(Substrato ceramicoProdotto daWintrusek)
I LED sono dispositivi semiconduttori elettroluminescenti che convertono in calore circa dal 70% all'80% della potenza fornita. Se questo calore non può essere adeguatamente drenato attraverso il substrato, l'aumento della temperatura di giunzione si tradurrà in un calo dell'efficienza quantica interna, nella degradazione del fosforo e in un'accelerazione della durata del dispositivo.
I tradizionali circuiti stampati con nucleo metallico (MCPCB) hanno un'elevata resistenza termica grazie allo strato isolante polimerico richiesto tra il metallo e gli strati del circuito, rendendoli sempre più incapaci di soddisfare le esigenze di dissipazione del calore dei LED ad alta e ultra-alta potenza. Al contrario,substrati ceramicicombinano isolamento e conduttività termica, eliminando la resistenza termica interfacciale e diventando una tendenza inevitabile nell'evoluzione del settore.
1. Alumina (Al2O3)
La ceramica di allumina è attualmente il materiale di substrato più affermato e comunemente utilizzato. Presenta una conduttività termica costante di 25-30 W/m.K, buona resistenza meccanica ed eccellenti caratteristiche dielettriche.
Vantaggi:
Applicazioni: Ampiamente utilizzato nell'illuminazione generale, nella retroilluminazione dell'elettronica di consumo e nei moduli di imballaggio di media potenza.
2. Nitruro di alluminio (AlN)
Per l'illuminazione laser COB ad alta potenza e di livello automobilistico, l'AlN si distingue per la sua conduttività termica estremamente elevata.
Vantaggi:
La conducibilità termica raggiunge i 170-230 W/m.K, circa otto volte quella dell'allumina
Il coefficiente di espansione termica è altamente compatibile con materiali semiconduttori come silicio e carburo di silicio, migliorando notevolmente la stabilità meccanica dei dispositivi in ambienti con cicli termici
Applicazioni: Fari automobilistici, proiettori industriali ad alta potenza e apparecchiature di purificazione UVC a raggi ultravioletti profondi.
3. Nitruro di silicio (Si3N4)
Il nitruro di silicio affronta la sfida tecnica della fragilità intrinseca della ceramica tradizionale, possedendo tenacità alla frattura e resistenza alla flessione estremamente elevate.
Vantaggi:
Applicazioni: Illuminazione di livello militare, apparecchiature optoelettroniche aerospaziali e moduli LED di livello industriale che richiedono un'affidabilità estremamente elevata.
