LED封装用陶瓷基板的发展现状

作为LED的重要组成部分，封装基板也随着LED芯片技术的发展而发生变化。目前LED散热基板主要采用金属和陶瓷基板。金属基材由铝或铜制成。由于其成熟的技术和成本优势，目前应用于一般的LED产品中。陶瓷基板具有较高的对位精度，被业界公认为导热散热的优良材料。是目前最适合大功率LED的散热方案。目前，陶瓷基板在国内外都小规模生产，其未来的产业化前景将受到芯片封装的影响。随着未来LED芯片封装向触发器或垂直技术方向发展，陶瓷基板将广泛应用于LED封装。

陶瓷基板主要用于大功率LED

LED的散热会对LED芯片的效率、寿命和可靠性产生重要影响，这就要求LED的封装具有良好的散热能力。因此，封装基板作为LED的重要组成部分，不仅是载体的作用，也是散热的重要通道之一。它的结构和材料在散热过程中起着关键作用。随着LED芯片技术的发展，LED产品的封装结构已经从pin型封装结构到SMD封装结构再到功率型封装结构。LED的封装基板也从传统的玻璃环氧树脂发展到主流的金属材料。

目前LED散热基板主要采用金属和陶瓷基板。金属基材由铝或铜制成。由于其成熟的技术和成本优势，目前应用于一般的LED产品中。陶瓷基板对位精度高，被业界公认为导热散热的最佳材料。虽然成本高于金属基板，但对照明的散热和稳定性要求却高于笔记本电脑、电视等电子产品。因此，陶瓷被许多国际大厂使用。

由于高分子绝缘材料导热系数低、耐热性差，如果要提高铝金属基板的整体导热性和耐热性，就需要更换绝缘材料，但使用绝缘材料却无法实现相同的线路在铝金属基板上霸占，所以不可能直接提高铝金属基板的导热性。陶瓷散热基板具有新的导热材料和新的内部结构，消除了铝金属基板的缺陷，从而提高了基板的整体散热效果。

目前市面上的陶瓷散热基板种类繁多，工艺也各不相同。厂商根据LED产品的散热需求，选择合适的散热基板，最终在散热性能和成本上达到最佳的综合效果。

陶瓷散热基板按材质分为氧化铝基板和氮化铝基板，按结构分为单层基板和多层基板（两层）。目前常见的陶瓷散热基板有四种：LTCC（低温共烧多层陶瓷基板）、HTCC（高温共烧多层陶瓷）、DBC（直接键合铜基板）、DPC （直接镀铜基板）。HTCC属于较早的开发技术，但因其工艺温度高（1300-1600℃），电极材料的选择有限，生产阶段成本有限。当价格昂贵时，这些因素促进了 LTCC 的发展。尽管 LTCC 将共烧温度降低到约 850°C，尺寸精度、产品强度等技术难题亟待解决。DBC和DPC是近几年发展起来的成熟的产能技术，但是对于很多人来说，这两种技术还是很陌生，甚至可能被误解为同一个过程。

DBC通过高温加热将Al2O3与Cuplate结合。DBC的技术瓶颈在于不易解决Al2O3与Cuplate之间的微孔问题，这使得产品的产能和良率面临更大挑战。DPC技术采用直接镀膜技术沉积Cuon Al2O3基材。这种工艺结合了材料和薄膜技术，其产品是近年来最常用的。而陶瓷散热基板对材料控制和工艺技术的集成能力要求较高，这使得进入DPC行业和稳定生产的技术门槛较高。

新型垂直和倒装芯片封装需要陶瓷基板

垂直硅片封装时，通常采用陶瓷基板作为导热和电载体，以获得优越的热电效应。在倒装芯片封装中，可以选择陶瓷基板作为导热和电载体，以获得优越的热电效果，当然也可以使用铜基板，这主要取决于谁能更好地解决灯具的三人问题和灯笼。目前，中国LED芯片的主流应用市场95%是正式装片。据英瑞光电科技（上海）有限公司技术副总裁张宇在上海召开的“十三五”电子信息研讨会上发言。

因此，发展触发器或垂直技术对于陶瓷基板具有绝对优势，而陶瓷在未来的触发器或垂直封装工艺中将更具优势。此外，在1-5W的功率范围内，陶瓷封装也有优势，比如3535器件，可以直接成型，使用聚光灯杯将其成型在陶瓷基板上。封装方式的改变会导致基板材料的改变，因此倒装芯片的封装方式也可能导致新一代匹配的基板材料。

未来陶瓷基板前景

目前，导致基板市场价格不同的主要因素是原材料的差异。例如，目前市场主要分为铝基板、陶瓷基板和铜基板。同时，在普通铝基板的基础上，镜面铝基板在当前市场上逐渐兴起。铝基、陶瓷基和铜基是最昂贵的。然而，目前市场上铜基基板很少见。它们的高价格导致低性能价格比。陶瓷基板比铝基板稍贵，市场上应用最广泛的应该是铝基板。然而，目前市场上正在开发陶瓷基板，其成本也在逐渐降低。现在，铝基板约400元/平方，铜基板约800-900元/平方，纯陶瓷基板约500元/平方，印制银电路约1000元/平方。价格略高。

08年前后，国内封装企业刚刚进入显示和背光领域时，科瑞的大功率陶瓷封装光源问世。当时，国内掀起了一股大功率陶瓷封装的浪潮。此后，国内各大包装企业纷纷倒闭。主要原因包括：国内封装技术的不成熟，对原材料和陶瓷基板的依赖。口供难，品牌知名度不高。2015年以来，随着国内倒装芯片的逐渐成熟，陶瓷基板的市场需求不断扩大。此外，材料成本的大幅下降和国内生产陶瓷基板的企业增多，似乎让国内陶瓷封装从业者迎来了久违的春天。同时，随着CSP技术的出现，除了传统的户外照明市场和强光手电筒市场外，大功率陶瓷封装已经开始渗透到汽车大灯、Flash LED、紫外LED等领域。因此，它的前景看起来非常有希望。