統(tǒng)FR4等玻璃環(huán)氧樹脂封裝基板，并不會(huì)造成太大的散熱問題，但應(yīng)用于照明用的高功率LED，其發(fā)光效率約為20%~30%左右，雖芯片面積相當(dāng)小，整體消費(fèi)電力也不高，不過單位面積的發(fā)熱量卻很大。
一般來說，樹脂基板的散熱，只能夠支持0.5W以下的LED，超過0.5W以上的LED，多改用金屬或陶瓷高散熱基板進(jìn)行封裝，主要原因是，基板的散熱性直接影響LED壽命與性能，因此封裝基板成為設(shè)計(jì)高輝度LED商品的開發(fā)重點(diǎn)。
圖2：LED芯片大多利用芯片大型化、改善發(fā)光效率、采高取光效率封裝，及大電流化達(dá)高亮度目標(biāo)。
高功率加速金屬基板取代樹脂材料
關(guān)于LED封裝基板散熱設(shè)計(jì)，目前大致可以分成，LED芯片至封裝體的熱傳導(dǎo)、及封裝體至外部的熱傳達(dá)兩大部分。使用高熱傳導(dǎo)材時(shí)，封裝內(nèi)部的溫差會(huì)變小，此時(shí)熱流不會(huì)呈局部性集中，LED芯片整體產(chǎn)生的熱流，呈放射狀流至封裝內(nèi)部各角落，所以利用高熱傳導(dǎo)材料，可提高內(nèi)部的熱擴(kuò)散性。
就熱傳導(dǎo)的改善來說，幾乎是完全仰賴材料提升來解決
