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LED散热陶瓷——雷射钻孔技术分析

2010-12-06 11:36
孤身万里游
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        散热陶瓷因高功率LED的发展逐渐被重视,这是因陶瓷本身因具有绝缘、耐热及稳定等优良等特性,不但可使板材能抵抗高压、不变形、不氧化与不黄化,更有与LED芯片相接进的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)之绝对优势。

        而散热陶瓷就工艺分类可分为HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics)与LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics)两种工艺,LTCC陶瓷是在软烤而成的生胚上打孔定位,接着以850℃的工艺条件下共烧而成,虽然此技术易塑形,但所烧出的陶瓷密度低,导致导热系数低、机械强度与绝缘特性都不佳,最重要的是生胚经烧结后会有收缩的问题,导致尺寸准确度问题尚待突破。所以较为精细的线路多改用HTCC陶瓷,此陶瓷使用1300~1600℃的高温烧结而成,使其具有比LTCC陶瓷较优越的机械特性,进一步在基板表面进行钻孔定位而没有尺寸精度的问题。

        但由于陶瓷极为优越的机械强度特性,以传统切割刀具难以在表面加工,因此通常以钻石刀(Diamond Saw )或雷射(Laser)进行加工。以成本较低的钻石刀进行切割,会因此方式以机械力进行切削,不但会造成刀具的耗损常须替换,还易造成基板切割边缘的不平整或破裂,除此之外还须以水进行冷却限制了许多工艺的应用。雷射不但具有精准度高、可局部加工、切割迅速与易控制切割图像等优势,还不受材料硬度、脆度及熔点等限制,因此雷射技术被大量导入进行陶瓷切割钻孔。

        雷射与一般自发放射光源不同,是受刺激放射而发光的光源,而这理论早在1917年就由爱因思坦所推导出来,直到1960年才由梅曼(Theodore Malman)以人造红宝石产生受激放射光,称之为雷射(LASER, Light Amplification by Stimulated Emissions of Radiation),也就是受刺激放射强化的辐射光源。

激光主题机构示意图

图1 :激光主题机构示意图

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