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LED散热基板之厚膜与薄膜工艺差异分析

    目前,我国LED 照明市场也已步入成长期,随着LED 芯片性价比的提高,综合配光设计、驱动控制、散热等技术发展以及面向不同光环境应用特点的各类LED 照明解决方案体系的完善与成熟,LED 照明已经越来越多的渗透进传统照明领域,逐渐得到广泛的应用和推广。2014 年,我国国内LED 照明产品产量约16.7亿只,国内销量约7.5 亿只,LED 照明产品国内市场份额(LED 照明产品国内销售数量/照明产品国内总销售数量)达到16.4%,比2013 年的8.9%上升约7 个百分点,其中商业照明呈现井喷式增长,公共照明增长迅速,家居照明开始启动。

 
    随着全球环保的意识抬头,节能省电已成为当今的趋势。LED产业是近年来最受瞩 目的产业之一。发展至今,LED产品已具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长 、且不含汞,具有环保效益;等优点。然而通常LED高功率产品输入功率约为20%能转换成 光,剩下80%的电能均转换为热能。
  一般而言,LED发光时所产生的热能若无法导出,将会使LED结面温度过高,进而影 响产品生命周期、发光效率、稳定性,而LED结面温度、发光效率及寿命之间的关系
 
陶瓷散热基板
 
   从传统的PCB(FR4)板,到现在的陶瓷基板,LED不断往更高功率的需求发展,现阶段陶瓷基板之金属线路多以厚膜技术成型,然而厚膜印刷的对位精准度使得其无法跟上LED封装技术之进步,其主要因素为在更高功率LED元件的散热设计中,使用了共晶以及覆晶两种封装技术,这些技术的导入不但可以使用高发光效率的LED芯片,更可以大幅降低其热阻值并且让接合度更加完善,让整体运作的功率都相对的提昇。但是这两种接合方式的应用都需要拥有精确金属线路设计的基础,因此以曝光微影为对位方式的薄膜型陶瓷散热基板就变成为精准线路设计主流。
厚膜印刷陶瓷基版
 
   厚膜工艺大多使用网版印刷方式形成线路与图形,因此,其线路图形的完整度与线路对位的精确度往往随着印刷次数增加与网版张力变化而出现明显的累进差异,此结果将影响后续封装工艺上对位的精准度;再者,随着元件尺寸不断缩小,网版印刷的图形尺寸与解析度亦有其限制,随着尺寸缩小,网版印刷所呈现之各单元图形尺寸差异(均匀性)与金属厚度差异亦将越发明显。为了线路尺寸能够不断缩小与精准度的严格要求下,LED散热基板的生产技术势必要继续提升。因而薄膜工艺的导入就成为了改善方法之一,然而国内拥有成熟的陶瓷基板薄膜金属化工艺技术的厂家却屈指可数。为此,以薄膜元件起家的璦司柏电子(ICP),即针对自家开发之薄膜基板与传统厚膜基板进行其工艺与产品特性差异分析(如下表二所示)。