興美材料科技有限公司

產品

LED 散熱氮化鋁基板(AlN substrate)燒結代工服務

電洽

由於LED模組在電子產品的應用體積縮小,以及照明用高功率化的持續發展趨勢,使得散熱問題越趨嚴重,因此散熱基板成為許多廠家爭相開發與投入生產的項目。照明使用的高功率LED其每顆晶片的功率都達到1Wヽ3Wヽ5W,甚至更高;因此封裝基板的材質就成為關鍵因素。傳統PCB基板的材質為玻璃纖維與環氧樹脂,其導熱性質不佳,亦即不適合用於高功率LED的封裝,因此金屬基板與陶瓷基板就逐漸發展,並成為主流。 氮化鋁具有高熱傳導率(170~230 w/m.k),與矽相接近的熱膨脹係數(3.5~5.7 ppm/℃),因此被廣泛應用在微電子電路基板的封裝材料,高功率電子元件散熱材料,未來將取代其他陶瓷基板材料。
氮化鋁 (AlN) 粉末極易受到環境水解而反應形成氫氧化鋁,Al(OH)3,並放出氨氣(NH3);其會使得含氧量(oxygen content)增加,進而造成熱傳導係數下降,因此AlN 粉末需要作抗濕或改質,以改善水解之問題。

 若要得到高熱傳導率 (>180 w/m.k) 之AlN 基板需要控制以下事項:
(1) 提高緻密性>98%理論密度(3.26 g/cc),其可以藉由添加過渡金屬氧化物或稀土金屬(rare earth)之氧化物作為燒結助劑,如氧化釔 (Y2O3 ),在高溫形成液相燒結(liquid phase sintering),在晶界形成二次相 (secondary phase)

(2) 降低含氧量 (小於0.2 wt%),可以控制在一高富含氮氣氛下,同時採用BN 載具將AlN 基板放置其中,以減少晶格氧 (lattice oxygen) 之產生,同時降低石墨熱場所造成的碳污染,

氮化鋁(AlN)具有六方晶系Wurtzite 結構,為一共價鍵陶瓷材料,熔點極高.極難燒結,因此要提高其燒結溫度 (大於1800℃),才能燒結緻密,此種氣氛燒結爐通常為日本或德國進口,而目前興美材料(MEITEK)整合國內、外資源,可以提供以下AlN 燒結解決方案(total solution)
(1) AlN 粉末抗濕處理 (hydrolysis) 技術
(2) AlN 燒結用稀土金屬氧化物粉末助燒結劑
(3) AlN 燒結用binder free 氮化硼 (boron nitride) 載具 (可依客戶需求訂製)
(4) AlN 基板高溫氣氛燒結代工

如需了解氮化鋁基板與其他封裝材料基板物理性質,請點選click here