LED陶瓷散热基板

■陶瓷散熱基板與MPCB的比較■陶瓷基板工艺■陶瓷散热基板特性比较・AhOs/AlN陶瓷散热基板特性■工艺流程■性能测试■产品应用随若科技日新月异的发展，近年來全球环保的fi识增强，如何有效开发出节能省电的科技产品己成为现今趋势。就LED产业而言，慢慢这几年内成为快速发的新兴产处之一，在2010年的我国世博会屮可看出LED的技术更是发光好彩，从上游到下游的牛产制造，每一环节都是非常重要的角色。MCPCBALO。Ceramic•其結《5在S度LSmm的鋁板上，以厚度爲72帥的foJymr站台金塚供⑸am>金邐並建立^球姐抗'其以热a車值霣02^5WtoK的ro)m<J粘枯，職

MCFCEW枓之堅BS!!级丰下骑至2-3VJtaK«•此外Polymer材«的与在，亦使基板之熱猪定性不佳■在亮迈场《下其有Fdym«甘貿探化，逸戎■其結在厚度可算的AlO基板上與下喪面|備裂一厚度枉躺

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的金3屠(CiVWAu'A£，OiMu規»•以介金®讨料AlO■基砑舆衾B解•M材料傅堪效果佳1谋热丰爲22^27WAnK**•AlO基板WW之热後S性播佳-提供的W料茶浬时棟定性與离絕球£3坑•瓷散热基板与MPCB的比较體热麵工艺♦LTCC(Low-TemperatureCo-firedCeramic)♦HTCC(High-TemperatureCo-firedCeramic)♦DBC(DirectBondedCopper)♦DPC(DirectPlateCopper)瓷散热基板工艺-LTCCLTCC又称为低温共烧多层陶瓷基板，此技术须先将无机的氣化铝粉t约30%〜50%的玻璃材料加上有机黏结剂，使其混合均匀成为泥状的浆料，接若利川刮刀把浆枓刮成片状，冉经由一道干燥过程将片状浆料形成一片片薄薄的生阢，然后依各层的设计钻导通孔，作为各层讯号的传递，L/rcc内部线路则运川网版印刷技术，分别于牛胚上做填孔及印制线路，内外电极则可分别使川银、铜、金等金属，最后将科层做裔层动作，放罝于850〜90(rc的烧结炉屮烧结成軋LTCC生产流程图番着螓对⑽••龜Mf■■■—rm.-mrv利乃it想碉#緣礼，印蛾緙曇E3制造过程勹LTCC极为相似，主要的差异点在于HTCC的陶瓷粉末井无加入玻璃材质，W此，HTCC的必须再高温1300-1600°C环境下干燥硬化成牛胚，接着同样钻上导通孔，以网版印刷技术填孔印制线路，因其共烧温度较高，使得金屈导体材料的选择受限，其主要的材料为熔点较高仴导电性却较差的钨、钼、锰…等金属，最后WS层烧结成型。陶瓷散热基板工艺-DBCDBCfi接接合铜某板，将高绝缘性的AUO^ALN陶瓷基板的单面或双面覆」•.铜金属后，经由高温1065-1085的环境加热，使铜金属因高温氧化、扩散CALO。材质产牛(Eutectic)共品熔体，使锏金勹陶瓷基板黏合，形成陶瓷复合金属基板，最后依裾线路设计，以蚀刻方式备制线路-DBC生产流程图孽M轉RK霍於臝ft上BOOC高i鎵蛾CopperCeramic爆轤冷A轉孤蜓蜍合Ccwe,CeMrnic鉍充成球路DPC亦称为S接镀铜S板，芮先将陶瓷基板做陶瓷散热基板工艺-DPC前处现清洁，利川薄膜专业制造技术一A空镀膜方式于陶瓷S板上溅镀结合于铜金属复合层，接着以黄光微影之光阻被覆曝光、显影、蚀刻、去膜T艺完成线路制作，最后再以电镀/化学镀沉积方式増加线路的厚度，待光阻移除后即完成金属化线路制怍。我司陶瓷基板就是采用DPC工艺DPC生产流程图AQO37A1HHI更篡瓠■鱗邐超SputttrCuCeramicCerarme无龜鐵癱«先/麴影ElectroplatingCut__K麵CeramicCer«n«Ceramici-g^最遭*a電钂/ft陶瓷散热基板特性比较-热传导率LTCC为降低烧结温度而添加了30%〜50%的玻璃材料，使札热传导率降至2〜3W/mK左占：HTCC闪H:齊遍共烧温度略低干纯Ah(H苺板之烧结温皮，而使H:冈材料密度较低使得热传导系数低AkCh基板约在W〜17WAiK之间。瓷散热基板特性比较-操作环境温度HTCC其下艺温度约在1300〜16004C之何，LTCC/DBC的T艺温度在850〜100CTC之问，HTCC勹LTCC在T艺后对必须®层后再烧结成型，使得各层会有收缩比例问题，UBC对T艺温度精准度要求十分严苟，必须于温度极度稳定的1065-1085温度范ffl下，方能使铜层熔炼为共晶熔体，与陶瓷》板紧密结合，若生产T艺的温度不够稳定，势必会造成良率偏低的现象。而在工艺温度~裕度的考筮，DPC的丁艺温度仅50-350°C左右的温度即可完成散热基板的制作，完全避免了高温对于材料所造成的破坏成尺寸变异的现象，也排除了制造成本费川高的问题。瓷散热基板特性比较-工艺能力LTCC^HTCC均是采川厚膜印刷技术完成线路制作，厚膜印刷本身W受限于叫版张力M题，■般而言，其线路农面较为粗糙，且容易造成有对位不精准与累进公差过大等现象。此外，多层陶瓷叠压烧结T艺，还有收缩比例的问题需要考垃，这使得其T艺解析度较为受限。DBC虽以微影T艺备制金属线路，仍因其工艺能力限制，金属铜厚的下限约在150〜300uni之阿，这使得其金属线路的解析度丄限亦仅为150〜300um之间（以深宽比1为标准）。瓷散热基板特性比较-工艺能力DPC则是釆川的砘膜工艺制作，利川了眞空镀膜、黄光微影r艺制作线路，使基板上的线路能够更加精确，表面平整度高，再利川电镀/电化学镀沉积方式增加线路的厚度，DPC金属线路厚度可依产品实际耑求（金属厚度与线路解析度）而设汁。一般而言，DPC金属线路的解析度在金属线路深宽比为1:1的原则下约在10~50um之問。因此，DPC杜绝了LTCC/HTCC的烧结收缩比例及厚膜R艺的网版张网问题。散热基板特性CharacteristicsofAI2O3SubstratekenVALUE~Ruminapurity36.0Bulkdensityg/eflr375ColorWhiteMechanicalcharactenslicsCompressivestrengthGPa105Sending^tre^gthMPa330ThermalcharacteristicsCoefficientoflinearexpansion25-800T11IberemalconductiveW/mk25T23930(TC13BElectriccharacteristicsDielectricconstant1MHz29C9.5Dstectriclost1MHz29COOOD3VolumeresistryHyO-m2冗1*10”uraverSOOT3,10’lOOTDiclecincbreakdownvoltageKVfmm14Asfired(Standardvalue)pm(Ra)0.3A1N陶瓷散热基板特性CharacteristicsofAINSubstratePerformanceclassificationTesiItemVALUEFundamentalcharaderisticAppearsnce/ColorMj1Lywhin；WaterAbsorption0«VolumeDensityil2Sf/cniRoughnessofSurfaceR<Q.SOmCa*nber釗邡1b/Le&tdiThemalpropertiesHeatConducliYAy170jcoafficnenlofhealeipaninn(s'ioV1meltirgpoint2200-24SOtMechanicalpropertyllemralstrength330MPHelaslicitymodulusJIOGhMohohsrdncoo£Electricalproperksspecificindictivecapacity9011MHz25t)dielectriclots1(*10^HMHz25t)dieleetrkstrengthlOKV/ane-Factncvolimerefiisiivily1.0'IOnO'cnj制作缩影Substratescribinganddrilling*Sputtcringimvtalr

OrvHimphotolithograph制作缩影ENIGShipping陶瓷散热基板LED敗热某板Cu/Ni/Gold⑴陶瓷散热基板LED散热某板Cu/Ni/Gold(1)盲孔（通孔与银胶充填）陶瓷散热基板LED散热基板Cu/Ni/Ag陶瓷散热基板太阳能散热基板Cu/Ni/AuViking’smetallizationsubstratecansustainhightemperaturewith40。°Cfor1_Q1高温试验minutes.高溫试验Viking'smetallizationsubstratealsopassedIEC62108thermalcycletestcriteria.malCycleCriAwi*LowTwnpvfitur•HbqhT«mp4f-'atiiR«RanipftcMdentaallTimaCydHIEC61J15-*otax晷5t2tMax.mt办W*r».tflimil*Mf抛&B9535-«12Xfl-5121：MiA.i«FC/hMSn.10mb»ir2001.££61644*0霄3TMtJtM■夂lMT?h地n.10m-lnH/20C-«fi*2rMi2tMax.1助t/KMu.1ftmln50/200UL1703*01arW12tMk>.I29t/hJC*lfl3irtiP20CTTEtSl&B-4082T«v/<sr/iicv10MH560/IEC»1Q4，功r«r/ist/notItcrel«!枷1C_WO10W/awIEEE1^13-40r90t11010.9-r.5霄/m-n»作，10_*zw/mIEEE1513，x90XfHQt1和MKUlOHtin1W/2001取1513-4®I：WUt»r.m躺-1的Ml|t,14>fflrlnM.'MAfterTest1'高温试验500CyclesTestResultsofIEC62108(1)<m_i[■!•<¥wwwwi4SS33¥■<,:ia¥w¥ww■-■■¥¥¥¥¥!<¥■.義：,_www¥wk■■"••■■■■1:亂£鼠_atsa▲|Before|AfterTestCu/Ni/Au粘附、胶带测试S^nrnJtft簪ft戽迠本：寸切这是SMUdW<Jw^i<HFMfftKWr^jWi

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