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LED陶瓷基板都有你哪些特性?

LED陶瓷基板

     陶瓷基板在LED照明领域被应用广泛,主要是基于LED陶瓷基板的散热性更好。散热性方面我们今天主要通过几个方面来讲述:从(1)热传导率,(2)工艺温度,(3)线路制作方法,(4)线径宽度 这四项特性作进一步的讨论:

    1、从热传导率来看,DBC与DPC散热基板散热更加理想

热传导率又称为热传导系数,它代表了基板材料本身直接传导热能的一种能力,数值愈高代表其散热能力愈好。LED散热基板最主要的作用就是在于,如何有效的将热能从LED芯片传导到系统散热,以降低LED芯片的温度,增加发光效率与延长LED寿命,因此,散热基板热传导效果的优劣就成为LED工程在选用散热基板时,重要的评估项目之一。由四种陶瓷散热基板的比较可看出,虽然Al2O3材料的热传导率约在20~24之间,LTCC为降低其烧结温度而添加了30%~50%的玻璃材料,使其热传导率降至 2~5W/m·K左右;而HTCC因其普遍共烧温度略低于纯Al2O3基板之烧结温度,而使其因材料密度较低使得热传导系数低Al2O3基板约在 16~20W/mK之间。一般来说,LTCC与HTCC散热效果并不如DBC与DPC散热基板理想。

LED厚膜陶瓷电路板

2、操作环境温度的把控是影响成本,和质量的重要方面

主要是指产品在生产过程中,使用到最高工艺温度,而以一生产工艺而言,所使用的温度愈高,相对的制造成本也愈高,且良率不易掌控。HTCC工艺本身即因为陶瓷粉末材料成份的不同,其工艺温度约在1300~1600℃之间,而LTCC的工艺温度亦约在850~900℃之间。此外,HTCC与LTCC在工艺后对必须叠层后再烧结成型,使得各层会有收缩比例问题,为解决此问题相关制造也在努力寻求解决方案中。另一方面,DBC对工艺温度精准度要求十分严苛,必须于温度极度稳定的1065~1085℃温度范围下,才能使铜层熔炼为共晶熔体,与陶瓷基板紧密结合,若生产工艺的温度不够稳定,势必会造成良率偏低的现象。而在工艺温度与裕度的考量,DPC的工艺温度仅需250~350℃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或尺寸变异的现象,也排除了制造成本费用高的问题。

3、金属填空和深度钻工艺能力是决定良品率的重要因素。

工艺能力主要是表示各种散热基板的金属线路是以何种工艺技术完成,由于线路制造/成型的方法直接影响了线路精准度、表面粗糙镀、对位精准等特性,因此在高功率LED小尺寸的精细线路需求下,工艺解析度便成了必须要考虑的重要项目之一。LTCC与HTCC均是采用厚膜印刷技术完成线路制作,厚膜印刷本身即受限于网版张力问题,一般而言,其线路表面较为粗糙,且容易造成有对位不精准与累进公差过大等现象。此外,多层陶瓷叠压烧结工艺,还有收缩比例的问题需要考量,这使得其工艺解析度较为受限。而DBC虽以微影工艺备制金属线路,但因其工艺能力限制,金属铜厚的下限约在150~300um之间,这使得其金属线路的解析度上限亦仅为150~300um之间(以深宽比1:1为标准)。而DPC则是采用的薄膜工艺制作,利用了真空镀膜、黄光微影工艺制作线路,使基板上的线路能够更加精确,表面平整度高,再利用电镀/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需求(金属厚度与线路解析度)而设计。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之间。因此,DPC杜绝了LTCC/HTCC 的烧结收缩比例及厚膜工艺的网版张网问题。

由此可见,以上几个方面是的都会影响lED陶瓷基板的散热能力和性能。更多陶瓷pcb打样和中小批量需求可以咨询金瑞欣特种电路官网,金瑞欣特种电路十年电路板打样制作经验,采用先进的厚膜加工工艺及DPC加工工艺、使用96%氧化铝陶瓷基板及100%氮化铝陶瓷基板,值得信赖。


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