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(ti)10%，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。