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| Abstract: |
| A Metal Core Printed Circuit Board with Micro Heat Exchanger (MHE MCPCB) was introduced for thermal management of high power LED. A comparative study was performed between 4 W/(m·K) regular MCPCB and this novel MCPCB to investigate the heat dissipation performance of this novel MCPCB. It was found that MHE MCPCB can obviously enhance the comprehensive optical properties of LED in comparison with 4 W/(m·K) regular MCPCB. Additionally, thermal contact resistance confining a dominant part of heat within the micro heat exchanger to achieve high efficient heat dissipation was proved. |
| Key words: MHE MCPCB heat dissipation performance LED optical property |
| DOI：10.11916/j.issn.1005-9113.18065 |
| Clc Number:TB333 |
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| Descriptions in Chinese: |
| 带有微散热器的金属基板散热性能研究 秦典成1，梁可为2 （1.广东省LED封装散热基板工程技术研究中心，广东 珠海519180； 2.乐健科技(珠海)有限公司，广东 珠海519180） 创新点说明：本文借鉴热电分离式设计理念，将传统金属基板的金属基座加工成凸台结构，并以凸台作为微散热器（Micro Heat Exchanger，MHE）贯穿介电层作为热源的安放点，将传统金属基板（Regular MCPCB）的导热路径由“线路层-介电层-金属基座”变为现在的“线路层-微散热器-金属基座”，大幅提高金属基板的导热能力。 研究目的： 针对传统金属基板导热率过低，无法满足大功率LED封装散热需求的技术难题，以现有的传统金属基板为基础进行结构方面的创新，以期大幅提高金属基板的导热能力，从而解决大功率LED封装散热的技术瓶颈。 研究方法： 本文首先对目前大功率LED散热基板材料的研究现状进行阐述，然后针对现有的散热基板难以满足大功率LED封装散热需求的事实，提出基于热电分离式理念，对传统金属基板结构进行创新改进设计出一种带有微散热器的金属基板（MHE MCPCB），并与导热率为4 W/(m.K)进行对比，研究两种不同结构的金属基板对同款13W的LED的散热效果有何差异。 研究结果： 经对比研究表明，在线路层、绝缘层及金属基厚度大致相同的条件下，带有微散热器的金属基板较之传统的4 W/(m.K)金属基板，其导热率有明显的提升。具体表现为，对于13W的LED模组，当基板底面温度控制在25±1℃的前提下，前者LED结温为49.72℃，后者LED结温为73.14℃，且前者对应的LED的光学性能也明显优于后者。经研究发现，因MHE MCPCB中微散热器/绝缘层界面的存在，使界面两侧形成一个较大的界面热阻，此热阻将热源所散发的大部分热量限制在微散热中，而微散热器为金属材质且与基座连为一体，能够迅速高效地将这部分热量传递至金属基座，然后再传递至外部热沉，从而突破了传统MCPCB中热量需经导热率较低的绝缘层传递至金属基座的局限，散热能力由此而大幅提升，有效改善了LED的光学性能。 结论： 因微散热器/绝缘层界面处界面热阻的存在，大部分热量被限制在微散热器所构成的区域内，而微散热器为金属材质，导热率极高，能够起到较好的热传递效果，从而使得金属基板的导热性能有明显的提升，极大地改善了LED的光学性能。 关键词：微散热器；金属基板；散热能力； LED；光学性能 |
