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DPC陶瓷基板——LED封裝的極佳選擇

DPC陶瓷基板

在LED的封裝領(lǐng)域,陶瓷散熱基板是個(gè)奇怪的名詞,因?yàn)樘沾苫逅l(fā)揮的功用并不是散熱,它只是當(dāng)作芯片的載具,以及熱的傳輸路徑之一而已,真正的散熱并不在它身上,而是在燈具和空氣接觸的表面。事實(shí)上,它的功能應(yīng)該稱為陶瓷導(dǎo)線架比較適當(dāng)。陶瓷導(dǎo)線架的功能很單純,就是結(jié)合芯片,熒光粉,有時(shí)再加上一些主動(dòng)或被動(dòng)組件,成為一個(gè)發(fā)光源,可以應(yīng)用在燈具,顯示器…等等。

而陶瓷散熱基板這個(gè)名詞,變成了一個(gè)不可承受的重,讓它成了所謂高貴的零件,特性好(能絕緣,散熱,信賴性好),但大部份使用者都喊用不起….其實(shí)陶瓷真的是這樣的宿命嗎?

1、 陶瓷昂貴嗎?
陶瓷材料并不貴,特別是氧化鋁,它的原材料氧化鋁粉末并不貴,反倒是制造成本占大部份。氧化鋁使用在被動(dòng)組件的芯片電阻的基板上已有多年, 而芯片電阻動(dòng)輒每月數(shù)百億顆的生產(chǎn)量,讓氧化鋁形成規(guī)?;a(chǎn),成本也因芯片電阻的低價(jià)促使氧化鋁基板成為物美價(jià)廉的一種材料。
2、DPC(direct plating copper)是解決導(dǎo)熱,導(dǎo)電的好方法?
目前市面上的DPC陶瓷基板,都是利用電鍍把陶瓷的導(dǎo)通孔完全填滿,這是一個(gè)有風(fēng)險(xiǎn)的制程,因?yàn)榭傆幸恍┨畛淇资遣煌耆顫M的,而未填滿的孔就有可能在未來(lái)的制程或未來(lái)使用中產(chǎn)生破壞…最重要的是,這些未完全填滿的孔是不易檢查的。導(dǎo)通孔制程,是利用導(dǎo)通孔印刷的制程,保持導(dǎo)通孔暢通而不填滿。這種制程的好處是易于后續(xù)檢查,避免不良品流出。當(dāng)然,整個(gè)陶瓷導(dǎo)線架的結(jié)構(gòu)也會(huì)有所調(diào)整。

COB LED 載板 - CL1515 - 覆晶倒裝芯片專用 (拋光) Flip Chip

3、陶瓷導(dǎo)線架的立體結(jié)構(gòu)?

目前的DPC陶瓷基板,主要是提供給有molding 制設(shè)備,以及噴涂熒光粉制程的封裝業(yè)所使用,所以通常是2D平板結(jié)構(gòu),但對(duì)于一般封裝業(yè)者而言,如果陶瓷板能有像一般PLCC用的支架一樣有環(huán)繞壁的話,使用上就更加方便。DPC基板也嘗試?yán)命S光微影制程制作出3D環(huán)繞壁,但高度最高也只能勉強(qiáng)到達(dá)150um。這種高度并不能滿足封裝業(yè)熒光粉填充的要求。利用3D成型技術(shù),在氧化鋁陶瓷板上型成250~300um的環(huán)繞壁,可使陶瓷板的封裝就如同使用PLCC封裝制程一樣,只要固晶,打線,點(diǎn)熒光膠即可完成。
COB LED 載板 - CL1515 - with 3D 環(huán)繞壁 DAM

另外還有一個(gè)特點(diǎn),陶瓷板及線路都是有經(jīng)過(guò)平坦化處理的,而且耐高溫,所以可以讓共晶(eutectic)制程的芯片使用。特別是導(dǎo)體部份耐高溫的特性,可以避免 DPC基板在共晶制程常出現(xiàn)的導(dǎo)體鼓泡現(xiàn)像。氧化鋁材料是純度大于96%以上的材質(zhì),與過(guò)去用低溫共燒陶瓷(LTCC, low temperature co-fired ceramic)做為陶瓷支架也有所不同,低溫共繞陶瓷亦可以很方便地制作立結(jié)構(gòu)陶瓷支架,但它的材質(zhì)就含有大量的玻璃相,致使導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于氧化鋁達(dá)5倍以上如果要再加上額外的輔助導(dǎo)熱金屬,成本又高出不少。

4、 陶瓷的反射率不足?
一般96%氧化鋁陶瓷基板對(duì)可見光波長(zhǎng)的反射率約在90%左右,利用表面被覆技術(shù)可以讓氧化鋁基板的反射率提高至98%。雖然實(shí)際封成燈源不一定可以完全反映亮度增加這么多。但是對(duì)亮度非常在意的封裝業(yè)而言,這種進(jìn)步應(yīng)該是相當(dāng)有意義的。目前市面上的MCPCB板亦有所謂亮面鋁來(lái)增加反射率的做法,但可惜的是鋁并不耐熱,一但亮面鋁在led點(diǎn)高后,不過(guò)幾天的時(shí)間,表面就會(huì)氧化而失去反射率。而氧化鋁陶瓷的耐熱和穩(wěn)定的特性,可以持續(xù)提供同樣的反射率而不隨時(shí)間有所改變。
5、陶瓷的生產(chǎn)周期長(zhǎng)?
封裝業(yè)者對(duì)DPC陶瓷基板最詬病的的另外一點(diǎn)是交期太長(zhǎng),動(dòng)輒二個(gè)月以上。業(yè)內(nèi)很多企業(yè)開發(fā)的陶瓷導(dǎo)線架制程,制程大幅縮短,可以讓封裝業(yè)掌握產(chǎn)品上市的時(shí)間,并減少庫(kù)存的壓力。
陶瓷,真的是LED封裝的好選擇。

深圳市金瑞欣特種電路技術(shù)有限公司

金瑞欣——專業(yè)的陶瓷電路板制造商

通過(guò)公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)的不懈努力,現(xiàn)已成功研發(fā)微小孔板、高精密板、難度板、微型化板、圍壩板等,具備DPC、DBC、HTCC、LTCC等多種陶瓷生產(chǎn)技術(shù),以便為更多需求的客戶服務(wù),開拓列廣泛的市場(chǎng)。

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