(Sustrato CerámicoProducido porWintrusetk)
Los LED son dispositivos semiconductores electroluminiscentes que convierten entre el 70% y el 80% de la energía suministrada en calor. Si este calor no se puede drenar adecuadamente a través del sustrato, el aumento en la temperatura de la unión resultará en una caída en la eficiencia cuántica interna, degradación del fósforo y una aceleración de la vida útil del dispositivo.
Las placas de circuito impreso con núcleo metálico (MCPCB) tradicionales tienen una alta resistencia térmica debido a la capa aislante de polímero requerida entre las capas de metal y circuito, lo que las hace cada vez más incapaces de satisfacer las necesidades de disipación de calor de los LED de alta y ultra alta potencia. En contraste,sustratos cerámicoscombinan aislamiento y conductividad térmica, eliminando la resistencia térmica interfacial y convirtiéndose en una tendencia ineludible en la evolución de la industria.
1. Alumina (Al2O3)
La cerámica de alúmina es actualmente el material de sustrato más establecido y más utilizado. Presenta una conductividad térmica constante de 25-30 W/mK, buena resistencia mecánica y excelentes características dieléctricas.
Ventajas:
Aplicaciones: Ampliamente utilizado en iluminación general, retroiluminación de electrónica de consumo y módulos de embalaje de potencia media.
2. Nitruro de aluminio (AlN)
Para iluminación láser COB de alta potencia y de grado automotriz, AlN se destaca debido a su conductividad térmica extremadamente alta.
Ventajas:
La conductividad térmica alcanza 170-230 W/m.K, aproximadamente ocho veces la de la alúmina.
El coeficiente de expansión térmica es altamente compatible con materiales semiconductores como el silicio y el carburo de silicio, lo que mejora en gran medida la estabilidad mecánica de los dispositivos en entornos de ciclos térmicos.
Aplicaciones: Faros de automóviles, proyectores industriales de alta potencia y equipos de purificación ultravioleta profunda UVC.
3. Nitruro de silicio (Si3N4)
El nitruro de silicio aborda el desafío técnico de la fragilidad inherente de las cerámicas tradicionales, ya que posee una tenacidad a la fractura y una resistencia a la flexión extremadamente altas.
Ventajas:
Aplicaciones: Iluminación de grado militar, equipos optoelectrónicos aeroespaciales y módulos LED de grado industrial que requieren una confiabilidad extremadamente alta.
