目前市場上的陶瓷散熱基板種類很多,工藝也不盡相同,廠家根據(jù)LED產(chǎn)品的散熱需要選擇合適的散熱基板,較終在散熱性能和成本上達到較好的綜合效果。
陶瓷散熱基板根據(jù)材料分有主要有氧化鋁基板和氮化鋁基板,根據(jù)結構分主要有單層基板和多層基板(兩層),F(xiàn)階段較普遍的陶瓷散熱基板種類共有LTCC(低溫共燒多層陶瓷基板)、HTCC(高溫共燒多層陶瓷)、DBC(直接接合銅基板)、DPC(直接鍍銅基板)四種,其中HTCC屬于較早期發(fā)展之技術,但由于其較高的工藝溫度(1300~1600℃),使其電較材料的選擇受限,且制作成本相當昂貴,這些因素促使LTCC的發(fā)展,LTCC雖然將共燒溫度降至約850℃,但其尺寸準確度、產(chǎn)品強度等技術上的問題尚待打破。而DBC與DPC則為近幾年才開發(fā)成熟,且能量產(chǎn)化的有經(jīng)驗技術,但對于許多人來說,此兩項有經(jīng)驗的工藝技術仍然很陌生,甚至可能將兩者誤解為同樣的工藝。
DBC是利用高溫加熱將Al2O3與Cu板結合,其技術瓶頸在于不易解決Al2O3與Cu板間微氣孔產(chǎn)生之問題,這使得該產(chǎn)品的產(chǎn)能與良率受到非常大的挑戰(zhàn),而DPC技術則是利用直接披覆技術,將Cu沉積于Al2O3基板之上,該工藝結合了材料與薄膜工藝技術,其產(chǎn)品為近年較普遍使用的陶瓷散熱基板,然而其材料控制與工藝技術整合能力要求較高,這使得跨入DPC產(chǎn)業(yè)并能穩(wěn)定生產(chǎn)的技術門檻相對較高。
目前,國內已經(jīng)從之前的大規(guī)模****開始慢慢轉變,國產(chǎn)陶瓷基板的品質正在快速提升,成本會比****要低很多,在這樣的情形下,除了某些高精尖產(chǎn)品需要較為高等的基板國內技術限制無法生產(chǎn),不然基本都開始采用國產(chǎn)陶瓷基板。國內陶瓷基板生產(chǎn)廠家主要以斯利通為首,打造全國陶瓷基板產(chǎn)業(yè)鏈,推動整個中國電子產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
新型垂直和倒裝芯片的封裝需要使用陶瓷基板 ,硅襯底垂直芯片在封裝時,一般采用陶瓷基板作為熱導和電性載體,可以獲得優(yōu)越的熱電效應。在倒裝芯片封裝時,可選取陶瓷基板作為熱導和電性載體以獲得優(yōu)越的熱電效應,當然也可以用金屬銅作為基板,這主要取決于誰能更好的解決燈具的三人問題。目前中國LED芯片95%的主流應用市場為正裝芯片,業(yè)內人士認為“十三五”期間,國內LED用倒裝和垂直芯片的需求量會穩(wěn)步增長至目前下游應用市場的20%-30%。
因此,倒裝或垂直技術的發(fā)展對陶瓷基板來說,有著的好處,并且陶瓷在未來的倒裝或垂直封裝工藝中將會更有優(yōu)勢。此外,在1-5W的功率范圍內,陶瓷封裝也會存有優(yōu)勢,例如3535這類的器件,可以直接Molding,用聚光杯將它Molding在陶瓷基板上面。封裝方式的改變,進而引發(fā)基板材料的變化,因此倒裝芯片的封裝方式或許也將引發(fā)一場新一代配套基板材料的變革。
從成本上來講,當前導致基板市場價格各異的主要因素,是其采用原材料的差異。例如目前市場主要分為鋁基板、陶瓷基板及銅基板,同時在普通鋁基板的基礎上,當前市場又逐步延生出鏡面鋁基板。鋁基、陶瓷基、銅基三者相比,應該是銅基價格較貴,但是目前市面上銅基板已不多見,其因價格過高,導致性價比偏低。陶瓷基比鋁基略貴,并且當前市面上應用較多的應為鋁基,但是目前市面上均在研發(fā)陶瓷基板,其成本也在逐步下降。
08年前后,當國內封裝企業(yè)剛涉足顯示及背光領域的時候,科銳的大功率陶瓷封裝光源橫空出世,當時在國內也掀起一陣投身大功率陶瓷封裝的浪潮,此后投身其中的各大國內封裝企業(yè)均以失敗告終,主要原因包括:國產(chǎn)封裝技術的不成熟、原材料陶瓷基板依賴****供貨難,以及品牌知名度的欠缺。進入2015年以來,隨著國產(chǎn)倒裝芯片的逐步成熟,對陶瓷基板的市場需求擴大。此外,材料成本的大幅下跌以及國內生產(chǎn)陶瓷基板企業(yè)的增多,對于國內陶瓷封裝從業(yè)者而言,似乎又看到了久違的春天。與此同時,伴隨著CSP技術而催生的新興市場,除去原有的傳統(tǒng)戶外照明市場及強光手電筒市場外,大功率陶瓷封裝也開始向汽車大燈、Flash LED、紫外 LED等領域逐步滲透。因而,其前景看來十分值得期待。
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