前言
　　
　　長久以來，顯示應用一直是LED的主要訴求，對於(yu) LED的散熱性要求不甚高的情況下，LED多利用傳(chuan) 統樹脂基板進行封裝。
　　
　　2000年以後，隨LED高輝度化與(yu) 高效率化技術發展，再加上藍光LED發光效率大幅改善，與(yu) LED製造成本持續下滑，讓LED應用範圍、及有意願采用LED的產(chan) 業(ye) 範圍不斷擴增，包括液晶、家電、汽車等業(ye) 者，也開始積極考慮應用LED的可能性，例如消費性產(chan) 品業(ye) 者對於(yu) 高功率LED的期待是，能達到省電、高輝度、長使用壽命、高色再現性，這代表著達到高散熱性能力，是高功率LED封裝基板不可欠缺的條件。
　　
　　此外，液晶麵板業(ye) 者麵臨(lin) 歐盟RoHS規範，需正視將冷陰極燈管全麵無水銀化的環保壓力，造成市場對於(yu) 高功率LED的需求更加急迫。
　　
　　LED封裝除了保護內(nei) 部LED芯片外，還兼具LED芯片與(yu) 外部作電氣連接、散熱等功能。

   　環氧樹脂特性已不符合高功率LED需求
　　
　　1個(ge) LED能達到幾百流明，這基本上不是大問題，主要的問題是，如何去處理散熱?接下來在產(chan) 生這麽(me) 大的流明後，如何維持亮度的穩定與(yu) 持續性，這又是另一個(ge) 重要課題，若熱處理沒有做好的話，LED的亮度和壽命會(hui) 下降很快，對於(yu) LED來說，如何做到有效的可靠度和熱傳(chuan) 導，是非常重要。
　　
　　以往LED是使用低熱傳(chuan) 導率樹脂進行封裝，不過這被視為(wei) 是影響散熱特性的原因之一，此外，環氧樹脂耐熱性比較差，可能會(hui) 出現的情況是，在LED芯片本身的壽命未到達前，環氧樹脂就已呈現變色情況，因此，提高散熱性已是重要關(guan) 鍵。
　　
　　除此之外，不僅(jin) 因為(wei) 熱現象會(hui) 對環氧樹脂產(chan) 生變化，甚至短波長也會(hui) 對環氧樹脂造成問題，這是因為(wei) 白光LED發光光譜中，也包含短波長光線，而環氧樹脂卻相當容易受白光LED中的短波長光線破壞，即使是低功率白光LED，已能使環氧樹脂破壞現象加劇，更何況高功率白光LED所發出的短波長光線更多，惡化自然比低功率款式更加快速，甚至有些產(chan) 品在連續點亮後的使用壽命僅(jin) 5,000小時，甚至更短!所以，與(yu) 其不斷克服因舊有封裝材料“環氧樹脂”帶來的變色困擾，不如朝尋求新1代的封裝材料努力。

圖1：環氧樹脂耐熱性比較差，在LED芯片本身的壽命到達前，環氧樹脂就已出現變色。

        金屬基板成新焦點
　　
　　因此最近幾年逐漸改用高熱傳(chuan) 導陶瓷，或是金屬樹脂封裝結構，就是為(wei) 了解決(jue) 散熱、與(yu) 強化原有特性做的努力。LED芯片高功率化常用方式是：芯片大型化、改善發光效率、采用高取光效率的封裝、及大電流化。這類做法雖然電流發光量會(hui) 呈比例增加，不過發熱量也會(hui) 隨之上升。
　　
　　對高功率LED封裝技術上而言，由於(yu) 散熱的問題造成了一定程度的困擾，在此背景下具有高成本效益的金屬基板技術，就成了LED高效率化之後另1個(ge) 備受關(guan) 心的新發展。
　　
　　過去由於(yu) LED輸出功率較小，因此使用傳(chuan) 統FR4等玻璃環氧樹脂封裝基板，並不會(hui) 造成太大的散熱問題，但應用於(yu) 照明用的高功率LED，其發光效率約為(wei) 20%~30%左右，雖芯片麵積相當小，整體(ti) 消費 電力也不高，不過單位麵積的發熱量卻很大。
　　
　　一般來說，樹脂基板的散熱，隻能夠支持0.5W以下的LED，超過0.5W以上的LED，多改用金屬或陶瓷高散熱基板進行封裝，主要原因是，基板的散熱性直接影響LED壽命與(yu) 性能，因此封裝基板成為(wei) 設計高輝度LED商品的開發重點。

                     #p#分頁標題#e#  圖2：LED芯片大多利用芯片大型化、改善發光效率、采高取光效率封裝，及大電流化達高亮度目標。

    　高功率加速金屬基板取代樹脂材料
　　
　　關(guan) 於(yu) LED封裝基板散熱設計，目前大致可以分成，LED芯片至封裝體(ti) 的熱傳(chuan) 導、及封裝體(ti) 至外部的熱傳(chuan) 達兩(liang) 大部分。使用高熱傳(chuan) 導材時，封裝內(nei) 部的溫差會(hui) 變小，此時熱流不會(hui) 呈局部性集中，LED芯片整體(ti) 產(chan) 生的熱流，呈放射狀流至封裝內(nei) 部各角落，所以利用高熱傳(chuan) 導材料，可提高內(nei) 部的熱擴散性。
　　
　　就熱傳(chuan) 導的改善來說，幾乎是完全仰賴材料提升來解決(jue) 問題。多數人均認為(wei) ，隨LED芯片大型化、大電流化、高功率化發展，會(hui) 加速金屬封裝取代傳(chuan) 統樹脂封裝方式。
　　
　　就目前金屬高散熱基板材料而言，可分成硬質與(yu) 可撓曲兩(liang) 種基板，結構上，硬質基板屬於(yu) 傳(chuan) 統金屬材料，金屬LED封裝基板采鋁與(yu) 銅等材料，絕緣層部分，大多采充填高熱傳(chuan) 導性無機填充物，擁有高熱傳(chuan) 導性、加工性、電磁波遮蔽性、耐熱衝(chong) 擊性等金屬特性，厚度方麵通常大於(yu) 1mm，大多都廣泛應用在LED燈具模塊，與(yu) 照明模塊等，技術上是與(yu) 鋁質基板具相同高熱傳(chuan) 導能力，在高散熱要求下，相當有能力擔任高功率LED封裝材料。

　　
　　各封裝基板業(ye) 者正積極開發可撓曲基板
　　
　　可撓曲基板的出現，原期望應用在汽車導航的LCD背光模塊薄形化需求而開發，以及高功率LED可以完成立體(ti) 封裝要求下產(chan) 生，基本上可撓曲基板以鋁為(wei) 材料，是利應用鋁的高熱傳(chuan) 導性與(yu) 輕量化特性，製成高密度封裝基板，透過鋁質基板薄板化後，達可撓曲特性，並且也能夠具高熱傳(chuan) 導特性
　　
　　一般而言，金屬封裝基板熱傳(chuan) 導率大約是2W/m?K，但由於(yu) 高效率LED的熱效應更高，所以為(wei) 了滿足達到4~6W/m?K熱傳(chuan) 導率的需要，目前已有熱傳(chuan) 導率超過8W/m?K的金屬封裝基板。由於(yu) 硬質金屬封裝基板主要目的是，能夠滿足高功率LED的封裝，因此各封裝基板業(ye) 者正積極開發可以提高熱傳(chuan) 導率的技術。雖然利用鋁板質補強板可以提高散熱性，不過卻有成本與(yu) 組裝的限製，無法根本解決(jue) 問題。

圖3：透過鋁質基板薄板化後，達可撓曲特性，並也能具有高熱傳(chuan) 導特性。

    　不過，金屬封裝基板的缺點是，金屬熱膨脹係數很大，當與(yu) 低熱膨脹係數陶瓷芯片焊接時，容易受熱循環衝(chong) 擊，所以當使用氮化鋁封裝時，金屬封裝基板可能會(hui) 發生不協調現象，因此必需克服LED中，各種不同熱膨脹係數材料，所造成的熱應力差異，提高封裝基板的可靠性。

　　高熱傳(chuan) 導撓曲基板，是在絕緣層黏貼金屬箔，雖然基本結構與(yu) 傳(chuan) 統撓曲基板完全相同，不過在絕緣層方麵，是采用軟質環氧樹脂充填高熱傳(chuan) 導性無機填充物，因此具有8W/m?K的高熱傳(chuan) 導性，同時還兼具柔軟可撓曲、高熱傳(chuan) 導特性與(yu) 高可靠性，此外可撓曲基板還可以依照客戶需求，可將單麵單層板設計成單麵雙層、雙麵雙層結構。根據實驗結果顯示，使用高熱傳(chuan) 導撓曲基板時，LED的溫度大約降低攝氏100度，這代表著溫度造成LED使用壽命降低的問題，將可因變更基板設計而大幅改善。
　　
　　事實上，除高功率LED外，高熱傳(chuan) 導撓曲基板，還可應用在其它高功率半導體(ti) 組件上，適用於(yu) 空間有限、或是高密度封裝等環境。不過，僅(jin) 僅(jin) 依賴封裝基板，往往無法滿足實際需求，因此基板外圍材料的配合也變得益形重要，例如配合3W/m?K的熱傳(chuan) 導性膜片，就能夠有效再提高其散熱性。