LED散熱基板厚膜與薄膜制程差異分析

3-2、薄膜u程應用于陶瓷基板。

薄膜技術(shù)的導入正可解決上述線(xiàn)路尺寸縮小的u程瓶頸，結合高真空鍍膜技 術(shù)與黃光微影技術(shù)，能將線(xiàn)路圖形尺寸大幅縮小，并且可同時(shí)符合精實(shí)南唄范 位要求，其各單元的圖形尺寸的低差異性(高均勻性)更是傳統網(wǎng)版印刷所不易達 到的結果。在高熱導的要求下，目前璦司柏(ICP)的薄膜u程技術(shù)已能克服現階 段厚膜u程在對位精識鵲鈉烤保圖(二)即為薄膜u程之簡(jiǎn)易流程圖，在空白陶 瓷基板上(氧化鋁/氮化鋁)經(jīng)過(guò)前處理之后，鍍上種子層(sputtering)，經(jīng)過(guò)光 阻披覆、曝光顯影，再將所需之線(xiàn)路增厚(電鍍/化學(xué)鍍)，最后經(jīng)過(guò)去膜、蝕刻 步驟使線(xiàn)路成形，此u程所備u之產(chǎn)品具有較高的線(xiàn)路精確度與較佳的金屬鍍層 表面平整度。圖(叁)即為璦司柏薄膜基板產(chǎn)品與傳統厚膜產(chǎn)品的金屬線(xiàn)路光學(xué)顯 微圖像?？擅黠@看出厚膜印刷之線(xiàn)路，其表面具有明顯的坑洞且線(xiàn)條的平整度不 佳，反觀(guān)以薄膜u程u備之金屬線(xiàn)路，不但色澤清晰且線(xiàn)條筆直平整。

由以上厚/薄膜這些金屬線(xiàn)路上的幾何精識炔鉅歟再加上厚膜線(xiàn)路易因網(wǎng) 版張網(wǎng)問(wèn)題造成陣列圖形的累進(jìn)公差加劇，使得厚膜印刷產(chǎn)品在后續晶片置件 上，較容易造成置件偏移或是尋邊異常等困擾。換句話(huà)說(shuō)厚膜印刷產(chǎn)品的對位及 線(xiàn)路的精識炔還瘓確，使其限制了晶片封裝u程的u程裕度(window)。然而， 薄膜u程產(chǎn)品則能大幅改善其現象。

但從產(chǎn)品成本結構來(lái)看，如表二所示薄膜產(chǎn)品的u程設備(黃光微影)與生產(chǎn) 環(huán)境(無(wú)塵或潔凈室)相較于厚膜產(chǎn)品其成本較高，然而薄膜u程的金屬線(xiàn)路多以 厚銅材料為主，相較于厚膜印刷之厚銀而言，材料成本卻相對較低，因此，可預 期的當利用薄膜u程將陶瓷基板金屬化的產(chǎn)品，日漸達到經(jīng)濟規模時(shí)，其成本將 逐漸趨近于厚膜產(chǎn)品。

圖二、薄膜制程流程

圖三、厚膜與薄膜線(xiàn)路差異

3-2-1、氧化鋁陶瓷基板

上述部分是針對u程不同部份所做的闡述，另一項與散熱息息相關(guān)的則是基板材質(zhì)，LED 散熱基板所使用之材質(zhì)現階段以陶瓷為主，而氧化鋁陶瓷基板應是 較易取得且成本較低之材料，是目前運用在元件上的主要材料，然而厚膜技術(shù)或 薄膜技術(shù)在氧化鋁陶瓷基板上u備金屬線(xiàn)路，其金屬線(xiàn)路與基版的接著(zhù)度或是特 性上并無(wú)顯著(zhù)的差異，而兩種u程顯現出最主要的差異則是在線(xiàn)路尺寸縮小的要求下，薄膜u程能提供厚膜技術(shù)無(wú)法達到的較小線(xiàn)路尺寸與較高的圖形精識取

3-2-2、氮化鋁陶瓷基板

而在更高功率LED應用的前提下，具高導熱S數的氮化鋁(170-230W/mK)將是散熱基板的首選材質(zhì)，但厚膜印刷之金屬層(如高溫銀膠)多需經(jīng)過(guò)高溫(高于800oC)燒結u程，此高溫燒結u程于大氣環(huán)境下執行易導致金屬線(xiàn)路與氮化鋁 基板間產(chǎn)生氧化層，進(jìn)而影響線(xiàn)路與基板之間的附著(zhù)性;然而，薄膜u程則在300℃以下u程之條件下備u，無(wú)氧化物生成與附著(zhù)性不佳之疑慮，更可兼具線(xiàn) 路尺寸與高精識戎優(yōu)勢。薄膜u程為高功率氮化鋁陶瓷LED散熱基板創(chuàng )造更多應用空間。

4、結論

以上我們已將LED散熱基板在兩種不同u程上做出差異分析，以薄膜u程備 u陶瓷散熱基板具有較高的設備與技術(shù)，需整合材料開(kāi)發(fā)門(mén)檻，如曝光、真空沉 積、顯影、蒸鍍(Evaporation)、濺鍍(Sputtering)電鍍與無(wú)電鍍等技術(shù)，以目前的市場(chǎng)規模，薄膜產(chǎn)品的相對成本較高，但是一旦市場(chǎng)規模達到一定程度時(shí)， 必定會(huì )反映在成本結構上，相對的在價(jià)格上與厚膜u程的差異將會(huì )有大幅度的縮 短。在高效能、高產(chǎn)品品質(zhì)要求與高生產(chǎn)架動(dòng)的高功率LED 陶瓷基板的發(fā)展趨勢 之下，高散熱效果、高精識戎薄膜u程陶瓷基板的選擇，將成為趨勢，以克服 目前厚膜u程產(chǎn)品所無(wú)法突破的瓶頸。因此，可預期的薄膜陶瓷基板將逐漸應用 在高功率LED上，并隨著(zhù)高功率 LED的快速發(fā)展而達經(jīng)濟規模，此時(shí)不論高功率LED晶粒、薄膜型陶瓷散熱基板、封裝u程成本等都將大幅降低，進(jìn)而更加速高 功率LED產(chǎn)品的量化。

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