2.2 LED晶粒基板

LED晶粒基板主要是作为LED 晶粒与系统电路板之间热能导出的媒介，藉由打线、 共晶或覆晶的制程与LED晶粒结合。而基于散热考量，目前市面上LED晶粒基板主要以陶瓷 基板为主，以线路备制方法不同约略可区分为：厚膜陶瓷基板、低温共烧多层陶瓷、以及 薄膜陶瓷基板三种，在传统高功率LED元件，多以厚膜或低温共烧陶瓷基板作为晶粒散热基 板，再以打金线方式将LED晶粒与陶瓷基板结合。

如前言所述，此金线连结限制了热量沿电极接点散失之效能。因此，近年来，国内 外大厂无不朝向解决此问题而努力。其解决方式有二，其一为寻找高散热系数之基板材料 ，以取代氧化铝，包含了矽基板、碳化矽基板、阳极化铝基板或氮化铝基板，其中矽及碳 化矽基板之材料半导体特性，使其现阶段遇到较严苛的考验，而阳极化铝基板则因其阳极 化氧化层强度不足而容易因碎裂导致导通，使其在实际应用上受限，因而，现阶段较成熟 且普通接受度较高的即为以氮化铝作为散热基板;然而，目前受限于氮化铝基板不适用传 统厚膜制程(材料在银胶印刷后须经850℃大气热处理，使其出现材料信赖性问题)，因此 ，氮化铝基板线路需以薄膜制程备制。

以薄膜制程备制之氮化铝基板大幅加速了热量从LED晶粒经由基板材料至系统电路 板的效能，因此大幅降低热量由LED晶粒经由金属线至系统电路板的负担，进而达到高热散 的效果。

另一种热散的解决方案为将LED晶粒与其基板以共晶或覆晶的方式连结，如此一来 ，大幅增加经由电极导线至系统电路板之散热效率。然而此制程对于基板的布线精确度与 基板线路表面平整度要求极高，这使得厚膜及低温共烧陶瓷基板的精准度受制程网版张网 问题及烧结收缩比例问题而不敷使用。现阶段多以导入薄膜陶瓷基板，以解决此问题。薄 膜陶瓷基板以黄光微影方式备制电路，辅以电镀或化学镀方式增加线路厚度，使得其产品 具有高线路精准度与高平整度的特性。共晶/覆晶制程辅以薄膜陶瓷散热基板势必将大幅提 升LED的发光功率与产品寿命。

近年来，由于铝基板的开发，使得系统电路板的散热问题逐渐获得改善，甚而逐渐 往可挠曲之软式电路板开发。另一方面，LED晶粒基板亦逐步朝向降低其热阻方向努力。

3、LED陶瓷散热基板介绍

如何降低LED晶粒陶瓷散热基板的热阻为目前提升LED发光效率最主要的课题之一， 若依其线路制作方法可区分为厚膜陶瓷基板、低温共烧多层陶瓷、以及薄膜陶瓷基板三种 ，分别说明如下：

3.1 厚膜陶瓷基板

厚膜陶瓷基板乃采用网印技术生产，藉由刮刀将材料印制于基板上，经过干燥、烧 结、雷射等步骤而成，目前国内厚膜陶瓷基板主要制造商为禾伸堂、九豪等公司。一般而 言，网印方式制作的线路因为网版张网问题，容易产生线路粗糙、对位不精准的现象。因 此，对于未来尺寸要求越来越小，线路越来越精细的高功率LED产品，亦或是要求对位准确 的共晶或覆晶制程生产的LED产品而言，厚膜陶瓷基板的精确度已逐渐不敷使用。

3.2 低温共烧多层陶瓷

低温共烧多层陶瓷技术，以陶瓷作为基板材料，将线路利用网印方式印刷于基板上 ，再整合多层的陶瓷基板，最后透过低温烧结而成，而其国内主要制造商有璟德电子、鋐 鑫等公司。而低温共烧多层陶瓷基板之金属线路层亦是利用网印制程制成，同样有可能因 张网问题造成对位误差，此外，多层陶瓷叠压烧结后，还会考量其收缩比例的问题。因此 ，若将低温共烧多层陶瓷使用于要求线路对位精准的共晶/覆晶LED产品，将更显严苛。