Comparația mai multor materiale de substrat LED

Comparația mai multor materiale de substrat LED

 

La selectarea materialelor de substrat, materialele cu conductivitate termică ridicată sunt, în general, selectate ca substraturi, iar rezistența termică echivalentă a acestor materiale este calculată și comparată, apoi sunt selectate materiale care sunt mai favorabile disipării căldurii LED de mare putere. Să aruncăm o privire la comparația performanței următoarelor materiale de substrat.

Substrat de oxid de beriliu

 

Oxidul de beriliu este un conductor termic excelent, cu duritate și rezistență ridicată, iar conductivitatea termică a substratului de oxid este de peste zece ori mai mare decât a substratului de alumină, care este potrivit pentru circuite de mare putere, iar constanta sa dielectrică este scăzută și poate fi folosit și pentru circuite de înaltă frecvență. Dar costul său este mai mare.

 

Substraturi cu nitrură de aluminiu

Nitrura de aluminiu, spre deosebire de alumină, nu este prezentă în mod natural în natură. Prin urmare, nitrura de aluminiu trebuie să fie fabricată artificial, iar prețul nitrurii de aluminiu este mai scump decât cel al oxidului de aluminiu. Proprietățile sale excelente remarcabile sunt aceeași conductivitate termică ca și oxidul de beriliu, precum și proprietăți bune de izolare electrică și proprietăți dielectrice. În comparație cu alumina, rezistența de izolație, tensiunea de rezistență a izolației este mai mare, iar constanta dielectrică este mai mică, în special conductivitatea termică a nitrurii de aluminiu este de peste 10 ori mai mare decât cea a aluminei, iar CTE se potrivește cu placheta de siliciu. Nitrura de aluminiu este unul dintre puținele materiale care are o conductivitate termică bună și proprietăți bune de izolare electrică.

 

Substraturi ceramice

Dintre materialele practice de substrat ceramice, alumina are un preț scăzut, iar performanța sa cuprinzătoare este cea mai bună în ceea ce privește rezistența mecanică, izolația, conductibilitatea termică, rezistența la căldură, rezistența la șocuri termice, stabilitatea chimică etc. și este cea mai utilizată. ca material substrat. Compoziția de sticlă a ceramicii cu alumină este în general compusă din silice și alți oxizi, iar conținutul de sticlă poate varia de la foarte mare la foarte scăzut, deoarece conductivitatea termică a sticlei este foarte slabă, prin urmare, conductivitatea termică a ceramicii cu conținut ridicat de sticlă trebuie fiți atenți la fabricarea circuitelor de mare densitate și de mare putere.

 

substraturi SiC

SiC este un compus puternic de legături covalente, al doilea după diamant ca duritate și are o rezistență excelentă la uzură și rezistență chimică. Conductivitatea termică a monocristalelor de înaltă puritate este, de asemenea, a doua după diamant. În comparație cu alte materiale, coeficientul său de difuzie termică este mare, chiar mai mare decât cel al cuprului, iar coeficientul său de dilatare termică este apropiat de cel al siliciului. La temperatura camerei, conductivitatea sa termică este mai mare decât cea a aluminiului, de până la 20 de ori mai mare decât a substraturilor de alumină, dar conductivitatea sa termică scade semnificativ odată cu creșterea temperaturii. În comparație cu alumina, are o constantă dielectrică ridicată și are o tensiune diferențială de rezistență a izolației.

 

substraturi AlSiC

Ca material de armare, particulele de SiC au avantajele unei performanțe excelente și costuri reduse, iar CTE-ul lor este cel mai apropiat de CTE de Si și conductivitatea termică.

 

Este 80-170W/(mK), modulul elastic este de 450GPa și densitatea este de 3,2 g/; Ca material substrat, Al are avantajele conductivității termice ridicate (170-220 W/(mK)), densității scăzute (279 g/), preț scăzut și procesare ușoară, dar dezavantajul său este că CTE este ridicat. . Cu toate acestea, după ce cele două materiale compozite sunt formate, ele pot juca pe deplin avantajele lui A1 și avantajele lor respective și pot depăși deficiențele lor respective, astfel încât să poată prezenta o performanță generală excelentă.

 

Conductivitatea termică a AlSiC este de aproximativ 10 ori mai mare decât cea a aliajului Kovar și a aluminei și comparabilă cu cea a Si și Cu-W. CTE al AlSiC este similar, iar CTE poate fi ajustat în funcție de cantitatea de adăugare, astfel încât coeficientul exact de dilatare termică să poată fi egalat, astfel încât stresul interfacial al materialelor adiacente să poată fi minimizat și cipurile de mare putere pot fi montate direct pe substrat fără a vă face griji cu privire la tensiunea nepotrivită a acestora.