張琳一採鈺科技日前於台北國際照明科技展覽中,展出全球第1片8吋晶圓級氮化鋁基板制程的LED的晶片,不僅是台灣在LED的制程發展上的一個重要里程碑,同時亦打破以往由​​日本壟斷的LED氮化鋁基板市場的局面。
憑藉著在半導體 8吋矽晶圓制程的豐富經驗與技術根基,採鈺科技在高功率的LED矽基板晶圓級封裝制程技術獲得優異的成效,其所發展的發光二極管封裝產品不僅擁有極佳的散熱特性,同時透過良好的色溫控制與可客制化的光學鏡頭,可充分滿足客戶差異化的需求。繼成功地發展的LED矽基板晶圓級封裝技術之後,採鈺科技與中山科學研究院(以下簡稱中科院)透過經濟部科專計畫合作,成功開發出全球第1片8吋氮化鋁的LED基板。
採鈺科技的LED事業組織協理張筆政表示,目前高功率LED的黏著基板大致有矽基板與陶瓷基板,陶瓷基板又分為氧化鋁基板與氮化鋁基板,其中氮化鋁基本的散熱效益是矽基板的1.4倍,更為氧化鋁基板的7倍之多。因此氮化鋁基板應用於高功率的LED的散熱效益顯著,進而大幅提升發光二極管的使用壽命。張筆政說明,相較於矽基板,氮化鋁基板可提升LED的壽命 3000〜4000小時;與氧化鋁基板相較,更可高出6000〜7000小時以上。
在製造成本方面,雖然氮化鋁基板的材料成本較矽基板高,但由於氮化鋁基板的制程步驟較矽基板少,因此制程後段生產成本約可降低30%,以整個材料加上制程的總成本來看,氮化鋁基板的總成本仍略低於矽基板。至於相較於目前普遍的氧化鋁基板,氮化鋁基板的成本約為氧化鋁基板的2.5〜3倍,但未來若能借由量產效益,氮化鋁基板的成本將可快速下降,逐漸接近氧化鋁基板成本,屆時散熱效益強大的氮化鋁基板將有機會取代氧化鋁基板。
中科院化學研究所所長王國平博士表示,氮化鋁基板早期一直掌握在日本業者手中,但目前日本量產氮化鋁基板的最大尺寸為 4.7吋,實驗室試產尺寸為 5.5吋。此次中科院透過軍民通用技術執行經濟部高值化學品科專計畫,與採鈺科技合作推出的全球第1片8吋氮化鋁的LED基板,不僅打破長期被日本壟斷市場的局面,更在技術上取得大幅領先的地位。
中科院化學研究所郭養國博士表示,日本大廠氮化鋁基 =的主要制程方法為刮刀成型法,制程簡單,但無法製造大尺寸基板,且緻密性較差。而中科院開發之氮化鋁基板不同於日本與其他國際大廠,採用總督察與靜壓燒結成型法,製成緻密性較高的氮化鋁晶柱,再將晶柱切割成片,可達到 8吋晶圓級水準。郭養國指出,更重要的是,8吋氮化鋁的LED基板生產制程可沿用原半導體 8吋矽晶圓制程設備,大幅降低業界投資生產成本。
王國平博士表示,中科院與採鈺科技等台灣 6家廠商合作,成立的“LED照明深耕技術整合開發計畫”聯盟,除了前述晶圓級金屬氮化物基板開發之外,並將整合白光LED的技術,包括相關制程與配方,螢光粉體技術與檢測。王國平透露,目前中科院已針對螢光粉完成專利分析,未來相當有機會突破螢光粉的專利網限制,使得台灣在LED的關鍵材料與技術自主化方面,獲得更進一步的突破與成果。

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