LED散热基板厚膜与薄膜制程差异分析

3-2、薄膜u程应用于陶瓷基板。

薄膜技术的导入正可解决上述线路尺寸缩小的u程瓶颈，结合高真空镀膜技 术与黄光微影技术，能将线路图形尺寸大幅缩小，并且可同时符合精实南呗范 位要求，其各单元的图形尺寸的低差异性(高均匀性)更是传统网版印刷所不易达 到的结果。在高热导的要求下，目前瑷司柏(ICP)的薄膜u程技术已能克服现阶 段厚膜u程在对位精识鹊钠烤保图(二)即为薄膜u程之简易流程图，在空白陶 瓷基板上(氧化铝/氮化铝)经过前处理之后，镀上种子层(sputtering)，经过光 阻披覆、曝光显影，再将所需之线路增厚(电镀/化学镀)，最后经过去膜、蚀刻 步骤使线路成形，此u程所备u之产品具有较高的线路精确度与较佳的金属镀层 表面平整度。图(叁)即为瑷司柏薄膜基板产品与传统厚膜产品的金属线路光学显 微图像。可明显看出厚膜印刷之线路，其表面具有明显的坑洞且线条的平整度不 佳，反观以薄膜u程u备之金属线路，不但色泽清晰且线条笔直平整。

由以上厚/薄膜这些金属线路上的几何精识炔钜欤再加上厚膜线路易因网 版张网问题造成阵列图形的累进公差加剧，使得厚膜印刷产品在后续晶片置件 上，较容易造成置件偏移或是寻边异常等困扰。换句话说厚膜印刷产品的对位及 线路的精识炔还痪确，使其限制了晶片封装u程的u程裕度(window)。然而， 薄膜u程产品则能大幅改善其现象。

但从产品成本结构来看，如表二所示薄膜产品的u程设备(黄光微影)与生产 环境(无尘或洁净室)相较于厚膜产品其成本较高，然而薄膜u程的金属线路多以 厚铜材料为主，相较于厚膜印刷之厚银而言，材料成本却相对较低，因此，可预 期的当利用薄膜u程将陶瓷基板金属化的产品，日渐达到经济规模时，其成本将 逐渐趋近于厚膜产品。

图二、薄膜制程流程

图三、厚膜与薄膜线路差异

3-2-1、氧化铝陶瓷基板

上述部分是针对u程不同部份所做的阐述，另一项与散热息息相关的则是基板材质，LED 散热基板所使用之材质现阶段以陶瓷为主，而氧化铝陶瓷基板应是 较易取得且成本较低之材料，是目前运用在元件上的主要材料，然而厚膜技术或 薄膜技术在氧化铝陶瓷基板上u备金属线路，其金属线路与基版的接着度或是特 性上并无显着的差异，而两种u程显现出最主要的差异则是在线路尺寸缩小的要求下，薄膜u程能提供厚膜技术无法达到的较小线路尺寸与较高的图形精识取

3-2-2、氮化铝陶瓷基板

而在更高功率LED应用的前提下，具高导热S数的氮化铝(170-230W/mK)将是散热基板的首选材质，但厚膜印刷之金属层(如高温银胶)多需经过高温(高于800oC)烧结u程，此高温烧结u程于大气环境下执行易导致金属线路与氮化铝 基板间产生氧化层，进而影响线路与基板之间的附着性;然而，薄膜u程则在300℃以下u程之条件下备u，无氧化物生成与附着性不佳之疑虑，更可兼具线 路尺寸与高精识戎优势。薄膜u程为高功率氮化铝陶瓷LED散热基板创造更多应用空间。

4、结论

以上我们已将LED散热基板在两种不同u程上做出差异分析，以薄膜u程备 u陶瓷散热基板具有较高的设备与技术，需整合材料开发门槛，如曝光、真空沉 积、显影、蒸镀(Evaporation)、溅镀(Sputtering)电镀与无电镀等技术，以目前的市场规模，薄膜产品的相对成本较高，但是一旦市场规模达到一定程度时， 必定会反映在成本结构上，相对的在价格上与厚膜u程的差异将会有大幅度的缩 短。在高效能、高产品品质要求与高生产架动的高功率LED 陶瓷基板的发展趋势 之下，高散热效果、高精识戎薄膜u程陶瓷基板的选择，将成为趋势，以克服 目前厚膜u程产品所无法突破的瓶颈。因此，可预期的薄膜陶瓷基板将逐渐应用 在高功率LED上，并随着高功率 LED的快速发展而达经济规模，此时不论高功率LED晶粒、薄膜型陶瓷散热基板、封装u程成本等都将大幅降低，进而更加速高 功率LED产品的量化。

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