隨著對LED（發(fā)光二極管）燈具的需求持續(xù)增長，新型散熱技術使制造商能生產(chǎn)光輸出更大和壽命更長的發(fā)光二極管LED,。 LED提供許多優(yōu)勢,，包括耗電低，使用壽命長（燈泡可使用長達40000小時或更長時間）并環(huán)保（不含水銀）,。隨著新制造技術降低LED的生產(chǎn)成本和增強其散熱能力,，LED的缺點（例如價格高于白熾燈或日光燈）將逐漸消失。

　　根據(jù)美國能源部能源效率和可再生能源辦公室提供的資訊,，散熱是成功設計LED系統(tǒng)的最重要因素之一,。 發(fā)光二極管只能將20%到30%的電能轉化為可見光，其余轉化為熱量,，必須從LED芯片" title="LED芯片">LED芯片導入電路板和散熱片,。多余的熱量會減少LED的光輸出，縮短其壽命。因此,，散熱效率的提升對于最佳化LED的性能潛力非常重要,。

　　用散熱基板替代

　　目前，用于高功率/高亮度用途的LED基板" title="LED基板">LED基板或模組被銲接到一個金屬基印刷電路板（MCPCB）,、增強散熱型印刷電路板或陶瓷基板上,，然后將基板黏接到散熱片上。 雖然這種配置在LED行業(yè)" title="LED行業(yè)">LED行業(yè)廣泛應用,，但它不是最佳的散熱方法,，而且制造成本可能很高。

　　MCPCB和增強散熱型印刷電路板具有良好的散熱性能,，但設計靈活度有限,，而且如果需要提高散熱效能，成本可能很高,，原因是需要額外花費散熱孔加工費用和昂貴的導熱絕緣材料費用,。陶瓷基板可以采用導熱性不強但價格便宜的陶瓷（如氧化鋁陶瓷），也可以采用導熱性強但價格十分昂貴的陶瓷（如氮化鋁陶瓷）,?？偠灾沾苫宓某杀靖哂贛CPCB和增強散熱型印刷電路板基板,。

　　為替代上述基板,，LED廠商正在測試直接在鋁基板上制作電路的方法，因為這種方法能提供優(yōu)良的導熱性,。由于其優(yōu)勢,，LED產(chǎn)業(yè)有興趣采用鋁，但在鋁基板上制作LED電路需要絕緣層?，F(xiàn)在,，厚膜技術的進展使LED產(chǎn)業(yè)能夠獲得使用鋁基板的好處。

　　厚膜散熱漿料供應商賀利氏材料技術公司研制的鋁基板用材料系統(tǒng)（IAMS）是一種低溫燒結（低于600℃）的厚膜絕緣系統(tǒng),，可以印刷和燒結在鋁基板上,。IAMS材料系統(tǒng)包含介電漿料、銀導電漿料,、玻璃保護層和電阻漿料。這些材料都適合于3000,、4000,、5000和6000系列鋁基板。

　　IAMS的優(yōu)點

　　賀利氏公司厚膜材料部全球LED專案經(jīng)理近藤充先生說：“IAMS是為鋁基板設計的絕緣系統(tǒng),。鋁無法承受超過攝氏660度以上的溫度,，標準的厚膜產(chǎn)品基于陶瓷，必須在高溫下燒結，溫度高達攝氏800度至900度,。

　　隨著對LED（發(fā)光二極管）燈具的需求持續(xù)增長,，新型散熱技術使制造商能生產(chǎn)光輸出更大和壽命更長的發(fā)光二極管LED。 LED提供許多優(yōu)勢,，包括耗電低,，使用壽命長（燈泡可使用長達40000小時或更長時間）并環(huán)保（不含水銀）。隨著新制造技術降低LED的生產(chǎn)成本和增強其散熱能力,，LED的缺點（例如價格高于白熾燈或日光燈）將逐漸消失,。

　　根據(jù)美國能源部能源效率和可再生能源辦公室提供的資訊，散熱是成功設計LED系統(tǒng)的最重要因素之一,。 發(fā)光二極管只能將20%到30%的電能轉化為可見光,，其余轉化為熱量，必須從LED芯片導入電路板和散熱片,。多余的熱量會減少LED的光輸出,，縮短其壽命。因此,，散熱效率的提升對于最佳化LED的性能潛力非常重要,。

　　用散熱基板替代

　　目前，用于高功率/高亮度用途的LED基板或模組被銲接到一個金屬基印刷電路板（MCPCB）,、增強散熱型印刷電路板或陶瓷基板上,，然后將基板黏接到散熱片上。 雖然這種配置在LED行業(yè)廣泛應用,，但它不是最佳的散熱方法,，而且制造成本可能很高。

　　MCPCB和增強散熱型印刷電路板具有良好的散熱性能,，但設計靈活度有限,，而且如果需要提高散熱效能，成本可能很高,，原因是需要額外花費散熱孔加工費用和昂貴的導熱絕緣材料費用,。陶瓷基板可以采用導熱性不強但價格便宜的陶瓷（如氧化鋁陶瓷），也可以采用導熱性強但價格十分昂貴的陶瓷（如氮化鋁陶瓷）,?？偠灾沾苫宓某杀靖哂贛CPCB和增強散熱型印刷電路板基板,。

　　為替代上述基板,，LED廠商正在測試直接在鋁基板上制作電路的方法，因為這種方法能提供優(yōu)良的導熱性,。由于其優(yōu)勢,，LED產(chǎn)業(yè)有興趣采用鋁,，但在鋁基板上制作LED電路需要絕緣層。現(xiàn)在,，厚膜技術的進展使LED產(chǎn)業(yè)能夠獲得使用鋁基板的好處,。

　　厚膜散熱漿料供應商賀利氏材料技術公司研制的鋁基板用材料系統(tǒng)（IAMS）是一種低溫燒結（低于600℃）的厚膜絕緣系統(tǒng)，可以印刷和燒結在鋁基板上,。IAMS材料系統(tǒng)包含介電漿料,、銀導電漿料、玻璃保護層和電阻漿料,。這些材料都適合于3000,、4000、5000和6000系列鋁基板,。

　　IAMS的優(yōu)點

　　賀利氏公司厚膜材料部全球LED專案經(jīng)理近藤充先生說：“IAMS是為鋁基板設計的絕緣系統(tǒng),。鋁無法承受超過攝氏660度以上的溫度，標準的厚膜產(chǎn)品基于陶瓷,，必須在高溫下燒結,，溫度高達攝氏800度至900度。

　　近藤充先生解釋說：“因為IAMS漿料可在低于攝氏600度的溫度下燒結,，所以該系統(tǒng)適合于鋁材加工條件,。此外，IAMS獨特的玻璃系統(tǒng)能減少鋁材的變形翹曲,，同時能提供較高的Break down voltage和優(yōu)良的導熱性,。”

　　大多數(shù)厚膜漿料的熱膨脹系數(shù)（CTE）調整到可用于高溫、低膨脹系數(shù)的陶瓷基板,。但是,，如果使用的是熱膨脹系數(shù)很高的鋁基板以及為陶瓷設計的漿料，基板就會因熱膨脹系數(shù)的差異而發(fā)生“變形翹曲”,。根據(jù)設計,，IAMS的熱膨脹系數(shù)與鋁的熱膨脹系數(shù)相匹配，可最大限度地減少變形翹曲,。

　　通過采用IAMS,，很容易對LED基板的設計進行修改。近藤充先生說：“通過厚膜技術,，可以將LED電路圖案直接用網(wǎng)版印刷到鋁基板上,。網(wǎng)版圖案很容易根據(jù)電路設計的變化加以修改，只需修改網(wǎng)版然后重新印刷即可,。”在制作原型和設計階段,，這種靈活性很有幫助。

　　此外,，由于印刷過程中印刷IAMS漿料所用的制程是可選擇印刷區(qū)域的制程,，因此成本較低。絕緣漿料僅印刷在導電電路所在的位置,。只要設計恰當,，散熱孔很容易直接連接到高導熱性的鋁材上。與蝕刻的MCPCB和增強散熱型印刷電路板相比,，這種方法浪費的材料極少（前兩種板材是用化學方法蝕刻銅板而制成電路）,。采用IAMS系統(tǒng)時，導體漿料僅印刷在需要形成電路的位置,。

　　另外,，采用IAMS技術，客戶只需使用一種絕緣漿料,。其他厚膜技術要求為每個絕緣層使用兩種不同類型的玻璃漿料,。此外，所有IAMS漿料均符合RoHS規(guī)定,。

　　成熟的技術

　　對LED性能至關重要的是有效的散熱,；使LED保持較低的溫度有助于增加亮度和延長壽命。為了證明IAMS可提供LED制造商要求的散熱特性,，賀利氏公司邀請第三方進行了測試,。賀利氏公司請芬蘭Oulu的VTT技術研究中心對MCPCB和IAMS進行了比較研究。

　　VTT的研究員Aila Sitomaniemi說：“我們比較了使用MCPCB和IAMS的LED基板的熱特性,。我們測試了10個基板,，每個電路板上都銲接高功率LED。每塊電路板被放進恒溫室,，將電路板底部的接觸溫度保持在攝氏25度,，以確保每個電路板受到高效和相同的冷卻。”

　　Sitomaniemi指出：“測試結果表明,，用IAMS漿料銲接的LED,，操作溫度低于銲接在MCPCB上的LED。采用350毫安導通電流時,，接合處的平均溫度低多達三度,，采用700毫安時低多達六度。”

　　VTT的研究員Eveliina Juntunen說,，散熱是主導LED器件性能的關鍵因素,。Juntunen說：“使用高功率LED時，必須由散熱來滿足效率,、色彩,、可靠性和產(chǎn)品壽命方面日益嚴格的要求。”

　　Juntunen指出：“測量結果顯示,，IAMS降低了LED的接合溫度,。采用IAMS時,，測得LED有效接合處與電路板底部的熱阻值比采用MCPCB低多達20%”。Juntunen說,，她認為這些結果很有意義,，在以最佳方式應用LED方面具有明顯的優(yōu)勢。
散熱片印刷

　　IAMS技術未來有可能直接將電路印刷在散熱片上,。目前,，在大多數(shù)LED組裝業(yè)務中，均購買封裝后的LED,，然后用低溫黏著劑將LED和散熱片黏接在MCPCB上,。每多一層就會增加一層熱阻值，最終會有損于亮度和壽命,。

　　近藤充先生說“IAMS技術使客戶能夠直接將絕緣層印刷在散熱片上,，解決了額外的散熱基板（MCPCB、增強散熱型電路板,、陶瓷等）增高熱阻值的問題,。LED器件可以直接連接到散熱片，提供了最好的散熱方法,。”

　　降低發(fā)熱量,，延長使用壽命

　　賀利氏公司的鋁基板用材料系統(tǒng)通過減少LED套件的接合處/層數(shù)量來降低熱阻值。通過采用這種單一配方,、多功能的系統(tǒng),，LED制造商能夠以低成本進行設計變更，并可進行選擇性印刷絕緣層,。由于能夠使用成本較低的基板（如鋁板）,，因此能夠增強傳導性和延長LED的壽命。

　　近藤充先生最后說：“使LED套件保持較低的溫度,，是實現(xiàn)最佳LED功能的關鍵,。將LED的溫度降低10度，可將設備的壽命延長一倍以上,，并可降低總成本,，這使得LED對消費者更具有吸引力。”