基于LTCC的高功率LED封装的建议
大尺寸LTCC器件在铝合金封装模块中的可靠性设计
大尺寸LTCC器件在铝合金封装模块中的可靠性设计王合利;徐达;王志会;常青松【摘要】High stress and even failure problem,induced by thermal expansion mismatch,are usually observed in the sol⁃dered LTCC component in microwave module with aluminum alloy package,especially when ceramic substrate is used. The stress evolution and distribution of such structure were analyzed with finite element method. The results show that for ceramic substrate,too high stress primarily results from the mismatch of the thickness of package bottom and each architecture adhering to the bottom(such as stress transition layer,ceramic substrate and ceramic component). Proper design strategy is to decrease in the thickness of stress transition layer and ceramic substrate,and increase in the thickness of package bottom.%在军用铝合金微波模块中焊接尺寸较大的LTCC器件时，由于热失配的存在，易出现应力过大甚至开裂。
当采用陶瓷基板时问题更为突出。
led灯珠封装 节能审查意见
led灯珠封装节能审查意见LED灯珠是一种新型的节能照明产品，其封装设计是保证其性能和寿命的关键。
为了确保节能产品的质量和性能，需要进行节能审查，并提出相关意见和建议。
LED灯珠的封装设计需要符合节能要求。
封装设计应考虑到LED灯珠的散热性能，以减少能量的损耗和浪费。
此外，封装设计还应考虑到光的传输效率，以充分利用LED灯珠的发光效果，提高能源利用率。
在节能审查中，可以对LED灯珠的封装设计进行评估，提出改进建议，以提高节能效果。
LED灯珠的封装材料也是节能审查的重点。
封装材料应具有良好的散热性能，以保证LED灯珠的长寿命和稳定性能。
同时，封装材料应具有良好的光学特性，以保证光的传输效率和均匀度。
在节能审查中，可以对封装材料的热导率、抗紫外线性能等进行检测和评估，提出改进建议，以提高节能效果。
LED灯珠的封装结构也需要进行节能审查。
封装结构应具有良好的散热通道，以保证LED灯珠的散热效果。
同时，封装结构应具有良好的光学设计，以提高光的利用率和均匀度。
在节能审查中，可以对封装结构的散热通道、光学设计等进行评估，提出改进建议，以提高节能效果。
LED灯珠的封装工艺也是节能审查的重点。
封装工艺应具有高效、节能的特点，以减少能源消耗和物料浪费。
在节能审查中，可以对封装工艺的能耗、物料利用率等进行评估，提出改进建议，以提高节能效果。
LED灯珠的封装设计是保证其节能性能的关键。
通过节能审查，可以评估和改进LED灯珠的封装设计，提高其节能效果。
封装设计应考虑到散热性能、光学特性、封装材料和封装结构等因素，以提高节能效果。
此外，封装工艺也应具有高效、节能的特点，以减少能源消耗和物料浪费。
通过节能审查，可以不断改进LED灯珠的封装设计，推动节能照明产业的发展。
ltcc封装基板应用场景
ltcc封装基板应用场景LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）封装基板是一种多层陶瓷封装技术，广泛应用于电子器件的封装和集成电路的制造。
LTCC封装基板具有优异的电性能、热性能和机械性能，适用于多种应用场景。
LTCC封装基板在无线通信领域有着广泛的应用。
在手机、电视和无线路由器等设备中，LTCC封装基板可以用于射频模块和天线的封装。
LTCC材料具有低介电损耗和优异的高频特性，可以实现高效的无线信号传输和射频功率放大，提高设备的性能和稳定性。
LTCC封装基板在汽车电子领域也有着重要的应用。
在汽车电子系统中，LTCC封装基板可以用于车载雷达、车载通信和车载娱乐系统的封装。
LTCC材料具有良好的热稳定性和耐高温性能，可以适应汽车工作环境中的高温和振动条件，保证系统的可靠性和稳定性。
LTCC封装基板还可以应用于医疗器械和生物传感器领域。
在医疗器械中，LTCC封装基板可以用于生物传感器、医疗监测设备和体外诊断设备的封装。
LTCC材料具有良好的生物相容性和耐腐蚀性能，可以与生物体接触而不产生不良反应。
同时，LTCC封装基板还具有优异的电性能和微加工能力，可以实现高灵敏度的生物传感和精确的医疗监测。
LTCC封装基板还可以应用于工业控制和测量领域。
在工业自动化和仪器仪表中，LTCC封装基板可以用于传感器、执行器和控制器的封装。
LTCC材料具有良好的电绝缘性和机械强度，可以抵抗工业环境中的高温、高压和腐蚀。
同时，LTCC封装基板的多层结构和高集成度，可以实现复杂的电路设计和高精度的测量控制。
总的来说，LTCC封装基板具有广泛的应用场景。
无论是无线通信、汽车电子、医疗器械还是工业控制，LTCC封装基板都可以发挥其优异的电性能、热性能和机械性能，满足不同领域的需求。
随着电子技术的不断发展和应用的不断拓展，LTCC封装基板将会在更多的领域发挥重要作用，推动技术的进步和产业的发展。
LTCC技术研究
LTCC技术研究LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）是一种低温共烧陶瓷技术，广泛应用于微波和射频电子器件领域。
它通过在低温下将多种材料共同烧结在一起，形成坚固的陶瓷基板，可以实现高密度的电子元器件封装和集成。
LTCC技术的主要特点是低温共烧，通过控制烧结温度和时间，可以实现不同材料的共烧。
这样可以在一次烧结过程中完成多种功能材料的封装，减少了工艺流程和加工成本，提高了生产效率。
同时，低温共烧技术还可以实现与金属电路板的粘接，形成密封结构，提高了器件的稳定性和可靠性。
LTCC技术还具有优良的电性能和热性能。
由于陶瓷基板的低介电常数和低损耗，可以实现低的信号传输损耗和高的工作频率，适用于微波和射频电子设备。
此外，LTCC材料的热膨胀系数与硅、铜等常见电子材料相匹配，可以有效减少热应力和热膨胀对器件的影响，提高了器件的可靠性和性能稳定性。
在应用上，LTCC技术主要用于微波和射频器件的封装和集成。
它可以制作各种类型的射频滤波器、耦合器、功分器、混频器等器件，满足不同应用对频率选择性和功率处理能力的要求。
同时，LTCC材料还可以与其他器件集成，如声光调制器、光电探测器等，实现多功能集成的微波光子集成芯片。
除了射频和微波器件领域，LTCC技术还可以应用于其他领域，如生物传感器、医疗器械和汽车电子等。
通过合适的材料选择和工艺参数控制，可以实现对特定环境和介质的高灵敏度检测和响应。
例如，利用LTCC材料的隔热、耐高温和抗化学腐蚀等特性，可以制作用于高温环境下的传感器和电荷放大器等器件。
尽管LTCC技术在微波和射频电子器件领域具有广泛应用，但仍然存在一些挑战和研究方向。
首先，需要研究更多的材料组分和配方，以满足不同器件对性能和功能的要求。
其次，为了实现更高的集成度和更好的器件性能，需要进一步开发和优化相关工艺和设备。
此外，还需要研究LTCC材料的表面处理和界面控制等技术，以提高与其他材料和器件的兼容性。
2024年LTCC技术市场前景分析
2024年LTCC技术市场前景分析概述低温共烧陶瓷（LTCC）技术是一种用于集成电路和射频（RF）器件封装的先进技术。
它具有良好的机械性能、优异的电性能和优异的封装特性。
本文将分析LTCC技术在市场中的前景，探讨其未来可能面临的挑战和机遇。
市场需求与应用1. 通信行业LTCC技术在通信行业应用广泛，特别是在无线通信领域。
随着5G技术的迅猛发展，对高性能射频器件的需求不断增长。
LTCC技术能够满足高频、高速和高集成度的要求，因此被广泛应用于5G天线和滤波器等射频前端模块的封装中。
2. 汽车电子汽车电子市场是LTCC技术的另一个重要应用领域。
随着新能源汽车和智能驾驶技术的快速发展，对于高可靠、高温耐受和高集成度封装的需求不断增加。
LTCC技术能够满足这些需求，使其在汽车电子中的应用前景广阔。
3. 工业控制与航空航天在工业控制和航空航天领域，LTCC技术能够提供高温、高压和抗辐射等特性，适用于各种严苛的工作环境。
因此，在这些领域中，LTCC技术也有较大的市场需求和应用潜力。
市场前景1. 技术成熟度与市场竞争LTCC技术已经具备相对成熟的制造工艺和大规模生产能力。
同时，市场上也存在多家具有技术优势的厂商。
这些因素使得LTCC技术在市场上竞争优势明显，有能力满足不同行业的需求。
2. 产品性能和应用价值LTCC器件具有优异的电性能、封装特性和机械性能。
同时，由于其材料的低成本和灵活性，可以满足不同应用领域的需求。
因此，LTCC技术在市场中的应用价值较高，有望继续得到广泛采用。
3. 行业发展趋势随着技术的进一步发展，LTCC技术将不断突破自身的技术瓶颈，并在产品性能和工艺制造上实现更多的创新。
同时，市场需求的不断增长也将推动LTCC技术的发展。
未来，LTCC技术有望在更多的行业领域得到应用，市场前景广阔。
挑战与机遇1. 技术创新挑战LTCC技术在高频、高速和高可靠性等方面面临着挑战。
在满足更高性能要求的同时，需要不断改进和创新制造工艺。
led半导体照明创新方案与制定相应标准的建议
led半导体照明创新方案与制定相应标准的建议针对LED半导体照明的创新方案和相应标准制定，以下是一些建议：1. 提倡能源效率：为了提高照明的能源效率，我们可以推动研发更高效、更节能的LED照明产品，例如更高效的LED芯片、更有效的发光材料等。
标准可以设定对能源效率的最低要求，以推动行业整体向更节能的方向发展。
2. 提高照明质量：除了能效外，照明质量也是一个重要的标准，包括色温、色彩品质、光束角度等。
我们可以推动研发更好的照明控制技术来提高照明质量，并将其纳入相应的标准中。
3. 提升产品寿命：LED的寿命是其一个重要的特点之一。
我们可以鼓励研发更长寿命的LED产品，通过改进散热设计、减少光衰等方式延长其使用寿命。
同时，标准可以设立对寿命的最低要求，以保证消费者获得一致的质量。
4. 推动智能照明：随着物联网和人工智能的发展，智能照明系统越来越受到关注。
我们可以鼓励研发更智能的LED照明产品，如可以通过云端控制的照明系统、自适应调光功能等。
相应的标准可以设立对智能照明系统的要求，以确保其稳定性和安全性。
5. 建立测试和认证体系：为了确保LED照明产品质量，可以建立一套完整的测试和认证体系，对LED产品的性能、安全性等进行检测和认证。
这样可以提供给消费者购买时的参考，同时也可以防止低质量产品流入市场。
6. 加强国际合作：LED照明产业是一个全球化的产业，因此在制定标准时需要加强国际合作。
与其他国家和地区共享经验和技术，制定一致的标准，促进全球LED照明产业的发展。
总之，LED半导体照明的创新方案和制定相应标准需要综合考虑能效、照明质量、寿命、智能照明等方面的要求，建立一套完善的测试和认证体系，并加强国际合作。
这样可以推动LED照明行业的创新发展，同时保证产品的质量和可靠性。
高功率LED封装探讨与展望
望
下 降 得 很快 。所 以 ，对 于 高 功 率ＬＥＤ而 言 ，
研 究 表 明 ，高 功 率 ＬＥ Ｄ只能 将 ２ ％ 的 电 能 传 统 的 环 氧 树 脂 受 其 特 性 所 限 ， 已 不 符 合 其 ０
转 化 成 光 能 ，其 余 都 会 以 热 能 的 形 式 散 失 。如 对 散 热 的 需 求 。
维普资讯
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Ｉ 专题报道 Ｉｅ ｔｒ ｅ ｏ ｔ ａ ｕｅ Ｒ ｐ ｒ Ｆ
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高封 一 功装 率探 ｕ讨 Ｅ 局纣
－本 刊 记 者 ｌ 博 ｌ 于
长 久 以 来 ，在 对 ＬＥ Ｄ散 热 要 求 不 是 很 高 的 的选 取 就 变 得 尤 为 重 要 了 。 情 况 下 ，ＬＥ Ｄ多 利 用 传 统 树 脂 基 板 进 行 封 装 。 然 而 ， 随 着 市 场 应 用 领 域 不 断 扩 大 ， 需 求 层 次
白 光 ＬＥＤ ， 已 能 使 环 氧 树 脂 破 坏 情 况 加 剧 ，
更 何况 高 功 率 的 白光 ＬＥＤ所 发 出的短 波 长 光
线 更 多 ， 恶 化 现 象 自 然 更 加 快 速 和 严 重 。 因 此 ， 找 到 全 新 材 质 来 替 代 环 氧 树 脂 封 装 高 功
率 Ｌ Ｄ已经 迫在 眉睫 。 Ｅ
高 功 率 Ｌ Ｄ的 封 装 材 料 ，便 成 为 业 界 关 注 的 热 Ｅ
出 现 ，在 考 虑 如 何 散 失 热 能 的 同时 ，还 要兼
顾 ＬＥ Ｄ发 光 的 稳 定 性 与 持 续 性 。 如 果 ＬＥＤ的
热 能 无 法 尽 快 散失 ，那 么 其 亮 度 和寿 命 都 将
ＬＤ Ｅ 散热的原理
Ｌ 散热 基板类型 Ｅ Ｄ
大功率LED封装以及散热技术
大功率LED封装以及散热技术大功率LED封装以及散热技术一、散热:由于目前半导体发光二极管晶片技术的限制，LED的光电转换效率还有待提高，尤其是大功率LED，因其功率较高，大约有60%以上的电能将变成热能释放（随着半导体技术的发展，光电转换效率会逐渐提高）,这就要求终端客户在应用大功率LED产品的时候，要做好散热工作，以确保大功率LED产品正常工作。
我司根据产品特性及长期老化试验数据经验提出有关散热方面的建议，仅供参考！1．散热片要求。
外型与材质：如果成品密封要求不高，可与外界空气环境直接发生对流，建议采用带鳍片的铝材或铜材散热片。
2．有效散热表面积：对于1W大功率LED白光（其他颜色基本相同）我司推荐散热片有效散热表面积总和≥50-60平方厘米。
对于3W产品推荐散热片有效散热表面积总和≥150平方厘米，更高功率视情况和试验结果增加，尽量保证散热片温度不超过60℃。
3．连接方法：大功率LED基板与散热片连接时请保证两接触面平整，接触良好，为加强两接触面的结合程度，建议在LED基板底部或散热片表面涂敷一层导热硅脂（导热硅脂导热系数≥3.0W/m.k），导热硅脂要求涂敷均匀、适量再用螺丝压合固定。
大功率照明级LED之封装从实际应用的角度来看：安装使用简单、体积相对较小的大功率LED器件在大部分的照明应用中必将取代传统的小功率LED器件。
其好处是非常明显的，小功率的LED组成的照明灯具为了达到照明的需要，必须集中许多个LED的光能才能达到设计要求。
带来的缺点是线路异常复杂，散热不畅，为了平衡各个LED之间的电流电压关系必需设计复杂的供电电路。
相比之下，大功率LED单体的功率远大于单个LED等于若干个小功率LED的总和，供电线路相对简单，散热结构完善，物理特性稳定。
所以说，大功率LED器件代替小功率LED器件成为主流半导体照明器件是必然的。
但是对于大功率LED器件的封装方法我们并不能简单的套用传统的小功率LED器件的封装方法与封装材料。
基于LTCC的高功率LED封装的建议
基于LTCC的高功率LED封装的建议摘要多层陶瓷金属是基于低温共烧陶瓷 (LTCC) 高功率多层陶瓷金属封装而提出的，以符合最近的高功率Led生产的需求，建议的方案利用横截面面积比普通LED芯片尺寸更大的散热片塞，片塞可以在一单个烧制过程中构建。
对于可靠的LED封装和烧结银热导率相当于散装银的，陶瓷金属接口匹配质量可以接受的。
MLCMP的建议相当于散热器现有类型塞封装，其中芯片位于塞和金属散热片有效地传递热量由散热片塞援助电路板。
多层陶瓷金属的热阻是数值和实验的评价。
在数值模拟MLCMP与传统散热片式封装和基于氮化铝的封装进行了比较。
三种封装方式的电阻小于10K/W。
由于via slug截面的增加，MLCMP热电阻值高于其他两种封装方式。
瞬态热分析仪用来测量 MLCMP工作的实际抗热性。
测得的数据进行与解决方案进行比较。
MLCMP 贡献的热阻表明要小于 1.0 K/W考虑市民的负担能力和设计的灵活性，我们预料MLCMP的建议不是适合于高功率 LED 封装，但也照明模块解决方案是有前途的。
简介从简单的信号指示器，背光的液晶面板、室外屏、汽车的指标以及交通信号灯，固态照明 (SSL)，扩大了其应用。
现在，由于环境亲和性和能源效率SSL 可望成为最有前途的一般照明解决方案和从多要求高光通量的应用。
为了符合这些要求需要提供可靠包装技术，以及更有高效的发光二极管 (LED)。
提出了各种高功率 LED 封装 (PKGs)。
[1] Lumileds 的 Luxeon 和欧司朗的金龙 [2]是代表。
这些封装,配备大体积内嵌式散热的金属。
凭借内嵌式的金属，抗热性的 PKGs 远低于传统 LED封装。
但是，大多数基于高功率PKGs的引线框架体积大，占用电路的板面积多。
陶瓷PKG的优点是表面小，能在高温、紫外线辐射、保持长期稳定的耐力。
由于形成多层电路能力，陶瓷PKG可以方便地制作照明模块包括高反射金属层、信号通过单独的 PKGs 与焊接模式之间的互连。
基于ltcc工艺的超小型高q值带通滤波器的制作方法
基于 LTCC 工艺的超小型高 Q 值带通滤波器的制作方法近年来，随着无线通信的不断发展，带通滤波器在通信系统中扮演着重要的角色。
为了减小滤波器的体积和重量，同时提高其 Q 值，LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics) 工艺被广泛应用于带通滤波器的制造中。
本文介绍了基于 LTCC 工艺的超小型高 Q 值带通滤波器的制作方法，包括滤波器的设计、LTCC 材料的选取、陶瓷封装的设计和制作等方面。
通过这种方法，可以制作出体积小、重量轻、高 Q 值的带通滤波器，为无线通信的发展做出贡献。
一、滤波器的设计在本文中，我们设计了一种基于 LTCC 工艺的超小型高 Q 值带通滤波器。
该滤波器的通带范围为 2GHz-4GHz，阻带范围为3GHz-6GHz,Q 值大于 100。
为了实现这一目标，我们需要选择合适的材料、结构和尺寸，并进行合理的设计。
首先，我们需要选择适合的 LTCC 材料。
由于 LTCC 材料的热膨胀系数较小，因此可以实现高精度的封装和组装。
常用的 LTCC 材料包括 AlN、Al2O3、GaN 等，它们具有较高的电学和光学性能。
在本文中，我们选择了 AlN 作为滤波器的基材。
其次，我们需要设计滤波器的封装结构。
封装结构的设计需要考虑滤波器的频率响应、Q 值、稳定性等因素。
在本文中，我们采用了一种基于陶瓷封装技术的结构，将滤波器安装在陶瓷封装基板上，从而实现滤波器的高精度封装和组装。
最后，我们需要设计滤波器的电路图和参数。
在设计滤波器电路图时，我们需要考虑到滤波器的通带、阻带和 Q 值等因素。
在本文中，我们采用了一种基于差分对的电路结构，以实现滤波器的高 Q 值和高精度。
二、LTCC 材料的选取在选择 LTCC 材料时，我们需要考虑到其热膨胀系数、电学性能、光学性能等因素。
在本文中，我们选择了 AlN 作为滤波器的基材，因为它具有较高的电学和光学性能，同时其热膨胀系数较小，可以实现高精度的封装和组装。
基于LTC3783高能效车用LED驱动器的设计
性和颜色的完整性 、 稳定性 ， 并且保护 Ｌ Ｅ Ｄ免受 冲
击 电流 的损 坏 。Ｌ Ｅ Ｄ在汽 车应 用 中另外 一个 重 要 的
挑战是如何用一个可能低于 、等于或高于负载工作 电压的电池 电压．去驱动一个或数个字 串显示用的 Ｌ Ｅ Ｄ 。还有 。 能否有效地让 Ｌ Ｅ Ｄ以大调光 比例进行
滑、 连续 的 。［ ３ １
动 。恒压 源 驱动 的负 载一 般采 用 Ｌ Ｅ Ｄ多 支路 并 联 ， 每 个 支路 都要 串连 一个 有 一 定 阻值 的镇 流 电阻 ， 要 求 高 电流 输 出时 ，电路 的转化 效率较 低 。 由于 Ｌ Ｅ Ｄ 是 电流 型器件 ，即使 电压 发生 微小 的变 化 也可 能 引 起 电流 的大 幅度 变 动 。 恒 压 源驱 动将 影 响到 Ｌ Ｅ Ｄ 的 发 光质量 和稳 定性 ：恒 流源驱 动 能控制 输 出电流稳 定， Ｌ Ｅ Ｄ发光 质 量 好 ， 一 般采 用 串联 连 接 ， 只有一 个
Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０ １ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ０ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ － － － ４ ８ ２ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ ２ ４
基于 Ｌ Ｔ Ｃ ３ ７ ８ ３高 能 效 车 用 Ｌ Ｅ Ｄ 驱 动 器 的设 计
调光 ， 同时保 持其 在不 同亮度 下有 准 确 的色 彩特 性 。
正向工作 电流， ， ， 越大 ， 越高。 所以， 当提高工作电 流以增大光输出时 ， 结温随着升高 ， 这又会导致光输
出功率的下降（ 如图 １ ） 。
以上这些都要求 Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ驱动器能精准有效地操作 ， 特别在驱动高功率 、 高亮度 Ｌ Ｅ Ｄ时 ， 应使绝大部分 的功率用于发光 ， 极少部分用于发热 。为此 ， 本文介 绍一 种应用 Ｌ Ｔ Ｃ ３ ７ ８ ３实现 ３ ０ ０ ０： ｌ 调光 的大功率 Ｌ Ｅ Ｄ驱动器的设计 。
ltcc材料
ltcc材料LTCC材料。
LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）材料是一种低温共烧陶瓷材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
本文将介绍LTCC材料的特性、制备工艺和应用领域。
首先，LTCC材料具有优异的介电性能和热稳定性。
由于其低介电损耗和较高的介电常数，LTCC材料被广泛应用于微波器件、射频模块和天线等领域。
同时，LTCC材料的热膨胀系数与硅基片材料相匹配，使其成为集成电路封装的理想选择。
其次，LTCC材料具有优异的机械性能和化学稳定性。
其高强度和硬度使其在高温、高压环境下依然能够保持稳定的性能。
此外，LTCC材料对酸碱等化学物质具有较好的耐蚀性，适用于化工领域的传感器、探测器等器件的制备。
LTCC材料的制备工艺主要包括材料配方、成型、烧结和后续加工。
在材料配方阶段，需要精确控制各种成分的比例，以确保材料具有稳定的性能。
在成型阶段，常采用注塑成型、压铸成型等工艺，将粉末材料成型为所需的形状。
烧结是LTCC材料制备的关键步骤，通过控制烧结温度和时间，实现材料的致密化和结晶化。
最后，经过后续的加工工艺，如切割、打孔、镀金等，得到最终的LTCC器件。
LTCC材料在微波器件、射频模块、集成电路封装、传感器等领域有着广泛的应用。
在微波器件中，LTCC材料常用于制备耦合器、滤波器、功分器等器件，其低损耗和高频率特性使其成为微波通信领域的重要材料。
在射频模块中，LTCC材料可用于制备功率放大器、混频器、隔离器等器件，满足射频通信系统对高频、高功率的需求。
此外，LTCC材料还被广泛应用于汽车电子、医疗器械、航天航空等领域，为现代科技的发展提供了重要支撑。
总之，LTCC材料具有优异的性能和广泛的应用前景，其制备工艺和应用领域不断得到拓展和深化。
随着科技的不断进步和需求的不断增长，LTCC材料必将在更多领域展现其独特的价值和潜力。
新瓷器时代-LED陶瓷散热方案 LTCC、HTCC、DBC、DPC(谷风优文)
2010年新瓷器時代-LED陶瓷散熱方案分類：技術論壇2010/03/16 16:021、前言璦司柏電子為因應高功率LED照明世代的來臨，致力尋求高功率LED的解熱方案，近年來，陶瓷的優良絕緣性與散熱效率促使得LED照明進入了新瓷器時代。
LED 散熱技術隨著高功率LED產品的應用發展，已成為各家業者相繼尋求解決的議題，而LED散熱基板的選擇亦隨著LED之線路設計、尺寸、發光效率…等條件的不同有設計上的差異，以目前市面上最常見的可區分為(一)系統電路板，其主要是作為LED最後將熱能傳導到大氣中、散熱鰭片或外殼的散熱系統，而列為系統電路板的種類包括：鋁基板(MCPCB)、印刷電路板(PCB)以及軟式印刷電路板(FPC)。
(二)LED晶粒基板，是屬於LED晶粒與系統電路板兩者之間熱能導出的媒介，並藉由共晶或覆晶與LED晶粒結合。
為確保LED的散熱穩定與LED晶粒的發光效率，近期許多以陶瓷材料作為高功率LED散熱基板之應用，其種類主要包含有：低溫共燒多層陶瓷(LTCC)、高溫共燒多層陶瓷(HTCC)、直接接合銅基板(DBC)、直接鍍銅基板(DPC)四種，以下本文將針對陶瓷LED晶粒基板的種類做深入的探討。
2、陶瓷散熱基板種類現階段較普遍的陶瓷散熱基板種類共有LTCC、HTCC、DBC、DPC四種，其中HTCC屬於較早期發展之技術，但由於其較高的製程溫度(1300~1600℃)，使其電極材料的選擇受限，且製作成本相當昂貴，這些因素促使LTCC的發展，LTCC雖然將共燒溫度降至約850℃，但其尺寸精確度、產品強度等技術上的問題尚待突破。
而DBC與DPC則為近幾年才開發成熟，且能量產化的專業技術，但對於許多人來說，此兩項專業的製程技術仍然很陌生，甚至可能將兩者誤解為同樣的製程。
DBC乃利用高溫加熱將Al2O3與Cu板結合，其技術瓶頸在於不易解決Al2O3與Cu板間微氣孔產生之問題，這使得該產品的量產能量與良率受到較大的挑戰，而DPC技術則是利用直接披覆技術，將Cu沉積於Al2O3基板之上，其製程結合材料與薄膜製程技術，其產品為近年最普遍使用的陶瓷散熱基板。
基于LTCC技术的微波器件设计研究
基于LTCC技术的微波器件设计研究随着时代的不断发展，无线通讯已经成为人们生活中的一部分，而微波器件则是实现无线通讯不可或缺的一部分。
作为微波器件中的一种，LTCC技术在设计制造微波器件方面具备一定的优越性，本文将就基于LTCC技术的微波器件设计研究展开探讨。
一、LTCC技术简介LTCC技术是一种低温共烧陶瓷技术，是将多种不同性质的材料混合在一起，形成一种高强度、高韧性的陶瓷基质，再通过丝印、层压等方法加工成需要的具有一定精度和复杂度的电子器件。
LTCC技术生产的微波器件具有良好的高频性能、优良的排热性能以及耐高温等特点，因此在微波器件中有着广泛的应用。
二、基于LTCC技术的微波器件设计1. 隔离器LTCC技术能够实现多层陶瓷基质的叠加，因此可以设计出多路隔离器。
以3路隔离器为例，将左、中、右三路电磁波导分别在不同层中制作，其中左、中两路电磁波导在同一层中，右路电磁波导在相邻的层中，这样可以实现隔离效果。
2. 滤波器LTCC技术可以制作出滤波器，其中以带通滤波器为例。
通过在陶瓷基质中制作出谐振结构实现滤波的效果，同时可以根据不同的业务需要设计出不同的频带。
3. 天線同样，天线也是微波器件中的重要组成部分。
在LTCC技术的基础上，设计出双极化补偿天线，可以实现双极化信号的接收和传输。
三、基于LTCC技术的微波器件的应用目前，LTCC技术制作的微波器件已经在通讯、广播电视、雷达等领域得到了广泛的应用。
1. 通讯随着移动通讯技术的飞速发展，基站天线成为无线通讯中必不可少的组成部分。
而基于LTCC技术制作的基站天线，具备良好的高频性能和工艺可靠性，可以精细调节，因此已经广泛应用于移动通讯领域。
2. 广播电视宽带天线是广播电视中的重要组成部分，因其能够识别和接收HDTV、DTV等高清信号，可以向用户提供更加优质的视听效果。
而LTCC技术制作的宽带天线，具备良好的高频性能和设计精度，因此在广播电视领域成为优秀的选择。
LTCC钎焊封装工艺设计
LTCC钎焊封装工艺设计LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）是一种低温共烧陶瓷技术，广泛应用于微电子封装领域。
本文主要探讨LTCC的钎焊封装工艺设计。
首先，基板设计是LTCC钎焊封装工艺设计的重要一环。
基板设计需要考虑到尺寸、层间电性能、引线布局和层间互连等因素。
尺寸设计应满足器件尺寸要求，同时考虑到基板的制造工艺限制。
层间电性能设计涉及到介电常数、耐电气击穿强度和损耗等指标的选择。
引线布局需要考虑信号传输和功耗分布等因素，以保证电子器件的工作性能。
层间互连需要适配器件间的信号和电源连接，同时考虑信号串扰和功耗耦合的影响。
其次，陶瓷钎焊材料的选择对LTCC钎焊封装工艺有重要影响。
一般来说，常用的钎焊材料有金属钎料和陶瓷钎料两种。
金属钎料适用于钎焊温度较高的情况，但可能会对陶瓷基板和器件产生热应力和腐蚀。
陶瓷钎料的钎焊温度较低，可以减小对陶瓷基板和器件的损伤。
钎料选择需要根据钎焊温度、材料相容性和工艺要求进行综合考虑。
钎焊工艺是LTCC钎焊封装工艺设计的核心内容。
钎焊工艺包括预处理、钎焊温度和时间控制、钎料形状和厚度设计等环节。
预处理主要包括基板和器件的清洁和表面处理，以提高钎焊界面的可靠性。
钎焊温度和时间控制需要根据钎料的特性和器件的要求进行确定，以保证钎焊的充分融合和界面强度。
钎料形状和厚度设计需要考虑引线位置和尺寸，以及布局的可靠性和性能。
最后，封装工艺是LTCC钎焊封装工艺设计中不可忽视的一环。
封装工艺包括包封材料的选择、封装压力和温度的控制、后续加工和测试等环节。
包封材料的选择需要兼顾封装的可靠性、绝缘性能和热传导性能。
封装压力和温度的控制需要根据器件的要求和尺寸进行调整，以保持封装界面的稳定性。
后续加工和测试需要考虑到工艺的一体化和封装产品的可调试性和维护性。
综上所述，LTCC钎焊封装工艺设计需要从基板设计、陶瓷钎焊材料、钎焊工艺和封装工艺等方面进行综合考虑，以确保封装产品具有可靠性和性能。
高速高密度光电共封装技术
高速高密度光电共封装技术孙瑜;刘丰满;薛海韵【摘要】分析了高速高密度光电共封装中2.5D、3D集成技术,提出并验证了2种2.5D光电共封装结构:采用硅转接板的光电共封装和采用玻璃转接板的2.5D结构,经仿真得到在40 GHz工作时可以实现较低的插入损耗,并进行了工艺验证,制备了硅转接板和玻璃转接板样品.还提出了一种新型基于有机基板工艺的3D光电共封装结构,该结构相比其他2.5D和3D结构尺寸更小、更薄,设计更灵活.对该结构进行了工艺验证,制作了光探测器(PD)与跨阻放大器(TIA)共同集成的三维光电共封装样品.【期刊名称】《中兴通讯技术》【年(卷),期】2018(024)004【总页数】6页(P27-32)【关键词】光电共封装;光电封装;混合集成;三维封装【作者】孙瑜;刘丰满;薛海韵【作者单位】中国科学院微电子研究所,北京100029;华进半导体封装先导技术研发中心有限公司,江苏无锡 214135;中国科学院微电子研究所,北京100029;华进半导体封装先导技术研发中心有限公司,江苏无锡 214135;中国科学院微电子研究所,北京100029;华进半导体封装先导技术研发中心有限公司,江苏无锡 214135【正文语种】中文【中图分类】TN929.5信息技术的广泛应用和各种新业务的不断出现，导致网络容量迅速增长，据估计到2020年信息量增长到惊人的44 Z（1021）字节。
未来数据中心面临的最大挑战之一是大量的数据需要被存储、传输和处理。
此外，随着多核处理器、内存需求和输入/输出（I/O）带宽需求的持续增加导致了网络拥塞和连接瓶颈。
随着带宽的增加，功耗也急剧增加，数量传输数据所需的能量限制系统性能。
作为下一代互连技术强有力的竞争者，光互连具有宽频带、抗电磁干扰、强保密性、低传输损耗、小功耗等明显优于电互连的特点，是一种极具潜力的电互连替代或补充方案[1]。
同时可以充分利用波分复用（WDM）技术，尤其是密集波分复用（DWDM）技术发挥光互连带宽优势，实现高速、海量信息传输；但成本和规模化是光互连在数据中心内使用光学的最大障碍。
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基于LTCC的高功率LED封装的建议摘要多层陶瓷金属是基于低温共烧陶瓷 (LTCC) 高功率多层陶瓷金属封装而提出的，以符合最近的高功率Led生产的需求，建议的方案利用横截面面积比普通LED芯片尺寸更大的散热片塞，片塞可以在一单个烧制过程中构建。
对于可靠的LED封装和烧结银热导率相当于散装银的，陶瓷金属接口匹配质量可以接受的。
MLCMP的建议相当于散热器现有类型塞封装，其中芯片位于塞和金属散热片有效地传递热量由散热片塞援助电路板。
多层陶瓷金属的热阻是数值和实验的评价。
在数值模拟MLCMP与传统散热片式封装和基于氮化铝的封装进行了比较。
三种封装方式的电阻小于10K/W。
由于via slug截面的增加，MLCMP热电阻值高于其他两种封装方式。
瞬态热分析仪用来测量 MLCMP工作的实际抗热性。
测得的数据进行与解决方案进行比较。
MLCMP 贡献的热阻表明要小于 1.0 K/W考虑市民的负担能力和设计的灵活性，我们预料MLCMP的建议不是适合于高功率 LED 封装，但也照明模块解决方案是有前途的。
简介从简单的信号指示器，背光的液晶面板、室外屏、汽车的指标以及交通信号灯，固态照明 (SSL)，扩大了其应用。
现在，由于环境亲和性和能源效率SSL 可望成为最有前途的一般照明解决方案和从多要求高光通量的应用。
为了符合这些要求需要提供可靠包装技术，以及更有高效的发光二极管 (LED)。
提出了各种高功率 LED 封装 (PKGs)。
[1] Lumileds 的 Luxeon 和欧司朗的金龙 [2]是代表。
这些封装,配备大体积内嵌式散热的金属。
凭借内嵌式的金属，抗热性的 PKGs 远低于传统 LED封装。
但是，大多数基于高功率PKGs的引线框架体积大，占用电路的板面积多。
陶瓷PKG的优点是表面小，能在高温、紫外线辐射、保持长期稳定的耐力。
由于形成多层电路能力，陶瓷PKG可以方便地制作照明模块包括高反射金属层、信号通过单独的 PKGs 与焊接模式之间的互连。
如要求高功率Led在恶劣的环境的应用，例如汽车发动机室、沙漠或海，在高温、高紫外线辐射或腐蚀性化学品，稳定性已变得越来越重要。
特别是白光LED 结合紫外发光 LED 和多彩色荧光粉将会在一年内盛行，在紫外线辐射中材料的稳定性将成为LED封装中最关键的问题之一，而陶瓷材料将大有前途 [3]。
然而，陶瓷PKGs的大规模应用高功率LED封装主要是由于陶瓷材料低导热系数和成本方面而推迟。
例如氧化铝（氧化铝、 Al2O3）的热导率是约 50 W/m.K。
在低温度情况下Co-fired 陶瓷 (LTCC)，这是一种结合氧化铝和玻璃的材料，热导率是约 5 W/m.K。
氮化铝（AlN）将是唯一的例外，因为其导热系数达到 180 W/m⋅K。
不过，高贵的陶瓷的大规模应用减缓主要得益于原料成本和先进的制造工艺面。
在此研究中，我们将提出一个全新的 PKG 结构结合传统的金属引线框架优势的PKGs和陶瓷的PKGs，这意味着新的PKG结构的热阻，将相当于现有的 PKGs，并且它在设计方面的更灵活、商业化。
多层结构的陶瓷金属封装大部分的高功率的现有封装，功于合金弹头或散热片以降低热阻。
通过金属嵌条消散从LED 芯片产生的热量并将其传输到外环境中。
然而，陶瓷封装除了电子导电的小直径的孔外并没有这样的设备。
热阻主要取决于陶瓷材料的热导率，陶瓷封装本身并发挥导热的作用了。
有许多试图改善陶瓷封的装热性能 [4] [5] [6]。
大部分的尝试集中在陶瓷材料附加金属导热。
LTCC-M （低温共烧陶瓷金属）技术或过孔阵列具有代表性。
然而，低温共烧陶瓷- M的技术需要多余的钎焊或焊接工艺。
通孔的阵列可能是在传统LED的芯片尺寸300微米× 300微米，功率小于0.1瓦特。
不幸的是，在大多数情况下，商用通孔直径在200微米之间，过孔之间的距离应大于2.5倍的直径。
考虑到大部分高功率LED芯片尺寸大于1.0毫米× 1.0毫米，通过传统的阵列截面面积对于高功率LED的热传输路径不足够。
提高陶瓷基板的热导率的工作由M. A. Zampino开拓。
在研究中，他们将热通过直径扩大达 1.1 毫米从而获得的 255 W /m⋅K 热导率通过阵列，超过普通的金属。
在此研究中，我们吸收了基于成高功率LED封装的LTCC的热通道德余热。
原因是我们把重点放在LED 封装的特点LTCC的热通道上；即使高功率 Led 的热负荷超过 100 W/cm2，相比普通的硅芯片上的热负荷限制在一个小区域。
鉴于via slug大小是相当于LED晶粒尺寸，它将作为有效的散热片。
图。
1。
MLCMP的结构1、金属芯2、电极3、低温共烧陶瓷4、反射器5、 LED6、金线7、密封剂图。
2。
MLCMP的制造工艺（一）绿色板材贴合（二）冲孔（三）金属芯灌装（四）射击（五）反射附件（六）芯片安装（g）封装多层陶瓷金属封装(MLCMP)的结构如图 1 所示，其制造过程如图 2 所示。
MLCMP 的最重要的特征之一是通过via slug下方存在大规模的的led，借以MLCMP 保证其作为一种高功率包解决方案的性能。
在烧结过程中，绿色陶瓷片和金属粘贴运动不同。
通在烧结过程，直径少于200μm小范围内'不匹配收缩'不会造成了致命的问题。
MLCMP via slug的大小通常可能出现超过 1毫米直径的裂缝或 de-lamination 引起收缩不匹配。
通过调整的金属粘度粘贴（或调整金属粉末/溶剂比）和故意操纵温度分布，从而成功克服收缩的不匹配。
图3金属陶瓷界面的横截面如图 3 所示，在金属-陶瓷界面形态没有包含任何其大小足以使热性能致命的的空隙或空腔。
在聚合物的蒸发和烧结的过程中陶瓷和金属之间形成微小的空隙。
从上述观点和先前的工程，我们认为陶瓷和金属材料的物理和热性能是几乎等同于散状物料。
[7] 在先例的工作，烧结银磁带的导热系数是约 300 W/m.K，即实际上兼容的大容量银为400 W/m.K。
在以下的模拟部分中，热导率通过辅助信息被设置为300 W/m.K。
评价方法多层陶瓷金属热电阻为数值计算和实验。
在数值的评估中，多层陶瓷金属与散热片式 PKG（Lumileds’ Luxeon），和氮化铝基陶瓷PKG进行比较.在实验的评估中，瞬态热分析仪用来测量抗热性MLCMP的工作样本。
组件材料厚度密度kg/m3比热J/kg·K热导率W/m ·K Heat slug Copper--- 8880 375 350Via slug Silver, sintered--- 9500 220 300LTCC Dupont 951--- 3100 989 3.0 Aluminum Nitride AlN--- 3400 730 120Mold,Encapsulant Nylon--- 1150 1700 0.2Chip Silicon--- 2330 712 150Chip die bonder Ag paste20 3500 1500 2.5Solder Sn/Ag/Cu100 7500 230 60Bonding epoxy Thermal epoxy50 1900 800 0.8PCB base Aluminum1500 2700 900 250Circuit Pattern Copper75 8880 375 350 Dielectric layer Bergquist t-clad75 1250 1300 22表1.封装模型的材料物理性能在 Luxeon 的数值模型的情况下，其厚度是 50 μ m 的热环氧在散热器辅和金属芯片的 PCB 的底部之间插入（图 4 (a)）。
然后，金属焊接假定在MLCMP 和 AlN PKG (图. 4 (b), (c)) 为了比较AlN PKG 和 MLCMP 之间的热电阻，AlN PKG 的数值模型的尺寸被设置为相同MLCMP。
MLCMP 的via slug 被设定介于1.68 mm2 (Lvs =1.4 mm, Wvs = 1.2 mm) to 3.08mm2 (Lvs = 2.2 mm, Wvs =1.4 mm).在所有情况下，考虑倒装片的LED和垂直方向的LED的两者，我们假定热源（i.e. LED）是硅胶和尺寸是 1.2 毫米 x 140 毫米芯片的组成。
热发电量输入设置为1.0w，此外，假定银环氧芯片焊接为了造型方便，详细的结构不会直接影响删节的热性能。
图 4。
与表 1。
记录每个PKGs模型的详细的设置。
在此研究中，商业的计算流体动力学、基于有限体积法的CFD代码，FVM的使用 [8]。
计算区域呈长方形，底部脸毗邻的金属印刷电路板的底部。
考虑一个散热器和电风扇强制对流，在假设金属PCBs底部的常对流系数为50 W/m2⋅K。
所有其他计算领域的开放环境空气的温度为293k。
MLCMP热电阻的实验研究评估以结构功能为基础的瞬态热分析[9]。
假设作为一个电阻和电容器组成的热力系统，分析仪能够以图形方式表示的时间依赖热流量路径的行为特点。
特别是，结构函数的微分是已知的至关重要的能准确评估该系统的热特性，阐明热接口贡献[10] [11] [12]图. 4.封装仿真模型(a) Luxeon,where R1 = 2.8 mm, R2 = 1.5 mm, H1 = 1.0 mm, H2 = 2.0 mm (b)Aluminum Nitride PKG, where L = W = 5.0 mm, H = 0.6mm (c) MLCMP, where L=W= 5.0 mm, H=0.6 mm, Lvs = 1.4,1.8, 2.2 mm, Wvs = 1.2, 1.4 mm.图. 5. MLCMP工作示意图1. 垂直导电LED (Epi-down)2. Au-Sn共晶焊料3. silicon submount (1.3 x 1.6 x 0.15 t)4.环氧银(2.5 W/m·K, 10 μm)5. 无铅焊锡(100 μm)6. 金属PCB (75 μm Cu foil, 75 μmdielectric layer of 1.5 W/m·K onAluminum)图 5 显示了样品MLCMP工作的示意图。
LED 芯片是垂直导电及其主动发光层位于底部。
尽管我们已经成功在粗糙度为5 μ m-1 μ m的平坦的表面把芯片直接连接到via slug。
硅submount插入在芯片和 MLCMP 之间。
结果与讨论图 6 ，MLCMP芯片的温度轮廓显示，via slug, 焊料和PCB, where Lvs =1.8mm, Wvs = 1.4 mmand 1.0 W 产生的热量临界温度K PCB温度K 热电阻K/WLuxeon34.9 25.4 9.5AlN35.0 27.0 8.0MLCM37.0 28.5 8.5表格2.模拟的摘要* : L vs =1.8 mm, W vs = 1.4 mm图 6 显示了当 Lvs 是 1.8 毫米，Wvs 是 1.4 毫米时，模拟结果之一的 MLCMP 温度轮廓。