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陶瓷电路板LED封装领域中的比较

文章来源：PCB time作者：邓灵芝查看手机网址

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人气：4084发布日期：2017-06-23 12:24【大中小】

陶瓷电路板陶瓷基金属化基板拥有良好的热学和电学性能，是功率型LED封装、紫光、紫外的极佳材料，特别适用于多芯片封装(MCM)和基板直接键合芯片(COB)等的封装结构。

一、陶瓷材料的比较

1. 塑料和陶瓷材料的比较

以环氧树脂为代表的塑料材料具有经济性特点，在电子市场的应用非常广泛，然而随着社会进步对许多特殊领域如高温、线膨胀系数、气密性、稳定性、机械性能等方面要求的提高，塑料材料无法满足新的市场要求。

陶瓷材料以其电阻高，高频特性突出，且具有热导率高、化学稳定性佳、热稳定性等优点，被广泛用于不同厚膜、薄膜或和电路的基板材料，还可以用作绝缘体，在热性能要求苛刻的电路中做导热通路以及用来制造各种电子元件。

2.氮化铝与氧化铝陶瓷基板的比较

氮化铝陶瓷基板具有两大优点，一个是高的热导率，二是与硅相匹配的膨胀系数。缺点在于氧化层会对热导率产生影响，对材料和工艺的要求较高。目前我国对大规模的氮化铝生产技术不够成熟，价格也比氧化铝高。

氧化铝陶瓷基板是电子工业中最常用的基板材料，因为在机械、热、电性能上相对于大多数其他氧化物陶瓷，强度及化学稳定性高，且原料来源丰富，适用于各种各样的技术制造以及不同的形状。

二、基板种类及特性

市面上陶瓷散热基板种类大多分为HTCC、LTCC、DBC、DPC，而斯利通品牌拥有独创的LAM（Laser Activation Metallization）即激光快速活化金属化技术。

1.HTCC和LTCC

HTCC属于较早期发展的技术，但由于烧结温度较高使其电极材料的选择受限，且制作成本相对昂贵，这些因素促使LTCC的发展，LTCC虽然将共烧温度降至约850℃，但具有尺寸精确度、产品强度等不易控制的缺点。

2.DBC和DPC

直接敷铜（Direct Bonded Copper，DBC）技术是主要是基于Al2O3陶瓷基板发展起来的陶瓷表面金属化技术，后来又应用于AlN陶瓷。在大功率电力半导体模块、太阳能电池板组件、汽车电子、航天航空及军用电子组件、智能功率组件等领域获得较为成功的应用。

薄膜法（DPC）是微电子制造中进行金属膜沉积的主要方法，主要用蒸发、磁控溅射等面沉积工艺进行基板表面金属化，先是钛，铬然后再是铜颗粒，最后电镀增厚，适用于绝大部分陶瓷基板。集成电路(IC)蚀刻制造工艺作为晶片级制造技术，虽然能够轻松完成高精度的微电子甚至纳电子器件的制造，但是，其制造设备昂贵、高真空条件、生产流程长、制造工艺复杂、价格高昂，不适于大批量快速制造。

3.LAM

LAM技术是斯利通品牌自主研发的激光快速活化金属化技术，利用激光将金属和陶瓷同时活化，让二者牢固的长在一起。LAM技术能通过激光技术在氧化铝，氮化铝，氧化锆，玻璃，石英上面做金属线路，做出来的产品表面平整度在0.1um左右，覆铜厚度可以根据客户要求在1μm～1mm间定制，线宽，线径可以做到20um。

三、斯利通较传统基板的优势

1.更高的热导率

热导率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。传统的金属基板具有较好的热导率，但因金属的导电性需要绝缘层，而绝缘层的导热率只有1.0W/m.K.左右，大大影响了总体的热导率。陶瓷基板具有绝缘性，无需使用绝缘层，热导率整体很高。

2.更匹配的热膨胀系数

正常开灯时温度高达80℃~90℃，温度承受不住会导致焊接不牢。一般的灯是0.1w，0.3w，0.5w，对于1w，3w，5w，的灯时，PVC承受不住。陶瓷和芯片的热膨胀系数接近，不会在温差剧变时产生太大变形导致线路脱焊，内应力等问题。

3.更好的结合力

传统的DBC、DPC等技术会产生金属层脱落等现象，斯利通具有自主研发的LAM技术，激光技术下的金属层与陶瓷基板的结合强度高，最大可以达到45MPa（大于1mm厚陶瓷片自身的强度）。

4.导电层厚度在1μm～1mm内任意定制

传统的DBC技术只能制造100μm～600μm厚的导电层；传统的DBC技术做﹤100μm时生产温度太高会融化，做﹥600μm时铜层太厚，铜会流下去导致产品边缘模糊。DPC技术国内能做到300um就很不错了。

斯利通的导电层厚度在1μm～1mm内任意定制，精度很准。

5.高密度组装

传统厚膜技术最大L/S分辨率仅100μm，耐焊性差，铝-锰法最大L/S分辨率仅100μm，且Mo、Mn本身导电性并不好。