中心議題：

• LED散熱的原理與結構
• LED散熱基板的種類與應用
• LED基板選用方式

一般使用的功率或是低功率LED封裝，普通電子業界用的PCB版及可以滿足需求，但是隨著市場需求的層次擴大
，迎接高功率的時機到來
，PCB基板漸漸的不敷使用...

在LED產業前景一片看好時，高功率LED是目前大家關注的焦點，發展高功率的利基點，除了考慮台灣產業本身的結構鏈
、高功率的組態和散熱方式、散熱基板的發展背景以及目前散熱基板的技術演進。

LED散熱的原理與結構

高功率的LED，所輸入能源隻有20%轉化成光，其餘的都以熱的形態消耗掉，若這些熱能未能及時的排出外界，那麼LED的壽命就會因此大打折扣。那麼LED的熱能是如何排出的呢
？LED散熱能力通常受照封裝模式、及使用材質的導熱性所影響，熱的散逸途徑不外乎傳導
、對流、輻射這3大類
，而LED的封裝材料裏積聚的熱能

，大部分是以傳導方散出，所以封裝方式和材質選用就相當關鍵。

傳統炮彈型封裝，以插件式運用，廣泛運在家電或是通訊產品的指示燈，常看到的顏色多為紅
、黃
、綠色光等
，但因為大部分LED產生的熱隻能藉由2根導線，往組裝的基板上導熱，散熱效果不佳。

平板型的封裝方式，因為整體與基板貼合，整體導熱麵積增加
，加上近年來基板材質已針對散熱
，作許多研發與改良
，LED運用也就更為廣泛。


圖1：傳統與新型態的封裝方式。

LED散熱基板的種類

目前常見的基板種類有
，硬式印刷電路板、高熱導係數鋁基板、陶瓷基板、軟式印刷電路板、金屬複合材料。硬式印刷電路板(PrintedCircuitBoard；PCB)，多用於各項電子基板，最常見到的就是計算機內部的各項組件，如主機板、顯示卡、聲卡…等。台灣發展了30多年，有完整的體係，從上遊到下遊
，有助於LED基板的發展。

傳統的PCB板，無法乘載高功率的熱能，發展仍停在低功率的LED，但由於轉型、投資、技術等其它考慮，並不會往高功率的LED生產研發方向規劃，而會以現有的機台
、或是利用其它電子基板技術轉移到LED運用上，達到降低成本、提高效率目的。

高熱導係數鋁基板(MetalCorePCB；MCPCB)，

，是以PCB將下方基材改為鋁合金
，一般來說純鋁的散熱係數k(W/mK)較鋁合金高，但由於純鋁的硬度不高造成使用上的困難
，所以會以鋁合金的型式，來製作基板。

在MCPCB國guo內nei廠chang商shang發fa展zhan出chu不bu同tong型xing態tai的de種zhong類lei，有you以yi軟ruan板ban取qu代dai氧yang化hua鋁lv板ban方fang式shi

，發fa揮hui高gao效xiao能neng的de散san熱re，也ye有you的de廠chang商shang改gai變bian樹shu脂zhi配pei方fang
，不bu但dan將jiang塗tu布bu的de關guan鍵jian技ji術shu提ti升sheng，也ye顧gu慮lv到dao基ji材cai的de環huan保bao問wen題ti。


圖2：傳統電子零件用PCB板與LED用PCB板，在材料本質上架構相同
，但為了達到不同用途
，還是會有微小差異。
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陶瓷基板目前有3大類，Al2O3(氧化鋁)、LTCC(低溫共燒陶瓷)
、AlN(氮化鋁)，技術門坎性而言，但AlN最高、LTCC次之。

由陶瓷燒結而成得LED基板，有散熱性佳、耐高溫、耐潮濕等優點。但是價格高出傳統基板數倍，所以至今仍不是散熱型基板主要組件
，但若不考慮價格因素，陶瓷基板是為最佳首選。

未來需要耐高溫的LED，會以需長時間照明的路燈
、需強光照明的醫療燈具...等用途為主
，陶瓷基板的優勢，要選擇需高度散熱的商品
，且需有完備規格，才能符合生產效益比，才會有前景。


圖3：不同種類陶瓷基板，以瓦數、內部顏色組件作區分。


軟式印刷電路板(FPC)具有重量輕、可撓性、厚度薄、運用空間靈活等優點，熱傳導係數優於傳統PCB基板或是MCPCB基板，且應用麵積大於陶瓷基板。


圖4：軟性電路板的基本結構，由膠片組成，具有高度可曲撓性，可以用於狹窄空間中。

圖5：軟性電路板已廣為運用在LED基板上，其柔軟特色，可簡單組裝在空間狹小的電器內。

金屬複合技術
，學理上熱傳導率高、導熱性好，工研院曾發表過相關技術
，但相關技術仍處於實驗階段，良率偏低
，目前在市場並沒有正式生產。

目前市場LED基板選用方式

PCB板屬於低功率LED封裝，而大於1W(瓦)則以MCPCB為wei主zhu
，以yi億yi光guang電dian子zi為wei例li，並bing沒mei有you著zhe重zhong在zai任ren何he基ji板ban種zhong類lei

，而er完wan全quan是shi以yi市shi場chang需xu求qiu和he產chan品pin特te性xing區qu分fen，用yong適shi合he的de素su材cai匹pi配pei出chu最zui合he宜yi的de商shang品pin。相xiang對dui於yu億yi光guang這zhe類lei生sheng產chan多duo元yuan商shang品pin的de公gong司si，禾he伸shen堂tang則ze把ba主zhu力li放fang於yu陶tao瓷ci基ji板ban產chan品pin，一yi類lei由you公gong司si自zi行xing設she計ji規gui格ge占zhan總zong體ti10%，其餘占90%則是由下遊廠商委托製造。軟板具有可曲撓性，可應用於特殊結構，且熱導率與MCPCB接近
，特別適用在小體積

、需折迭類型的商品。