[发明专利]一种高反射及高导热式电气组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种高反射及高导热式电气组件及其制造方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)在电子流动的情况下，会产生大量的热，而热的产生会提升电阻，阻碍电子的流动，继而再大幅产生热量，严重影响发光二极管的功能。在发光二极管制造技术大幅提升的现况下，发光二极管中的线宽越来越小，线路密度越来越高，因而使得发光二极管所产生的热量密度也快速增加。以高亮度发光二极管为例，其热量密度即达100W/cm²以上。因此，与发光二极管接触的基板是否具有快速的散热能力，着实是主导发光二极管能否正常运转的关键因素。

一般功率元件，如固体继电器，也是类似于电脑的中央处理器，在运作过程中皆会产生高热。因此，功率元件亦利用与其接触的基板将热快速散去，方能正常运转。

目前发光二极管已应用在照明上，但在应用上的最大问题在于发光二极管不耐高热，一般来说温度不能超过90℃，若超过此温度，则亮度将快速下降，故与LED接触的散热机构的快速散热能力是发光二极管能否成为照明光源的最大挑战，这也说明了散热基板的开发对发光二极管于照明方面的应用，具有举足轻重的关键地位。

为同时兼顾现今发光二极管轻薄短小的设计要求，与发光二极管元件接触的基板须同时符合以下三个基本要求：

1.热方面的要求：此材料须具有高热传导系数，以达快速散热的要求。

2.电方面的要求：为避免发光二极管的P极与N极接触而短路，此材料须具有高绝缘能力，即须具有高的电阻系数。

3.光方面的要求：在满足以上两个基本要求后，此基板应还要能将发光二极管所释放出的光线，全部引导射向发光二极管的前方，增加发光二极管照明灯具前方的有效亮度。

以发光二极管(Light Emitting Diode，LED)为例，各种颜色的发光二极管在近几年陆续被开发出来，其中又以白光发光二极管的开发成功最为重要，因白光发光二极管可作为照明灯具的光源。LED照明的技术瓶颈之一为散热问题。若热量不能被快速带走，则LED芯片的温度就会过高，进而降低LED芯片的发光效率，并减少LED芯片的寿命。LED芯片会被安装于散热基板上，散热基板的主要功能在于将热快速带往散热鳍片或热管，以达成散热的目的。

此外，因为LED芯片具有P-N二极，故与LED芯片接触的基板，亦需提供独立与P极与N极接通的导电线路。目前市面上所有的LED芯片的散热基板，譬如FR4及MCPCB复合基板，皆可提供导电的需求。然而，这两种散热基板的散热能力表现具有很大的差异。例如，以闪光法量测这两种散热基板，可以得到的热传导系数如表1所列。

表1

  热传导系数(W/mK)  FR4(Flame Retardant 4)  ～0.4  MCPCB(金属基印刷电路板(Metal Core PCB；MCPCB))  ～3

目前市面上的所有LED芯片的散热基板，除了在热传导系数仍有提升的空间以应付更高瓦数的LED芯片的散热需求以外，并没有去探讨或处理光的反射问题。也就是说，目前市面上的LED芯片的散热基板，并无同时处理光、电、热的需求。