为何氮化铝陶瓷基板最适合LED散热基板
氮化铝陶瓷基板研磨工艺
氮化铝陶瓷基板研磨工艺哎呀，说起氮化铝陶瓷基板研磨工艺，这可真是个技术活儿，得慢慢道来。
首先，咱们得知道氮化铝陶瓷基板是啥玩意儿。
这玩意儿，简单来说，就是用氮化铝这种材料做的基板，它在电子行业里头特别吃香，因为它导热性能好，耐热性也强，用在那些需要散热的电子设备上，效果杠杠的。
好了，言归正传，咱们聊聊研磨工艺。
这工艺啊，就像是给氮化铝陶瓷基板“美容”的过程。
为啥要“美容”呢？因为刚做出来的基板表面不够光滑，有毛刺，这可不行，会影响电子设备的性能。
所以，咱们得把它磨得光溜溜的。
研磨的过程，得用到一种叫“研磨机”的家伙。
这机器，就像是个巨大的砂轮，但是比砂轮精细多了。
咱们得先设定好研磨的参数，比如压力、速度啥的，这得根据基板的厚度和硬度来调整。
接下来，就是把基板放到研磨机上，然后开始磨。
这过程得小心翼翼的，因为氮化铝陶瓷基板虽然硬，但也脆，一不小心就容易磨坏了。
所以，咱们得慢慢来，不能急。
磨的过程中，还得不停地检查基板的表面，看看有没有磨得不均匀的地方。
如果有，就得调整研磨机的参数，或者手动调整基板的位置，确保每个地方都能磨到。
等磨得差不多了，咱们还得用一种特殊的液体来清洗基板，这液体能去掉表面的杂质和残留的研磨粉。
洗完之后，基板就变得干干净净，光滑如镜了。
最后，咱们还得用一种叫做“粗糙度仪”的仪器来检测基板的表面粗糙度，确保它达到了我们的要求。
如果没达到，那就得重新磨，直到满意为止。
这整个过程，说起来简单，做起来可不简单。
得有耐心，还得有技术。
不过，只要掌握了这门手艺，那氮化铝陶瓷基板的研磨工艺，对你来说就是小菜一碟了。
所以啊，这氮化铝陶瓷基板研磨工艺，就像是给陶瓷基板做“美容”一样，虽然过程繁琐，但结果却是让人满意的。
毕竟，谁不希望自己用的产品，既美观又实用呢？。
最新陶瓷cob封装的散热探讨
陶瓷c o b封装的散热探讨陶瓷COB封装的散热探讨陶瓷COB封装的散热探讨摘要：本文通过对陶瓷COB封装的散热进行分析讨论，从LED 热量的产生原因，基板材料的分析，到散热方法的分析比较，分析了它的优点和缺点。
关键词：LED封装散热陶瓷COB基板所谓COB封装（Chip on Board），是指LED芯片直接在基板上进行绑定封装。
也就是指将N颗LED芯片绑定在金属基板或陶瓷基板上，成为一个新的LED光源模组。
由于芯片结温的高低直接影响到LED出光效率、色度漂移和器件寿命等参数，如何提高封装器件散热能力、降低芯片温度成为COB结构设计中亟需解决的关键技术环节。
对于高功率COB LED的封装散热难题，确保LED产品在高功率运作下的材料稳定性与光衰稳定性，以陶瓷作为散热及金属?线基板的趋势已日渐明朗。
1、LED热量的产生原因与传统光源一样，半导体发光二极管（LED）在工作期间也会产生热量，其多少取决于整体的发光效率。
LED 在正向电压下，电子从电源获得能量，在电场的驱动下，克服PN 结的电场，由N 区跃迁到P 区，这些电子与P 区的空穴发生复合。
由于漂移到P 区的自由电子具有高于P 区价电子的能量，复合时电子回到低能量态，多余的能量以光子的形式放出。
发出光子的波长与能量差 Eg 相关。
电子在二极管内部的路途中，都会因电阻的存在而消耗功率。
所消耗的功率符合电子学的基本定律：式中：RN 是N 区体电阻VTH 是PN 结的开启电压RP 是P 区体电阻消耗的功率产生的热量为：式中：t 为二极管通电的时间。
它所它所消耗的电功率为：式中：ULED 是LED 光源两端的正向电压ILED 是流过LED 的电流这些消耗的电功率转化为热量放出：（1-4）式中：t 为通电时间2、LED散热问题分析早期单芯片LED的功率不高，单芯片的炮弹型封装逐渐发展成扁平化、大面积式的多芯片封装模块；其工作电流由早期20mA左右的低功率LED，进展到目前的1/3至1A左右的高功率LED，单颗LED的输入功率高达1W以上，甚至到3W、5W。
七大方面解析氮化铝陶瓷基板的分类和特性
七大方面解析氮化铝陶瓷基板的分类和特性氮化铝陶瓷基板在大功率器件模组，航天航空等领域备受欢迎，那么氮化铝陶瓷基板都有哪些种分类以及氮化铝陶瓷基板特性都体现在哪些方面？一，什么是氮化铝陶瓷基板以及氮化铝陶瓷基板的材料氮化铝陶瓷基板是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷基板，也叫氮化铝陶瓷基片。
热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是大功率集成电路和散热功能的重要器件。
二，氮化铝陶瓷基板分类1，按电镀要求来分氮化铝陶瓷覆铜基板（氮化铝覆铜陶瓷基板），旨在氮化铝陶瓷基板上面做电镀铜，有做双面覆铜和单面覆铜的。
2，按应用领域分LED氮化铝陶瓷基板（氮化铝led陶瓷基板），主要用于LED大功率灯珠模块，极大的提高了散热性能。
igbt氮化铝陶瓷基板,一般用于通信高频领域。
3，按工艺来分氮化铝陶瓷基板cob（氮化铝陶瓷cob基板),主要用于Led倒装方面。
dpc氮化铝陶瓷基板,采用DPC薄膜制作工艺，一般精密较高。
dpc氮化铝陶瓷基板(AlN氮化铝dbc陶瓷覆铜基板)，是一种厚膜工艺，一般可以实现大批量生产。
氮化铝陶瓷基板承烧板3，按地域分有的客户对特定的氮化铝陶瓷基板希望是特定地域的陶瓷基板生产厂家，因此有了：日本氮化铝陶瓷基板氮化铝陶瓷基板台湾氮化铝陶瓷基板成都福建氮化铝陶瓷基板东莞氮化铝陶瓷基板台湾氮化铝陶瓷散热基板氮化铝陶瓷基板珠海氮化铝陶瓷基板上海4，导热能力来分高导热氮化铝陶瓷基板，导热系数一般较高，一般厚度较薄，一般导热大于等于170W的。
氮化铝陶瓷散热基板，比氧化铝陶瓷基板散热好，大于等于50W~170W.三，氮化铝陶瓷基板特性都有哪一些？1，氮化铝陶瓷基板pcb优缺点材料而言：陶瓷基板pcb是陶瓷材料因其热导率高、化学稳定性好、热稳定性和熔点高等优点，很适合做成电路板应用于电子领域。
许多特殊领域如高温、腐蚀性环境、震动频率高等上面都能适应。
氮化铝陶瓷基板，热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。
LED照明灯具散热结构优化设计 李建雄
LED照明灯具散热结构优化设计李建雄摘要：随着取出荧光粉量子效率以及芯片封装制造技术的不断提升，从性能与结构上来看，LED取得了不小进步。
如何散热结构的设计成了设计人员重点突破的方向，怎么样降低成本，提高灯具的稳定性成了LED照明突破市场的关键点。
关键词：LED灯具普通照明互通式散热结构引言：LED照明灯具设计较为复杂，涉及内容较多，如光学、机械及电子等，其中散热结构作为最为重要的一部分，在灯具使用过程中，极少部分功率会转换为光，而剩余大部分则会转化为热，如果不能够及时、有效处理热能，会极大影响灯具的使用寿命，且在一定程度上影响发光效率，要对LED照明灯具的散热结构进行优化设计。
1 LED照明灯具优势节能、安全性较高，LED照明灯具的整体光效高，并且在反射时，灯具的损失较低，采用数字调光系统，会使省电效果更加明显。
现阶段，同传统高压钠灯相比，LED照明灯具节电能比其节省60%。
将LED照明灯具与太阳能系统配套使用，会发挥出更大效果的能源利用率；维护成本较低，LED照明灯具不需要频繁更换，一般可以使用10年左右。
与此同时，相比于过去的高压钠灯，LED照明灯具在安装造价、铺设、耗电等方面的成本也低很多，就相应的减少了电缆、变压器及工程费用等，配光容易，LED照明灯具的光源非常靠近自然光，同时，可以人为的对光色进行控制，可以利用配光来满足不同领域照明的具体需求。
还可以控制光色的均匀度，不至于像传统光源一样光色太单调；安全环保，LED照明灯具的光源没有辐射，也不会造成光污染，不会对人体造成伤害，维护简单，方便管理，也不需要经常保养，使用寿命较长，短时间内不需要更换。
2 散热设计思路（1）芯片芯板传热早期的LED灯具由于采用LED灯珠，应用范围不广，单芯片的灯珠由于功率不高，发热量有限，所以对散热的要求不高。
而今当0.5W以上高功率LED成为灯具光源的主流时，高功率带又来了高发热量。
为了尽可能提高芯片的散热性能，研究人员不断在LED的芯片结构和材质上进行了很多改进。
氮化铝陶瓷基板用途
氮化铝陶瓷基板用途《氮化铝陶瓷 Substrate 的那些事儿》嘿，你知道吗，氮化铝陶瓷 Substrate 这玩意儿可真是有不少厉害的用途呢！就说我上次去一个电子厂参观吧，那里面生产各种高科技的玩意儿。
我就看到工人们在小心翼翼地处理着一些看起来很特别的板子，后来才知道那就是氮化铝陶瓷 Substrate 。
当时我就好奇啊，这东西到底能干啥呀。
听那里的师傅介绍，这氮化铝陶瓷 Substrate 可以用来制作高性能的电子元件呢。
就好比说，它能让那些电子设备运行得更快更稳定，就像给机器安上了一双超级飞毛腿一样，“嗖”的一下就把任务完成了。
而且它的散热性能特别好，你想啊，那些电子元件工作的时候会发热吧，如果热量散不出去不就容易出问题嘛。
但有了氮化铝陶瓷 Substrate ，就好像给它们装了个超级散热器，热气“呼呼”地就被排出去啦。
还有呢，在一些对精度要求特别高的地方，比如一些精密仪器里，氮化铝陶瓷 Substrate 也是大显身手。
它能保证信号传输得又准确又快速，一点都不会出错。
我就想象啊，这就像是在信息的高速公路上，氮化铝陶瓷Substrate 给修了一条笔直又平坦的大道，让信息畅通无阻地奔跑。
哎呀呀，真没想到这小小的氮化铝陶瓷 Substrate 居然有这么大的能耐。
以后再看到那些高科技的电子产品，我就会想到里面说不定就有氮化铝陶瓷 Substrate 在默默地发挥着作用呢！它可真是电子世界里的无名英雄呀！总之呢，氮化铝陶瓷 Substrate 的用途真的是非常广泛，给我们的科技生活带来了很多的便利和惊喜呢！哈哈，这就是我对氮化铝陶瓷 Substrate 用途的一些小发现和感受啦，希望你也觉得有意思哟！。
陶瓷基板的种类特性和工艺
三、陶瓷基板旳特征
陶瓷散热基板特征比较中，主要选用散热基板旳：(1)热传导率、 (2)工艺温度、(3)线路制作措施、(4)线 径宽度，四项特征作进一步旳讨论：
2023/12/13
三、陶瓷基板旳特征——热传导率
热传导率又称为热导率，它代表了基板材料本身直接传导热能旳一种能力，数值愈高代表其散热能力愈 好。LED散热基板最主要旳作用就是在于，怎样有效旳将热能从LED芯片传导到系统散热，以降低 LED 芯片旳温度，增长发光效率与延长LED寿命，所以，散热基板热传导效果旳优劣就成为业界在选用 散热基板时，主要旳评估项目之一。
检视表一，由四种陶瓷散热基板旳比较可明看出，虽然Al2O3材料之热传导率约在20~24之间，LTCC为 降低其烧结温度而添加了30%~50%旳玻璃材料，使其热传导率降至2~3W/mK左右；而HTCC因其普遍 共烧温度略低于纯Al2O3基板之烧结温度，而使其因材料密度较低使得热传导系数低Al2O3基板约在 16~17W/mK之间。一般来说，LTCC与HTCC散热效果并不如DBC与DPC散热基板里想。
2023/12/13
二、陶瓷基板旳种类——DBC
直接敷铜陶瓷基板因为同步具有铜旳优良导电、 导热性能和陶瓷旳机械强度高、低介电损耗旳 优点，所以得到广泛旳应用。在过去旳几十年 里，敷铜基板在功率电子封装方面做出了很大 旳贡献，这主要归因于直接敷铜基板具有如下 性能特点：
热性能好；
电容性能；
直接敷铜陶瓷基板最初旳研究就是为了处理大电 流和散热而开发出来旳，后来又应用到AlN陶瓷旳 金属化。除上述特点外还具有如下特点使其在大 功率器件中得到广泛应用：
4.在工艺温度与裕度旳考量， DPC旳工艺温度仅需 250~350℃左右旳温度即可 完毕散热基板旳制作，完全 防止了高温对于材料所造成 旳破坏或尺寸变异旳现象， 也排除了制造成本费用高旳 问题。
氮化铝陶瓷基板金属化及其应用
202010220微电子材料表面和散热基板之间存在极细微的凹凸不平的空隙，其在直接安装应用的时候空隙中均为空气，而空气的导热系数很小，会显著降低散热效果。
根据实践发现，电子元器件的温度每升高2℃，其可靠性和稳定性下降约10%，要想保证电子元器件的可靠正常运行，改善其散热环境至关重要。
目前市场上量产的氮化铝热导率普遍在170W/（m ·k ）以上，比氧化铝高4～7倍。
再加上氮化铝优良的导热性、可靠的电绝缘性、较低的介电常数与介电损耗、无毒且与硅相匹配的热膨胀系数被认为是第三代半导体导热基板和电子封装的理想材料。
1氮化铝陶瓷的性质氮化铝陶瓷是相对完美的封装用电子材料，表1为氮化铝的性质。
表1氮化铝的性质2氮化铝陶瓷基板金属化的方法2.1薄膜法薄膜法一般是指用真空蒸镀、磁控溅射、离子镀等真空镀的手段在氮化铝陶瓷基板表面附着一层较薄的金属层。
用薄膜法制备的金属化基板一般为多层金属基板，目前市场上常见的基板以Ti 系统浆料为主，然后再在Ti 层上沉积Ag 、Ni 、Cu 等。
必要的时候，还可以通过电镀或化学镀的方法增加金属层的厚度，一般是通过以下步骤实现的。
（1）清洗氮化铝陶瓷板表面，在氮化铝陶瓷板表面镀上设定厚度的钛导电层。
（2）将表面镀钛的氮化铝陶瓷板作为阴极，并置于盛有酸性硫酸铜镀液的电解槽中，精铜为阳极，控制阴极电流密度和电镀时间获得相应厚度的铜镀层。
（3）将表面先后镀覆了钛导电层和铜镀层的氮化铝陶瓷板置于充满氩气的热处理炉中加热，当温度达到300～400℃时，保温25～30min ，钛导电层向氮化铝渗透形成过渡层。
（4）继续加热，当温度达到600～700℃时，保温10～15min ，并持续施加超声波使液态的单质铝振动流出，稳固TiN 冶金过渡层。
（4）进一步加热升温到800～900℃，并保温30～60min ，钛导电层向铜镀层渗透形成TiCu 冶金过渡层。
薄膜法制备的金属化基板线路精度高，适合对电路精度要求较高的电子器件封装。
从四个维度充分了解氮化铝陶瓷
从四个维度充分了解氮化铝陶瓷氮化铝陶瓷在电子电路方面应用广泛，今天小编就从氮化铝陶瓷特性、产品应用、介电常数、以及加工方法方面全面阐述氮化铝陶瓷。
氮化铝陶瓷特性氮化铝陶瓷（Aluminum Nitride Ceramic）是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷。
特性导热高、绝缘性好、介电常数低等特点。
主要有以下四个性能指标：(1)热导率高(约320W/m·K)，接近BeO和SiC，是Al2O3的5倍以上；(2)热膨胀系数(4.5×10-6℃)与Si(3.5-4×10-6℃)和GaAs(6×10-6℃)匹配；(3)各种电性能(介电常数、介质损耗、体电阻率、介电强度)优良；(4)机械性能好，抗折强度高于Al2O3和BeO陶瓷，可以常压烧结；(5)光传输特性好；(6)无毒。
氮化铝陶瓷介电常数低有什么优势？一般而言，介电常数是会随温度变化的，在0-70度的温度范围内，其最大变化范围可以达到20%。
介电常数的变化会导致线路延时10%的变化，温度越高，延时越大。
介电常数还会随信号频率变化，频率越高介电常数越小。
介电常数（Dk,ε，Er）决定了电信号在该介质中传播的速度。
电信号传播的速度与介电常数平方根成反比。
介电常数越低，信号传送速度越快。
氮化铝陶瓷的介电常数(25℃为8.8MHz)，传输是速度是很快的。
可以和罗杰斯等高频板材一起做成高频陶瓷pcb。
氮化铝陶瓷都应用在哪些领域？氮化铝陶瓷制品都有哪些？一制作成氮化铝陶瓷基片，作为陶瓷电路板的基板。
二，氮化铝陶瓷基片，热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。
三，通过AIN陶瓷的金属化，可替代有毒性的氧化铍瓷在电子工业中广泛应用。
四，利用AIN陶瓷耐热耐熔体侵蚀和热震性，可制作GaAs晶体坩埚、Al 蒸发皿、磁流体发电装置及高温透平机耐蚀部件，利用其光学性能可作红外线窗口。
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为何氮化铝陶瓷基板最适合LED散热基板呢？
LED向着高效率、高密度、大功率等方面发展。
体国内LED有了突飞猛进的进展，功率也是越来越大，开发性能优越的散热材料已成为解决LED散热问题的当务之急。
一般来说，LED发光效率和使用寿命会随结温的增加而下降，当结温达到125℃以上时，LED甚至会出现失效。
为使LED结温保持在较低温度下，必须采用高热导率、低热阻的散热基板材料和合理的封装工艺，以降低LED总体的封装热阻。
氮化铝陶瓷基板作为LED散热基板实在必行。
LED散热基板市场现状
现阶段常用基板材料有Si、金属及金属合金材料、陶瓷和复合材料等，它们的热膨胀系数与热导率如下表所示。
其中Si材料成本高；金属及金属合金材料的固有导电性、热膨胀系数与芯片材料不匹配；陶瓷材料难加工等缺点，均很难同时满足大功率基板的各种性能要求。
LED散热基板三种类型以及特点
功率型LED封装技术发展至今，可供选用的散热基板主要有环氧树脂覆铜基板、金属基覆铜基板、金属基复合基板、陶瓷覆铜基板等。
环氧树脂覆铜基板是传统电子封装中应用最广泛的基板。
它起到支撑、导电和绝缘三个作用。
其主要特性有：成本低、较高的耐吸湿性、密度低、易加工、易实现微细图形电路、适合大规模生产等。
但由于FR-4的基底材料是环氧树脂，有机材料的热导率低，耐高温性差，因此FR-4不能适应高密度、高功率LED封装要求，一般只用于小功率LED封装中。
金属基覆铜基板是继FR-4后出现的一种新型基板。
它是将铜箔电路及高分子绝缘层通过导热粘结材料与具有高热导系数的金属、底座直接粘结制得，其热导率约为1.12
W/m·K，相比FR-4有较大的提高。
由于具有优异的散热性，它已成为目前大功率LED 散热基板市场上应用最广泛的产品。
但也有其固有的缺点：高分子绝缘层的热导率较低，只有0.3W/m·K，导致热量不能很好的从芯片直接传到金属底座上；金属Cu、Al的热膨胀系数较大，可能造成比较严重的热失配问题。
金属基复合基板最具代表性的材料是铝碳化硅。
铝碳化硅是将SiC陶瓷的低膨胀系数和金属Al的高导热率结合在一起的金属基复合材料，它综合了两种材料的优点，具有低密度、低热膨胀系数、高热导率、高刚度等一系列优异特性。
AlSiC的热膨胀系数可以通过改变SiC的含量来加以调试，使其与相邻材料的热膨胀系数相匹配，从而将两者的热应力减至最小。
陶瓷基板作为LED散热基板的优势
陶瓷基板材料常见的主要有Al2O3、氮化铝、SiC、BN、BeO、Si3N4等，与其他基板材料相比，陶瓷基板在机械性质、电学性质、热学性质具有以下特点：
(1)机械性能。
机械强度，能用作为支持构件；加工性好，尺寸精度高；表面光滑，无微裂纹、弯曲等。
(2)热学性质。
导热系数大，热膨胀系数与Si和GaAs等芯片材料相匹配，耐热性能良好。
(3)电学性质。
介电常数低，介电损耗小，绝缘电阻及绝缘破坏电高，在高温、高湿度条件下性能稳定，可靠性高。
(4)其他性质。
化学稳定性好，无吸湿性；耐油、耐化学药品；无毒、无公害、α射线放出量小；晶体结构稳定，在使用温度范围内不易发生变化；原材料资源丰富。
氮化铝陶瓷基板为何能成为最适合的LED散热基板？
长期以来，Al2O3和BeO陶瓷是大功率封装两种主要基板材料。
但这两种基板材
料都固有缺点，Al2O3的热导率低，热膨胀系数与芯片材料不匹配；BeO虽然具有优良的综合性能，但生产成本较高和有剧毒。
因此，从性能、成本和环保等方面考虑，这两种基板材料均不能作为今后大功率LED器件发展最理想材料。
氮化铝陶瓷具有高热导率、高强度、高电阻率、密度小、低介电常数、无毒、以及与Si相匹配的热膨胀系数等优异性能，将逐步取代传统大功率LED基板材料，成为今后最具发展前途的一种陶瓷基板材料。
通过对比可以看出，氮化铝陶瓷基板的散热性能更好，强度也更大，更加符合大功率LDE的基板要求，更大氮化铝陶瓷基板的问题可以自金瑞欣特种电路。
金瑞欣十年多行业经验，主要氧化铝陶瓷基板和氮化铝陶瓷基板的加工和生产，是专业的陶瓷基板生厂家。