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主營:陶瓷基板,氮化鋁陶瓷電路板,氧化鋁陶瓷線路板,陶瓷覆銅板,陶瓷基板,氧化皓陶瓷板

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斯利通氧化鋁陶瓷基板制造方法

發(fā)布日期:2022-05-31 來源:斯利通陶瓷電路板官網(wǎng) 作者:斯利通陶瓷基板

       隨著LED照明的需求日趨迫切,高功率LED的散熱問題益發(fā)受到重視,LED運作所產(chǎn)生的熱量若無法有效散出,將會使LED結面溫度過高,不但導致LED發(fā)光效率快速衰減,也會對LED的壽命造成致命影響。

 

 

       目前,大功率LED散熱基板主要以陶瓷基板為主,市場上使用較多的大功率陶瓷基板主要有LTCC (低溫共燒陶瓷)和DPC (直接鍍銅陶瓷)兩種。
       LED用LTCC基板主要生產(chǎn)工藝為:配料、制漿、流延、切割、沖孔、填孔、絲印、疊壓、預壓、脫脂、燒結、電鍍;其主要成分為約40% -50%的氧化鋁粉與約30% -50%的玻璃材料加上農業(yè)生產(chǎn)體系黏結劑。其優(yōu)點是可以依據(jù)客戶需求制成各種形狀的環(huán)狀反射杯;其不足是材料導熱系數(shù)較低,只有2-3W/m.K,但通過加入導熱銀柱的方式,導熱系數(shù)可以達到100W/m.K以上,再者由于LTCC材料燒結時收縮率難以控制,因而導致基板整體線路尺寸精度不高(誤差約±3% ),不能滿足對位精度要求較高的共晶/覆晶工藝要求,此外LTCC技術還有設備成本高、生產(chǎn)工藝復雜,良品率低的特點。
       LED用DPC基板主要生產(chǎn)工藝為:陶瓷基板前處理、濺射銅層、涂覆光刻膠、曝光、顯影、蝕刻、去膜、電鍍/化鍍;其所用材料為96%氧化鋁或氮化鋁。其優(yōu)點是尺寸精度高(誤差低于±1%),表面平整度高(<0.3μπι);其不足是設備成本非常高,且氧化鋁材料的導熱系數(shù)只有17-23W/m.K,而氮化鋁的導熱系數(shù)雖然可以達到160_200W/m.K,但價格卻是氧化鋁的數(shù)倍,此外以電鍍方式填充導電通孔導致良品率降低,且蝕刻和電鍍等生產(chǎn)工藝會造成很大的環(huán)境污染,不宜推廣。  

       因此,如何用較低成本的生產(chǎn)設備能夠穩(wěn)定、效率高且環(huán)保的生產(chǎn)出高功率、高精度、低成本、高附著力、高表面平整度的LED用陶瓷散熱基板一直是人們持續(xù)研究的目標。

       斯利通為解決現(xiàn)有技術中LED用陶瓷基板生產(chǎn)工藝復雜、生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)設備昂貴、電鍍和蝕刻工序造成環(huán)境污染等不足,斯利通提出了一種加工成本低,且生產(chǎn)設備能夠穩(wěn)定、效率高、環(huán)保的生產(chǎn)出高功率、高精度、高附著力、高表面平整度的LED用氧化鋁陶瓷基板制造方法。

       斯利通的技術解決方案是這樣實現(xiàn)的:一種LED用氧化鋁陶瓷基板制造方法,該方法包括如下步驟:

       (I)、提供氧化鋁基板,在所述基板上用激光沖鉆導電通孔和導熱通孔;

       (2)、用擠壓填孔方式在所述導電和導熱通孔內高溫加熱的方式使導電和導熱通孔2內所注入導電漿料;3固化;

       (3)用噴墨打印的方式在所述基板上涂覆納米銀漿;

       (4)用高溫加熱的方式使所述被涂覆的納米銀漿;

       (5)用絲網(wǎng)印刷的方式在所述基板上印刷阻焊油墨;

       (6)用加熱方式使所述阻焊油墨;
       (7)在所述陶瓷基板上印刷高溫膠 ;

       (8)加熱使上述高溫膠固化,使環(huán)狀反射杯固定于所述陶瓷基板之上; 

       斯利通中所述氧化鋁基板優(yōu)先采用96 %的氧化鋁陶瓷,其粒徑分布為:3 μ m < D90 < 5 μ m,其厚度為 0.2mm 至 2mm。在上述步驟中,導電銀漿粒徑分布為:D90 < 5 μπι ;導電通孔的直徑為100 μ m至300 μ m,導熱通孔的直徑為100 μ m至1500 μ m。在斯利通中步驟2中用對應形狀的30 μπι至100 μπι厚薄鋼片制成的模具遮住氧化鋁基板中除導電和導熱通孔以外的部分,導電漿料在外界強大壓力作用下填滿了所有導電和導熱通孔,具有成本低、效率高、良品率高的特點。斯利通中使用導電銀漿,燒結后氧化鋁散熱基板的導熱系數(shù)較高可以達到400W/m.K,其熱阻大小可根據(jù)導熱通孔的大小和多少進行調整。步驟4中納米導電銀漿的粒徑分布為:D90 < 500nm,可得到導體圖形的線寬/線間距較小為30 μπι,誤差< 0.5%,表面平整度小于< 0.3 μπι。上述粒徑分布要求比較高,常規(guī)的導電銀漿粒徑分布為:D90 < 5μπι;采用上述粒徑分布,可以得到較小為30 μπι的線寬/線間距;否則常規(guī)的只能得到較小為10m的線寬/線間距。優(yōu)選的納米導電銀漿無需電鍍便具有很好的耐焊性和可焊性。步驟7中的阻焊油墨為綠色,采用熱固化型。步驟8中印刷后高溫膠的外徑略小于陶瓷環(huán)的外徑,而內徑略大于陶瓷環(huán)的內徑。在斯利通中環(huán)狀反射杯采用陶瓷環(huán),形狀為圓形,角度為120度,高度0.5mm。在上述步驟(3)或(5)或(7)或(9)中的高溫溫度為100°C _900。提供的LED用高散熱氧化鋁陶瓷基板可以根據(jù)實際需要確定是否制作阻焊油墨或是否粘貼環(huán)狀反射杯。