日本AGC积极开拓光学组件封装市场,近来针对杀菌用需求扩大之UVC(波长200~280 nm)LED灯等设备,开发了封装用合成石英的容器与封盖、接着用特殊焊料,并已开始商业样品出货。此外,在基板用途拥有良好实绩的玻璃陶瓷混合封装基板亦适用于封装,AGC将要求其高散热性、反射率等特性,展开差异性市场策略,AGC也计划将这些材料推广应用于自动驾驶相关的LiDAR等各类用途。

 

图 GCHP™ 玻璃陶瓷混合封装基板

 

UVC波段可以有效地抑制新冠肺炎病毒的活性,但做为光源的水银灯一旦破裂,对人体以及环境都有严重的危害,因此逐渐以LED、LD取而代之。然而高输出功率组件的封装用树脂有劣化严重的问题,使用上有困难度。有鉴于此,AGC开发了合成石英制容器与无铅低温焊料。

 

一般收纳LED或垂直共振腔面射型雷射(Vertical Cavity Surface Emitting Laser; VCSEL)的模槽(Cavity)部位与封盖的接着采用玻璃粉(Frit),但因需要380℃的高温处理,进而为组件带来较大的负担。为因应此问题,AGC开发了锡/镍特殊焊料,只需230℃的低温就能进行加工,且因为具有柔软性,即使模槽与封盖使用不同物理特性(例如变形)的材料,仍可保持高度气密性。此外,由于不使用助熔剂,因此具有可在无氮环境下回流焊接的特性。

 

 

另一方面,AGC也积极推动玻璃陶瓷基板GCHP™在LED、LD封装的应用,并计划将含有玻璃成分、具有高反射特性的白色款式普及应用于汽车LED灯用封装基板的用途。而可回避杂散光的低反射基材所使用的黑色款预期可适用于VCSEL等的封装用途。「GCHP」藉由附加银散热片(Heat Sink),即可获得超过氮化铝的高散热性,因此适用于高输出功率的LED或LD芯片。另透过内装配线,则可形成3D回路。

 

GCHP™(Glass Ceramics Hybrid Package)是结合LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics,低温共烧陶瓷)技术和 AGC的玻璃材料技术开发而成的新型玻璃陶瓷混合封装基板。通常LED的发热量随着输出功率的增加而增大,但GCHP™在散热性和防变色防老化的可靠性方面均优于现有的封装用基板,因此可实现从紫外线到红外线的波长范围宽广的LED产品的高功率化,并提高耐久性。此外,在可见光范围内,GCHP™的反射率比氧化铝基板高约20%,因此可提高辉度。

 

来源:化工日报、AGC官网

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作者 gan, lanjie

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