Порівняння кількох матеріалів підкладки світлодіодів

Порівняння кількох матеріалів підкладки світлодіодів

 

Під час вибору матеріалів підкладки зазвичай вибирають матеріали з високою теплопровідністю, розраховують і порівнюють еквівалентний тепловий опір цих матеріалів, а потім вибирають матеріали, які є більш сприятливими для розсіювання тепла світлодіодами високої потужності. Давайте подивимося на порівняння продуктивності наступних матеріалів підкладки.

Підкладка з оксиду берилію

 

Оксид берилію є чудовим теплопровідником із високою твердістю та міцністю, а теплопровідність оксидної підкладки більш ніж у десять разів перевищує теплопровідність підкладки з оксиду алюмінію, яка підходить для ланцюгів високої потужності, а її діелектрична проникність низька, і це також можна використовувати для високочастотних ланцюгів. Але його вартість вище.

 

Підкладки з нітриду алюмінію

Нітрид алюмінію, на відміну від глинозему, не зустрічається в природі. Тому нітрид алюмінію потрібно виробляти штучно, а ціна нітриду алюмінію дорожча, ніж оксиду алюмінію. Його видатними чудовими властивостями є така ж теплопровідність, як і оксид берилію, а також хороші електроізоляційні та діелектричні властивості. Порівняно з глиноземом опір ізоляції, витримувана напруга ізоляції вища, а діелектрична проникність нижча, особливо теплопровідність нітриду алюмінію більш ніж у 10 разів перевищує теплопровідність глинозему, а КТР відповідає кремнієвій пластині. Нітрид алюмінію є одним з небагатьох матеріалів, який має хорошу теплопровідність і хороші електроізоляційні властивості.

 

Керамічні підкладки

Серед практичних керамічних матеріалів підкладки оксид алюмінію має низьку ціну, а його комплексні характеристики є найкращими з точки зору механічної міцності, ізоляції, теплопровідності, термостійкості, стійкості до термічного удару, хімічної стабільності тощо, і він використовується найчастіше як матеріал підкладки. Склад скла глиноземної кераміки, як правило, складається з кремнезему та інших оксидів, і вміст скла може змінюватися від дуже високого до дуже низького, оскільки теплопровідність скла дуже погана, тому теплопровідність кераміки з високим вмістом скла повинна звернути увагу при виготовленні ланцюгів високої щільності та великої потужності.

 

SiC підкладки

SiC є міцним ковалентним зв’язком, поступаючись лише алмазу за твердістю, і має відмінну зносостійкість і хімічну стійкість. Теплопровідність монокристалів високої чистоти також поступається лише алмазу. Порівняно з іншими матеріалами, його коефіцієнт теплової дифузії великий, навіть більший, ніж у міді, а його коефіцієнт теплового розширення близький до кремнію. За кімнатної температури його теплопровідність вища, ніж у алюмінію, більш ніж у 20 разів, ніж у підкладок з оксиду алюмінію, але його теплопровідність значно зменшується з підвищенням температури. Порівняно з глиноземом він має високу діелектричну проникність і диференціальну витримку напруги ізоляції.

 

Підкладки AlSiC

Як армуючий матеріал, частинки SiC мають такі переваги, як відмінні характеристики та низька вартість, а їх КТР є найближчим до КТР Si, а теплопровідність

 

Це 80-170Вт/(мК), модуль пружності 450 ГПа, а густина 3,2 г/; Як матеріал підкладки Al має такі переваги, як висока теплопровідність (170-220 Вт/(мК)), низька щільність (279 г/), низька ціна та легкість обробки, але його недоліком є ​​високий КТР . Однак після формування двох композиційних матеріалів вони можуть повною мірою використовувати переваги A1 та їхні відповідні переваги, а також подолати відповідні недоліки, таким чином вони можуть продемонструвати чудову загальну продуктивність.

 

Теплопровідність AlSiC приблизно в 10 разів більша, ніж у сплаву Ковар і глинозему, і порівнянна з теплопровідністю Si і Cu-W. КТР AlSiC подібний, і КТР можна регулювати за кількістю додавання, щоб можна було узгодити точний коефіцієнт теплового розширення, щоб можна було мінімізувати міжфазне напруження суміжних матеріалів, а також можна було використовувати потужні мікросхеми. монтуються безпосередньо на підкладку, не турбуючись про напругу невідповідності.