1、前言

隨著全球環保的意識抬頭，節能省電已成為當今的趨勢。LED產業是近年來最受矚目的產業之一。發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命周期長、且不含汞，具有環保效益…等優點。然而通常LED高功率產品輸入功率約為20%能轉換成光，剩下80%的電能均轉換為熱能。

一般而言，LED發光時所產生的熱能若無法導出，將會使LED結面溫度過高，進而影響產品生命周期、發光效率、穩定性，而LED結面溫度、發光效率及壽命之間的關系，以下將利用關系圖作進一步說明。

圖一為LED結面溫度與發光效率之關系圖，當結面溫度由25℃上升至100℃時，其發光效率將會衰退20%到75%不等，其中又以黃色光衰退75%最為嚴重。此外，當LED的操作環境溫度愈高，其產壽命亦愈低(如圖二所示)，當操作溫度由63℃升到74℃時，LED平均壽命將會減少3/4。因此，要提升LED的發光效率，LED系統的熱散管理與設計便成為了一重要課題，在了解LED散熱問題之前，必須先了解其散熱途徑，進而針對散熱瓶頸進行改善。

2、LED散熱途徑

依據不同的封裝技術，其散熱方法亦有所不同，而LED各種散熱途徑方法約略可以下圖三示意之：

散熱途徑說明：

1.從空氣中散熱

2.熱能直接由Systemcircuitboard導出

3.經由金線將熱能導出

4.若為共晶及Flipchip制程，熱能將經由通孔至系統電路板而導出)

一般而言，LED晶粒(Die)以打金線、共晶或覆晶方式連結于其基板上(SubstrateofLEDDie)而形成一LED晶片(chip)，而后再將LED晶片固定于系統的電路板上(Systemcircuitboard)。因此，LED可能的散熱途徑為直接從空氣中散熱(如圖三途徑1所示)，或經由LED晶粒基板至系統電路板再到大氣環境。而散熱由系統電路板至大氣環境的速率取決于整個發光燈具或系統之設計。

然而，現階段的整個系統之散熱瓶頸，多數發生在將熱量從LED晶粒傳導至其基板再到系統電路板為主。此部分的可能散熱途徑：其一為直接藉由晶粒基板散熱至系統電路板(如圖三途徑2所示)，在此散熱途徑里，其LED晶粒基板材料的熱散能力即為相當重要的參數。另一方面，LED所產生的熱亦會經由電極金屬導線而至系統電路板，一般而言，利用金線方式做電極接合下，散熱受金屬線本身較細長之幾何形狀而受限(如圖三途徑3所示)；因此，近來即有共晶(Eutectic)或覆晶(Flipchip)接合方式，此設計大幅減少導線長度，并大幅增加導線截面積，如此一來，藉由LED電極導線至系統電路板之散熱效率將有效提升(如圖三途徑4所示)。

經由以上散熱途徑解釋，可得知散熱基板材料的選擇與其LED晶粒的封裝方式于LED熱散管理上占了極重要的一環，后段將針對LED散熱基板做概略說明。

3、LED散熱基板

LED散熱基板主要是利用其散熱基板材料本身具有較佳的熱傳導性，將熱源從LED晶粒導出。因此，我們從LED散熱途徑敘述中，可將LED散熱基板細分兩大類別，分別為(1)LED晶粒基板與(2)系統電路板，此兩種不同的散熱基板分別乘載著LED晶粒與LED晶片將LED晶粒發光時所產生的熱能，經由LED晶粒散熱基板至系統電路板，而后由大氣環境吸收，以達到熱散之效果。