LED封装的极佳选择——DPC陶瓷基板

在LED的封装领域，陶瓷散热基板是个奇怪的名词，因为陶瓷基板所发挥的功用并不是散热，它只是当作芯片的载具，以及热的传输路径之一而已，真正的散热并不在它身上，而是在灯具和空气接触的表面。事实上，它的功能应该称为陶瓷导线架比较适当。陶瓷导线架的功能很单纯，就是结合芯片，荧光粉，有时再加上一些主动或被动组件，成为一个发光源，可以应用在灯具，显示器…等等。

图 COB LED 载板 - CL1515 - with 3D 环绕壁 DAM

而陶瓷散热基板这个名词，变成了一个不可承受的重，让它成了所谓高贵的零件，特性好（能绝缘，散热，信赖性好），但大部份使用者都喊用不起….其实陶瓷真的是这样的宿命吗？

陶瓷材料并不贵，特别是氧化铝，它的原材料氧化铝粉末并不贵，反倒是制造成本占大部份。氧化铝使用在被动组件的芯片电阻的基板上已有多年， 而芯片电阻动辄每月数百亿颗的生产量，让氧化铝形成规模化生产，成本也因芯片电阻的低价促使氧化铝基板成为物美价廉的一种材料。

2、DPC（direct plating copper）是解决导热，导电的好方法？

目前市面上的DPC陶瓷基板，都是利用电镀把陶瓷的导通孔完全填满，这是一个有风险的制程，因为总有一些填充孔是不完全填满的，而未填满的孔就有可能在未来的制程或未来使用中产生破坏…最重要的是，这些未完全填满的孔是不易检查的。导通孔制程，是利用导通孔印刷的制程，保持导通孔畅通而不填满。这种制程的好处是易于后续检查，避免不良品流出。当然，整个陶瓷导线架的结构也会有所调整。

图 COB LED 载板 - CL1515 - 覆晶倒装芯片专用 (抛光) Flip Chip

3、陶瓷导线架的立体结构？

目前的DPC陶瓷基板，主要是提供给有molding 制设备，以及喷涂荧光粉制程的封装业所使用，所以通常是2D平板结构，但对于一般封装业者而言，如果陶瓷板能有像一般PLCC用的支架一样有环绕壁的话，使用上就更加方便。DPC基板也尝试利用黄光微影制程制作出3D环绕壁，但高度最高也只能勉强到达150um。这种高度并不能满足封装业荧光粉填充的要求。利用3D成型技术，在氧化铝陶瓷板上型成250~300um的环绕壁，可使陶瓷板的封装就如同使用PLCC封装制程一样，只要固晶，打线，点荧光胶即可完成。另外还有一个特点，陶瓷板及线路都是有经过平坦化处理的，而且耐高温，所以可以让共晶（eutectic）制程的芯片使用。特别是导体部份耐高温的特性，可以避免 DPC基板在共晶制程常出现的导体鼓泡现像。氧化铝材料是纯度大于96%以上的材质，与过去用低温共烧陶瓷（LTCC, low temperature co-fired ceramic）做为陶瓷支架也有所不同，低温共绕陶瓷亦可以很方便地制作立结构陶瓷支架，但它的材质就含有大量的玻璃相，致使导热系数远远低于氧化铝达5倍以上如果要再加上额外的辅助导热金属，成本又高出不少。

一般96%氧化铝陶瓷基板对可见光波长的反射率约在90%左右，利用表面被覆技术可以让氧化铝基板的反射率提高至98%。虽然实际封成灯源不一定可以完全反映亮度增加这么多。但是对亮度非常在意的封装业而言，这种进步应该是相当有意义的。目前市面上的MCPCB板亦有所谓亮面铝来增加反射率的做法，但可惜的是铝并不耐热，一但亮面铝在led点高后，不过几天的时间，表面就会氧化而失去反射率。而氧化铝陶瓷的耐热和稳定的特性，可以持续提供同样的反射率而不随时间有所改变。

5、陶瓷的生产周期长？

封装业者对DPC陶瓷基板最诟病的的另外一点是交期太长，动辄二个月以上。业内很多企业开发的陶瓷导线架制程，制程大幅缩短，可以让封装业掌握产品上市的时间，并减少库存的压力。

陶瓷，真的是LED封装的好选择，千万别再陷入以讹传讹的过时讯息中。

来源：阳昇应用材料(股)有限公司官网，作者：庄弘毅 博士