概 述
在LED产品应用中，通常需要将多个LED组装在一电路基板上。电路基板除了扮演承载LED模块结构的角外，另一方面，随着LED输出功率越来越高,基板还必须扮演散热的角，以将LED晶体产生的热传派出去，因此在材料选择上必须兼顾结构强度及散热方面的要求。 传统LED由于LED发热量不大，散热问题不严重，因此只要运用一般的铜箔印刷电路板(PCB)即可。但随着高功率LED越来越盛行PCB已不足以应付散热需求。因此需再将印刷电路板贴附在一金属板上，即所谓的Metal Core PCB，以改善其传热路径。另外也有一种做法直接在铝基板表面直接作绝缘层或称介电层，再在介电层表面作电路层，如此LED模块即可直接将导线接合在电路层上。同时为避免因介电层的导热性不佳而增加热阻抗，有时会采取穿孔方式，以便让LED模块底端的均热片直接接触到金属基板，即所谓芯片直接黏着。 接下来介绍了几种常见的LED基板材料，并作了比较。 印刷电路基板(PCB)
常用FR4印刷电路基板，其热传导率0.36W/m.K，热膨胀系数在13 ~ 17ppm/K。可以单层设计，也可以是多层铜箔设计(如图2)。优点：技术成熟，成本低廉，可适用在大尺寸面板。缺点：热性能差，一般用于 传统的低功率LED。 图1 多层PCB的散热基板
金属基印制板(MCPCB)
由于PCB的热导率差﹑散热效能差，只适合传统低瓦数的LED。因此后来再将印刷电路基
板贴附在一金属板上，即所谓的Metal Core PCB。金属基电路板是由金属基覆铜板(又称绝缘金属基板)经印刷电路制造工艺制作而成。
根据使用的金属基材的不同，分为铜基覆铜板、铝基覆铜板、铁基覆铜板，一般对于LED散热大多应用铝基板。如下图：
图2 金属基电路板的结构
MCPCB的优点：
（1）散热性
常规的印制板基材如FR4是热的不良导体，层间绝缘，热量散发不出去。而金属基
印制板可解决这一散热难题。
（2）热膨胀性
热胀冷缩是物质的共同本性，不同物质CTE(Coefficient of thermal expansion)dc-hsdpa即热
膨胀系数是不同的。印制板(PCB)的金属化孔壁和相连的绝缘壁在Z轴的CTE相差很大，产生的热不能及时排除，热胀冷缩使金属化孔开裂、断开 。金属基印制板可有效地解决散热问题，从而使印制板上的元器件不同物质的热胀冷缩问题缓解，提高了整机和电子设备的耐用性和可靠性。
（3）尺寸稳定性
金属基印制板，显然尺寸要比绝缘材料的印制板稳定得多。铝基印制板、铝夹芯板，从30℃加热至140~150℃，尺寸变化为2.5~3.0%. MCPCB的结构 目前市场上采购到的标准型金属基覆铜板材由三层不同材料所构成：铜、 绝缘层、金属板（铜、铝、钢板），而铝基覆铜板最为常见。
a特警用无人机为宝宝空投奶粉）金属基材
以美国贝格斯为例，见下表(图3)：
b）绝缘层
起绝缘层作用，通常是50~200um。若太厚，能起绝缘作用，防止与金属基短路的效果好，但会影响热量的散发；若太薄，能较好散热，但易引起金属芯与组件引线短路。
绝缘层（或半固化片），放在经过阳极氧化，绝缘处理过的铝板上，经层压用表面的铜层牢固结合在一起。
c）铜箔
铜箔背面是经过化学氧化处理过的，表面镀锌和镀黄铜，目的是增加抗剥强度。铜厚通常
为0.5、1.2盅司。如美国贝格斯公司使用的是ED铜，铜厚有1、2、3、4、6盅司5种。我们为通信电源配套制作的铝基板使用的是4盅司的铜箔（140微米）。
MCPCB技术参数和特点
图4 技术参数
产品特点：
(1) 绝缘层薄，热阻小 (2) 机械强度高乳鸽养殖 (3) 标准尺寸：500×600mm
(4) 标准尺寸：0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、3.0mm
(5) 铜箔厚度:18um 、35um、70um 、105um
MCPCB应用产品举例
图5 MCPCB应用产品举例
陶瓷基板(Ceramic Substrate)
图引向器6 陶瓷散热基板
Ceramic Substrate: 以烧结的陶瓷材料作为LED封装基板，具有绝缘性，无须介电层，有不错的热传导率，热膨胀系数(4.9 ~ 8ppm/K)，与LED chip、Si基板或Sapphire较匹配，比较不会因热产生热应力及热变形。
典型的陶瓷基板，如AIN，其热导率约在170 ~ 230W/m.K，热膨胀系数3.5 ~ 5ppm/K。价格较贵，尺寸限于4.5平方英寸以下，无法用于大面积面板，适合高温环境高功率LED使用。木制花瓶
图7 AlN陶瓷基板与其它材料之热特性比较
AlN陶瓷基板有不错的热传导率，热膨胀系数LED chip (CTE=5ppm/K)较匹配。
直接铜结合基板(DBC Substrate)
特点：在金属基板直接共烧接合陶瓷材料，兼具高热传导率及低热膨胀性，还具介电性。
允许制程温度、运作温度达800℃以上。
由德国Curamik公司所发展的直接铜接合基板，是在铜板与陶瓷(Al2O3、AlN)之间，先通入O2使其与锚固件Cu响应生成CuO，同时使纯铜的熔点由1083℃降低至1065℃的共晶温度。接着加热至高温使CuO与Al2O3或AlN回应形成化合物，而使铜板与陶瓷介电层紧密接合在一起。 (图5)
此种含介电层的铜基板具有很好的热扩散能力，且介电层如为Al2O3则其热传导率为24W/m.K，热膨胀系数7.3ppm/K，如为AlN则其热传导率为170W/m.K，热膨胀系数5.6pp
m/K，比前几种基板具有更佳的热效能，同时适合于高温环境及高功率或高电流LED之使用。
