陶瓷散热基板工艺介绍

LED 的发展趋势

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

Al2O3/AlN陶瓷散热基板特性 工艺流程

性能测试

产品应用

LED 的发展趋势

随着科技日新月异的发展，近年来全球环保的意识增强，如何有效开发出节能省电的科技产品已成为现今趋势。就LED产业而言，慢慢这几年内成为快速发的新兴产业之一，在2010年的我国世博会中可看出LED 的技术更是发光异彩，从上游到下游的生产制造，每一环节都是非常重要的角色。

陶瓷散热基板与MPCB的比较

陶瓷散热基板工艺

◆LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramic)◆HTCC (High-Temperature Co-fired Ceramic)◆DBC (Direct Bonded Copper)

◆DPC (Direct Plate Copper)

陶瓷散热基板工艺-LTCC

LTCC又称为低温共烧多层陶瓷基板，此技术须先将无机的氧化铝粉与约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，接着利用刮刀把浆料刮成片状，再经由一道干燥过程将片状浆料形成一片片薄薄的生胚，然后依各层的设计钻导通孔，作为各层讯号的传递，LTCC内部线路则运用网版印刷技术，分别于生胚上做填孔及印制线路，内外电极则可分别使用银、铜、金等金属，最后将各层做叠层动作，放置于850～900℃的烧结炉中烧结成型。

LTCC生产流程图

陶瓷散热基板工艺-HTCC

HTCC又称为高温共烧多层陶瓷，生产制造过程与LTCC极为相似，主要的差异点在于HTCC的陶瓷粉末并无加入玻璃材质，因此，HTCC的必须再高温1300～1600℃环境下干燥硬化成生胚，接着同样钻上导通孔，以网版印刷技术填孔与印制线路，因其共烧温度较高，使得金属导体材料的选择受限，其主要的材料为熔点较高但导电性却较差的钨、钼、锰…等金属，最后再叠层烧结成型。

陶瓷散热基板工艺-DBC

DBC直接接合铜基板，将高绝缘性的AL2O3或ALN陶瓷基板的单面或双面覆上铜金属后，经由高温1065～1085℃的环境加热，使铜金属因高温氧化、扩散与Al2O3材质产生(Eutectic) 共晶熔体，使铜金与陶瓷基板黏合，形成陶瓷复合金属基板，最后依据线路设计，以蚀刻方式备制线路.

DBC生产流程图

陶瓷散热基板工艺-DPC

DPC亦称为直接镀铜基板，首先将陶瓷基板做

前处理清洁，利用薄膜专业制造技术－真空镀膜方

式于陶瓷基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、去膜工艺

完成线路制作，最后再以电镀/化学镀沉积方式增加线路的厚度，待光阻移除后即完成金属化线路制作。我司陶瓷基板就是采用DPC工艺

DPC生产流程图

陶瓷散热基板特性比较

◆热传导率

◆操作环境温度

◆工艺能力

陶瓷散热基板特性比较-热传导率

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2～3W/mK左右；

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16～17W/mK之间。

陶瓷散热基板特性比较-操作环境温度

HTCC其工艺温度约在1300～1600℃之间，LTCC/DBC的工

艺温度在850～1000℃之间，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，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。

陶瓷散热基板特性比较-工艺能力

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。

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)。

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。

陶瓷散热基板特性比较-工艺能力

Al

2O3陶瓷散热基板特性

AlN陶瓷散热基板特性

制作缩影

制作缩影

制作缩影

检测设备

陶瓷散热基板

LED 散热基板

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/Au

陶瓷散热基板

高温试验

高温试验

高温试验

高温试验

高温试验

粘附、胶带测试