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来源:http://www.whtwbbj.com 责任编辑:ag88环亚 2018-08-03 13:51

  凯昶德吴朝晖先生:从LED到VCSEL,DPC陶瓷基板的技能及使用立异

  陶瓷基板为什么能在大功率封装范畴占有一席之地?怎么处理LED职业的痛点:热电别离?在由LEDinside、我国主办的2018LED行情前瞻分析会上,凯昶德科技陶瓷元件事业部总监吴朝晖以从LED到VCSEL激光器,DPC陶瓷基板的技能及运用立异为主题具体分析了能处理当时热电别离痛点的DPC陶瓷基板技能。

  

  

凯昶德科技陶瓷元件事业部总监吴朝晖

  DPC陶瓷基板被选用的原因

  尽管近年来LED技能不断晋级,LED光效越来越高,大功率LED芯片的光电转化功率也只能到达70%到80%,这意味着仍有20%到30%电能会转化成热能。关于LED发生的热能,必定是要传导出去的。现在首要方法是向PCB板传递,可是这时会发现芯片的反面导热通道和导电通道是堆叠的,这关于导热通道选用什么样的原料就是关键所在。

  

  现有的处理计划是把芯片直接固定在铜热沉上,但铜热沉自身就是导电通道,就光源层面来讲,相同是没有完成热电别离。光源最终封装在PCB板上,仍需求导入一个绝缘层来完成热电别离。此刻热量尽管没有会集在芯片上,可是却会集在光源下的绝缘层邻近,一旦做更大功率,热的问题就出来了。而DPC陶瓷基板能够处理这个问题,其可将芯片直接固在陶瓷上,在陶瓷上做出笔直互联孔,构成内部独立的导电通道,陶瓷自身既是绝缘体,又能散热,这样在光源层面就完成了热电别离。www.w66.com,此刻下部的PCB板就不需求考虑热电别离结构了,不需求在PCB上面做绝缘层。

  DPC陶瓷基板的界说及其特色

  要在光源层面处理热电别离问题的陶瓷基板应具有以下特色:首要它有必要具有高的导热性,它的导热性要比树脂高几个数量级;第二是要有高的绝缘强度;第三是高线路解析度,这样才干跟芯片进行笔直共接或许倒装,不会出问题;第四是高的外表平整度,焊接的时分就不会有空泛;第五是陶瓷和金属要有高的附着力;第六是笔直互连导通孔,这样才干完成贴片封装,把电路从反面引到正面。而满意这些条件的基板只要DPC陶瓷基板。现在许多的陶瓷基板是丝网印刷做出来的,它的工艺特色满意不了DPC的要求,所以只能叫线路板,不能叫半导体封装基板。

  

  

DPC陶瓷基板

  什么叫DPC陶瓷基板?它又名直接镀铜陶瓷基板,它选用薄膜金属化和电镀制程的技能,在陶瓷基板上选用印象搬运方法制作金属线路,再选用穿孔电镀技能构成高密度双面布线及笔直互连。这是它的产品图,上面是固晶层,下面是焊接层,中心是陶瓷,里边设置了笔直互连孔。

  DPC陶瓷基板的原料,首要是氧化铝陶瓷,它的导热系数比较高,假如要做到更高一点,咱们能够用氮化铝,它的导热系数十分高,到达170,铝合金的导热系数才220到230,这意味着它和金属导热系数现已差不多了,并且它的绝缘强度十分高,这就是一个十分好的资料。所以在功率越高的时分,氮化铝陶瓷的体现会越佳。

  DPC陶瓷基板于三大范畴运用分析

  传统照明: 在大功率LED照明上,舞台灯、路灯、景象照明现已大规模运用;在闪光灯方面、CSP上也很多选用,除此之外,还有包含现在很热的轿车头灯,其LED光源基本上也都是选用DPC陶瓷基板。

  

  

传统照明运用范畴

  UV LED:由于UV LED的封装光源不能含有机物,为了应对这种问题,传统的用硅胶填充的方法不能满意,市场需求一种全新的封装结构,即把基板做成三维腔室结构,芯片放在三维腔室结构里,处于真空或许空气环境下面,不填充硅胶进去。台湾推出的处理计划是在DPC的陶瓷底座上加装一块铝金属围坝,是用CNC技能把铝板镂空,开一个窗口,再用胶水把它粘在DPC陶瓷基板上,这样能够满意封装的要求,可是存在胶水不可靠、不耐热,不防水等问题。日韩推出的处理计划是HTCC陶瓷基板,即高温共烧陶瓷基板,是将陶瓷生膜与钨浆在高温下共烧而取得陶瓷三维腔室,这种计划存在线路粗糙,曲翘变形大,本钱高级问题。

  而凯昶德推出了3D成型的DPC陶瓷基板。榜首、该产品底层线路依然选用的是DPC工艺;第二是金属围坝与陶瓷基体不选用粘接方法,封装后气密性比较好;第三是制程和现在的DPC制成基本上是相同的,除了添加一个围坝之外;第四是图画规划很灵敏,围坝选用模块化制作,新产品开发周期短。

  

  

3D成型的DPC陶瓷基板结构示意图

  VCSEL:VCSEL全称是笔直共振腔外表发射激光器,它的激光是从笔直的衬底发出来的,LED也是从笔直的衬底发出来的,所以VCSEL激光器和LED的芯片结构、制程和封装工艺就比较挨近。它的结构有三个,包含顶部的反射器,底部的反射器和中心的发射腔。

  

  

VCSEL结构图

  VCSEL能够做到几百瓦,但芯片转化功率很低,这就意味着散热必定有问题,且芯片现在首要是笔直结构,那就和大功率LED相同,面对热电别离的难题,而陶瓷基板就是为处理热电别离诞生的。其次VCSEL的功率密度是十分高的,每平方厘米能够做到千瓦以上,所以只能选用真空封装,即基板要做三维腔室,把透镜架设到芯片上方。VCSEl有这么高的高功率密度,芯片和基板热膨胀失配引起的应力问题会十分严峻,因而芯片的热膨胀系数与基板一定要匹配,这些问题,3D成型的DPC陶瓷基板刚好能够处理。总归,未来3D成型的DPC陶瓷基板在VCSEL激光器大将会有广泛的运用远景。ag88.com

  
 

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