将氮化铝陶瓷片局部嵌入FR4材料中获得嵌埋陶瓷散热基板,结合LED相关测试手段对比研究了其与普通MCPCB对白光LED光学特性的影响。将嵌埋陶瓷散热基板应用于功率为30 W的远近一体车灯光源, 并对LED车灯光源进行了光衰测试以及可靠性验证。结果表明, 嵌埋陶瓷散热基板较之普通MCPCB有着更好的散热性能, FR4/AlN界面呈现出良好的结合强度, 可以大幅减小LED的结温, 有效改善LED的光学性能, 极大地提升LED汽车灯光源的性能稳定性。

首先, 将AlN陶瓷表面金属化后分别切割成10mm×10mm×1.0mm、12mm×12mm×1.0mm及15mm×15mm×1.0mm的方块, 嵌入环氧树脂中制备成FR4/AlN复合材料; 然后, 利用SMT工艺将同款LED灯珠与上述内置三种不同尺寸AlN的复合基板材料组装成LED模组; 最后, 利用结温测试仪与半导体制冷温控台对三种LED模组分别进行了结温测试。同时, 结合热仿真手段对复合材料水平面的温度分布情况进行了模拟研究。结果表明: 上述三种尺寸陶瓷片对应LED的结温分别为96.95、92.94与91.81℃。热仿真结果显示, 陶瓷片尺寸通过界面热阻对扩散热阻产生影响, 增大陶瓷片尺寸有助于降低扩散热阻, 进而改善FR4/AlN复合材料的整体散热性能。