高功率LED封裝之可撓曲基板

可撓曲基板的出現是為了滿足汽車導航儀等中型LCD背光模組薄形化,以及高功率LED三次元封裝要求的前提下,透過鋁質基板薄板化賦予封裝基板可撓曲特性,進而形成兼具高熱傳導性與可撓曲性的高功率LED封裝基板。顯示器的發展趨勢除了輕薄短小的可攜性外,更希望使用時顯示功能達到大畫面且影像品質真實細緻的目的。

可撓性顯示器的特性符合上述的要求,且可望利用連續製程的技術達到製程成本的降低。由於可撓曲的特性,在實際應用上的優點包括:適合閱讀、面板可以與建築物結合,以作為大型看板之用、設計上相當自由,尺寸大的可以作為看板,尺寸小的可以與隨身配件結合、在軍事上可以作為即時的戰情地圖。

可撓曲基板的主要用途大多集中在佈線用基板,以往高功率電晶體與IC等高發熱元件幾乎不使用可撓曲基板,最近幾年液晶顯示器為滿足高輝度化需求,強烈要求可撓曲基板可以高密度設置高功率LED,然而LED的發熱造成LED使用壽命降低,卻成為非常棘手的技術課題,雖然利用鋁板質補強板可以提高散熱性,不過卻有成本與組裝性的限制,無法根本解決問題。

高熱傳導撓曲基板在絕緣層黏貼金屬箔,雖然基本結構則與傳統撓曲基板完全相同,不過絕緣層採用軟質環氧樹脂充填高熱傳導性無機填充物的材料,具有與硬質金屬系封裝基板同等級8W/mK的熱傳導性,同時兼具柔軟可撓曲、高熱傳導特性與高可靠性。此外可撓曲基板還可以依照客戶需求,將單面單層面板設計成單面雙層、雙面雙層結構。

高熱傳導撓曲基板可以設置高發熱元件,並作三次元組裝,還可以發揮自由彎曲特性,從而獲得高組裝空間利用率。使用高熱傳導撓曲基板時,LED的溫度約降低100C,這意味溫度造成LED使用壽命的降低可望獲得改善。事實上除了高功率LED之外,高熱傳導撓曲基板還可以設置其他高功率半導體元件,適用於局促空間或是高密度封裝等要求高散熱等領域。不過類似照明用LED模組的散熱特性,單靠封裝基板往往無法滿足實際需求,因此基板周邊材料的配合變得非常重要,例如配合3W/mK的熱傳導性膜片,可以有效提高LED模組的散熱性與組裝作業性。

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