陶瓷散热基板与MCPCB的散热差异分析比

LED散热核心之争昨日（3日），德国照明大厂欧司朗发布2017财年第二季度业绩报告，2017年1-3月实现营收10.5亿欧元（折合人民币78.97亿元），比上年同期增长约为10%。

在半导体照明飞速发展的今天，LED的重点难题—散热，将成为一个大问题，那么到底怎么样才能最高效率的散热呢？今天我们就来聊聊LED散热的重点—芯片。

现在芯片的制造可谓是多种多样，LED芯片也不例外。

芯片的导热率将会直接影响到散热，当然，作为芯片也不能光看散热，还有介电常数、热膨胀系数等。

今天用市场上应用广泛的铝基板和一直比较低调的陶瓷基板做个对比。

铝基板--常见于LED照明产品。

有正反两面，白色的一面是焊接LED引脚的，另一面呈现铝本色，一般会涂抹导热凝浆后与导热部分接触。

铝基板常用的金属铝基的板材主要有1000系、5000系和6000系，这三系铝材的基本特性如下：○11000系列代表1050、1060 、1070 ，1000系列铝板又称为纯铝板，在所有系列中1000系列属于含铝量最多的，纯度可以达到99.00%以上。

由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。

○25000系列代表5052、5005、5083、5A05系列。

5000系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间，其又称为铝镁合金。

主要特点为密度低、抗拉强度高、延伸率高等。

在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列，故常用在航空方面，比如飞机油箱。

○36000系列代表6061 主要含有镁和硅两种元素，故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。

可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。

5000系铝基板的导热率在135W/（m·K）左右，6000系在150W/（m·K）左右1000系在220W/（m·K）左右。

最佳化大功率LED之厚膜技术根据美国能源部能源效率和可再生能源办公室提供的资讯，散热是成功设计大功率LED系统的最重要因素之一。

发光二极管只能将20%到30%的电能转化为可见光，其余转化为热量，必须从大功率LED芯片导入电路板和散热片。

多余的热量会减少LED的光输出，缩短其寿命。

因此，散热效率的提升对于最佳化大功率LED的性能潜力非常重要。

用散热基板替代目前，用于高功率/高亮度用途的LED基板或模组被銲接到一个金属基印刷电路板(MCPCB)、增强散热型印刷电路板或陶瓷基板上，然后将基板黏接到散热片上。

虽然这种配置在LED行业广泛应用，但它不是最佳的散热方法，而且制造成本可能很高。

MCPCB和增强散热型印刷电路板具有良好的散热性能，但设计灵活度有限，而且如果需要提高散热效能，成本可能很高，原因是需要额外花费散热孔加工费用和昂贵的导热绝缘材料费用。

陶瓷基板可以采用导热性不强但价格便宜的陶瓷(如氧化铝陶瓷)，也可以采用导热性强但价格十分昂贵的陶瓷(如氮化铝陶瓷)。

总而言之，陶瓷基板的成本高于MCPCB和增强散热型印刷电路板基板。

为替代上述基板，大功率LED厂商正在测试直接在铝基板上制作电路的方法，因为这种方法能提供优良的导热性。

由于其优势，LED产业有兴趣采用铝，但在铝基板上制作LED电路需要绝缘层。

现在，厚膜技术的进展使大功率LED产业能够获得使用铝基板的好处。

厚膜散热浆料供应商贺利氏材料技术公司研制的铝基板用材料系统(IAMS)是一种低温烧结(低于600℃)的厚膜绝缘系统，可以印刷和烧结在铝基板上。

IAMS材料系统包含介电浆料、银导电浆料、玻璃保护层和电阻浆料。

这些材料都适合于3000、4000、5000和6000系列铝基板。

IAMS的优点贺利氏公司厚膜材料部全球LED专案经理近藤充先生说：“IAMS是为铝基板设计的绝缘系统。

铝无法承受超过摄氏660度以上的温度，标准的厚膜产品基于陶瓷，必须在高温下烧结，温度高达摄氏800度至900度。

了解电脑散热材料如何选择合适的散热器作为科技领域的一名资深作者，我深知在选择电脑散热器时，散热材料的重要性。

散热材料的优劣直接影响着电脑的运行效果和寿命。

在这篇文章中，我将为大家详细介绍电脑散热材料的选择原则和常见材料的特点，帮助大家在购买时做出明智的决策。

1. 硅胶（Silicone）硅胶散热材料是目前应用最广泛的一种散热材料。

它具有良好的导热性能和耐高温性，能够有效吸收和散发热量，提高散热效果。

同时，硅胶还具有良好的柔韧性和粘附性，能够紧密贴合散热器和散热部件，提高热量传导效果。

因此，大多数散热器都采用硅胶作为散热材料。

2. 石墨导热膜（Thermal Graphite）石墨导热膜是一种高导热、绝缘性能优异的散热材料，常用于高功率电子设备的散热。

它具有良好的导热性和柔韧性，能够紧密贴合芯片和散热器，提高热量传递效果。

与硅胶相比，石墨导热膜的导热性能更高，能够更有效地将热量传递到散热器，提高散热效果。

3. 纳米银膏（Nano Silver Grease）纳米银膏是一种高导热性能的散热材料，它的导热性能比硅胶和石墨导热膜更强。

纳米银膏中的纳米颗粒能够填充散热部件间的微小缝隙，提高热量传递效果。

此外，纳米银膏还具有良好的抗氧化性能和耐高温性，能够长时间保持散热材料的导热性能。

4. 导热胶垫（Thermal Pad）导热胶垫是一种便捷且易于应用的散热材料，不需要像硅胶或纳米银膏那样精确切割。

导热胶垫具有良好的导热性能和耐高温性，能够有效吸收和散发热量。

此外，导热胶垫还能够填补散热部件之间的不平整表面，提高热量传递效果。

了解了不同散热材料的特点后，我们如何选择合适的散热器呢？首先，我们需要根据电脑的使用需求和散热器的安装空间来选择合适的散热材料。

比如，如果你需要为高功率的游戏电脑选择散热器，那么石墨导热膜或纳米银膏可能是更好的选择，因为它们具有更好的导热性能。

如果你的电脑安装空间有限，那么导热胶垫可能是更方便的选择。

陶瓷电路板和铝基板那个散热性更好？陶瓷电路板和铝基板的导热能力都比较高，但是在基板的使用上到底是通常电路板还是铝基板好呢?首先看铝基板的构成和导热系数“铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，一般单面板由三层结构所组成，分别是电路层（铜箔）、绝缘层和金属基层。

用于高端使用的也有设计为双面板，结构为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。

极少数应用为多层板，可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。

”铝基板导热系数差不多在1.0~2.0之间，从结构上可以看出，铝基板是有绝缘层的，那么它的导热系数主要与绝缘层有关，加了绝缘层的铝基板，导热系数并不突出，不过比一般的FR-4基板要好很多。

目前的铝基板多用进口导热胶，相对导热更好。

材质和结构——陶瓷基板和铝基板的不同之处陶瓷基板是以陶瓷作为基板材料，在结构上，因为陶瓷本身的绝缘性能就非常好，所以陶瓷不需要绝缘层。

路边的电线杆大家都见过，上面的绝缘子就是陶瓷的。

目前市面上的陶瓷基板主要氮化铝陶瓷和氧化铝陶瓷两种，氧化铝陶瓷的热导率差不多在15~31，氮化铝差不多在135~175，数据参考《电气电子绝缘技术手册》。

很明显，陶瓷的导热性能会比铝基板好太多了，绝缘层是铝基板最核心的技术，主要起到粘接，绝缘和导热的功能。

铝基板绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障。

绝缘层热传导性能越好，越有利于器件运行时所产生热量的扩散，也就越有利于降低器件的运行温度，从而达到提高模块的功率负荷，减小体积，延长寿命，提高功率输出等目的。

也就是说，铝基板受制于绝缘层。

陶瓷基板没有绝缘层，也就不会有这样的困扰。

相信经过小编的讲述，您对陶瓷电路板和铝基板的特种有更多了解了，在使用板材这款可以根据需求而选择不同的板材。

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陶瓷电路板与陶瓷基板以及普通电路板的区别
陶瓷基板和陶瓷电路板都是散热很好，陶瓷电路板和普通电路板都是需要做线路的，而陶瓷基板一般作为陶瓷电路板的基材。

今天小编讲述一下陶瓷电路板与陶瓷基板以及普通电路板区别有哪些？
陶瓷基板和陶瓷电路板的区别
陶瓷基板和陶瓷电路板在应用方面都能有很好的导热率，特别是陶瓷基板中的氮化铝基板，导热一般是氧化铝陶瓷基板的3~7倍。

区别是陶瓷基板是制作陶瓷电路板的绝缘材料，制作的陶瓷电路板一般需做线路，打孔，需要做表面处理等。

被应用到制冷片、通讯、传感器、大功率模组等。

陶瓷基板一般用于散热底座，比如陶瓷支架。

则不需要做线路，有的需要做槽等。

陶瓷电路板和普通电路板的区别有哪些？
陶瓷电路板和普通电路板都是印制电路板，需要在上面印刷电路，或者元器件以实现更多功能。

区别一；是传统线路板FR-4和CEM-3在TC(导热系数）上的劣势已经成为制约电子技术发展的一个瓶颈。

随着电子技术在各应用领域的逐步加深，线路板高度集成化成为必然趋势，高度的集成化封装模块要求良好的散热承载系统。

因此普通电路板在散热方面不能很好的适应现在的需求，因而很多产品应用陶瓷电路板替代之前的普通FR4电路板。

另外陶瓷电路板一般用于散热需求的领域产品，制作工艺相对技术要求更高，费用比普通电路板价格贵3~10倍。

以上是小编讲述的陶瓷电路板和陶瓷基板以及普通电路板的区别，相信您对陶瓷电路板的认识更加深入了。

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陶瓷金属化产品与普通pcb板对比分析当今是互联网时代，各种大数据一应俱全，在我们选择商品时，我们都会根据互联网给我们提供的大数据对要选择的产品进行详尽的分析，通过数据的对比，可以选择到更加适合自己的产品。

陶瓷金属化产品和市面上普通的pcb板的竞争已经趋于白热化，现在我们就拿市面上最常见的pcb板和陶瓷金属化产品进行比较，来简要分析一下为什么后起之秀——陶瓷金属化产品有这么强的市场竞争力的原因。

原材料价格对比材料价格是生产厂家和销售商获取利润的一大方面。

市面上的普通PCB板根据材质不同价格也会相应不同。

例如94VO纸基板FR-4价格在110~140元/平米其厚度，当然CEM-1 94HB单面纸基板价格也在500元/平米。

普通的玻纤板价格则会相对较低，例如FR-4玻纤板在0.3-0.5mm价格在40~50元/平米。

环氧树脂基板价格和化纤板的价格相差还不大。

环氧树脂3mm黄色纤维板也在20元/Kg.当然如果选用的板材面积较大，其价格也会相对的发生变化例如：3mm 500*1000的黄色环氧树脂价格则是50元/张。

这俩面产生的价格差异也是根据板材的厚度，大小，以及不同的工艺也会产生差异。

当今陶瓷板的价格也是参差不齐，他根据陶瓷板的厚度，材质，以及生产工艺的不同，所需要的价格也大不相同。

其中陶瓷板子分为92氧化铝陶瓷板，95氧化铝陶瓷板，96氧化铝陶瓷板，99氧化铝陶瓷板.当然还有氮化硅陶瓷板，以及99氮化铝陶瓷板，在这些陶瓷版俩面跟据跟据陶瓷板的厚度以及大小进行定价。

例如40*40*2mmIGBT基板每片在3元左右。

氮化铝陶瓷板价格就会相对昂贵。

0632*0.632*0.2mm氮化铝陶瓷般的价格基本在200元左右。

单纯从价格对比来说同体积普通的pcb板的价格相对于陶瓷板就便宜很多了，相对来说选用普通的pcb基板就要经济实惠多了。

但是今年7月初，山东金宝、建滔、明康、威利邦、金安国纪等数家公司先后发布铜箔、覆铜板等涨价通知，上涨情况为：铜箔每吨上调1000-2000元，纸板上调10元/张，绝缘玻纤ccl上调5元/张，板料上调5元/张。

LED散热计算公式详解..LT大功率LED的散热问题：LED是个光电器件，其工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED的温度升高。

在大功率LED中，散热是个大问题。

例如，1个10W白光LED若其光电转换效率为20%，则有8W的电能转换成热能，若不加散热措施，则大功率LED的器芯温度会急速上升，当其结温（TJ）上升超过最大允许温度时（一般是150℃），大功率LED会因过热而损坏。

因此在大功率LED灯具设计中，最主要的设计工作就是散热设计。

另外，一般功率器件（如电源IC）的散热计算中，只要结温小于最大允许结温温度（一般是125℃）就可以了。

但在大功率LED散热设计中，其结温TJ要求比125℃低得多。

其原因是TJ对LED的出光率及寿命有较大影响：TJ越高会使LED的出光率越低，寿命越短。

K2系列白光LED的结温TJ与相对出光率的关系。

在TJ=25℃时，相对出光率为1；TJ=70℃时相对出光率降为0.9；TJ=115℃时，则降到0.8了。

：TJ=50℃时，寿命为90000小时；TJ=80℃时，寿命降到34000小时；TJ=115℃时，其寿命只有13300小时了。

TJ在散热设计中要提出最大允许结温值TJmax,实际的结温值TJ应小于或等于要求的TJmax,即TJ≤TJmax。

大功率LED的散热路径.大功率LED在结构设计上是十分重视散热的。

图2是Lumiled公司K2系列的内部结构、图3是NICHIA公司NCCW022的内部结构。

从这两图可以看出：在管芯下面有一个尺寸较大的金属散热垫，它能使管芯的热量通过散热垫传到外面去。

大功率LED是焊在印制板（PCB）上的，如图4所示。

散热垫的底面与PCB 的敷铜面焊在一起，以较大的敷铜层作散热面。

为提高散热效率，采用双层敷铜层的PCB，其正反面图形如图5所示。

这是一种最简单的散热结构。

热是从温度高处向温度低处散热。

大功率LED主要的散热路径是：管芯→散热垫→印制板敷铜层→印制板→环境空气。

各种散热基板特性比较
∙
∙陶瓷基板：现阶段较普遍的陶瓷散热基板种类共有HTCC、LTCC、DBC、DPC四种：
1、HTCC(高温共烧多层陶瓷基板)：属于较早期发展之技术，但由于其较高的制程温度
(1300~1600℃)，使其电极材料的选择受限，且制作成本相当昂贵，目前渐渐被LTCC取代。

2、LTCC(低温共烧多层陶瓷基板)：将氧化铝+30%~50%的玻璃粉+有机黏着剂混成浆
料，利用刮刀将浆料刮成片状，再将每片陶瓷基板制造线路后再压合而成，因在制程中有加入玻璃粉，故共烧温度降至约850℃，但其尺寸精确度、产品强度等技术上的问题尚待突破。

3、DBC(Direct Bonded Copper)：将陶瓷基板的单面或双面覆上铜，利用高温
(1065~1085℃)使铜与陶瓷层黏合后，再制造线路，其技术瓶颈在于不易解决Al2O3与Cu 板间微气孔产生之问题，这使得该产品的量产能量与良率受到较大的挑战。

4、DPC(Direct Plate Copper)：将陶瓷基板利用真空溅镀镀上铜层，再利用显影制程
制造线路，其制程结合材料与薄膜制程技术，其产品为近年最普遍使用的陶瓷散热基板。

各种散热基板特性比较：
图3 各种散热基板特性比较（点击查看原图）。

金属芯印制板在相机电路中的散热应用金属芯印制板，简称MCPCB，是一种集成线路板和散热板于一体的高效散热解决方案。

在相机电路中，MCPCB有着广泛的应用，特别是在高端相机中，其重要性更是不可忽视。

首先，我们来介绍一下MCPCB的基本结构和原理。

MCPCB是由金属基板、铜箔以及电路层构成的。

其与普通FR4板相比，其主要优越性在于快速散热和高功率耐受能力。

在相机设备中，高光圈、长曝光时间和高速连拍等都需要大量能够耗散热量的电子器件，这时使用MCPCB就成为必须的解决方案。

其次，我们来分析一下MCPCB在相机电路中的散热应用。

传统的散热方案是通过散热器直接接触芯片或者通过导管散热。

然而，在相机内部结构紧凑的情况下，这种传统方案显然未能有效地散热。

MCPCB通过将线路板和散热器一体化，提高了器件的热扩散效率，从而能够对内部高发热电子器件进行快速散热，保持设备稳定工作状态。

此外，MCPCB还有一个独特的优势，即其可根据具体需求定制不同的导热粘合剂。

例如，在需要更高的导热性能的情况下，可使用导热性能更好的材料以提高MCPCB的散热效能。

最后，我们来谈谈一下MCPCB在相机电路中的未来应用前景。

在智能手机和数码相机的快速发展背景下，高阳极LED灯、高速数码传感器等高性能电子器件在相机中的应用越来越广泛，而其必须的高效散热方案也愈发重要。

MCPCB作为一种高效的散热解决方案，必将在相机电路中扮演更加重要的角色。

总之，相比于传统的散热设计，在相机电路中采用MCPCB不仅能够提升器件整体的散热效能，而且还能够更加灵活地定制不同的导热粘合剂以满足不同需求，其应用前景不可限量。

除了传统的相机设备中的应用，随着无人机等新兴领域的快速发展，MCPCB在这些领域中也逐渐得到应用，如在无人机、卫星等军事航空领域中，要求电子设备快速响应的同时，还需要有良好的散热效果。

在这些严酷的环境下，MCPCB帮助设备保持高效稳定的工作状态，发挥重要的作用。

LED散热用铝基pcb好还是陶瓷pcb呢在LED行业，会用到铝基板或者陶瓷pcb，铝基板和陶瓷pcb到底那个更好呢？LED 的散热主要是看芯片，LED散热除了芯片的散热，还有介电常数以及热膨胀系数。

今天小编从材质等方面详细阐述一下：铝基pcb铝基板是属于金属基板，采用的板材主要有1000系、5000系和6000系，这三系铝材的基本特性如下：一，5000系列代表5052、5005、5083、5A05系列。

5000系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3——5％之间，其又称为铝镁合金。

主要特点为密度低、抗拉强度高、延伸率高等。

在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列，故常用在航空方面，比如飞机油箱。

二，1000系列代表1050、1060、1070，1000系列铝板又称为纯铝板，在所有系列中1000系列属于含铝量最多的，纯度可以达到99．00％以上。

由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。

三，1000系列代表1050、1060、1070，1000系列铝板又称为纯铝板，在所有系列中1000系列属于含铝量最多的，纯度可以达到99．00％以上。

由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。

在看一下陶瓷pcb陶瓷基板——是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝（Al2O3）或氮化铝（AlN）陶瓷基片表面（单面或双面）上的特殊工艺板。

所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。

陶瓷pcb具有以下一些特点：◆机械应力强，形状稳定；高强度、高导热率、高绝缘性；结合力强，防腐蚀。

◆极好的热循环性能，循环次数达5万次，可靠性高。

◆与PCB板（或IMS基片）一样可刻蚀出各种图形的结构；无污染、无公害。

◆使用温度宽——55℃——850℃；热膨胀系数接近硅，简化功率模块的生产工艺。