來(lái)源：大毅科技LED散熱研發(fā)中心 楊士賢

散熱陶瓷因高功率LED的發(fā)展逐漸被重視，這是因陶瓷本身因具有絕緣、耐熱及穩(wěn)定等優(yōu)良等特性，不但可使板材能抵抗高壓、不變形、不氧化與不黃化，更有與LED芯片相接進(jìn)的熱膨脹系數(shù)(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)之絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。而散熱陶瓷就工藝分類(lèi)可分為HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics)與LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics)兩種工藝，LTCC陶瓷是在軟烤而成的生胚上打孔定位，接著以850℃的工藝條件下共燒而成，雖然此技術(shù)易塑形，但所燒出的陶瓷密度低，導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)低、機(jī)械強(qiáng)度與絕緣特性都不佳，最重要的是生胚經(jīng)燒結(jié)后會(huì)有收縮的問(wèn)題，導(dǎo)致尺寸準(zhǔn)確度問(wèn)題尚待突破。所以較為精細(xì)的線路多改用HTCC陶瓷，此陶瓷使用1300~1600℃的高溫?zé)Y(jié)而成，使其具有比LTCC陶瓷較優(yōu)越的機(jī)械特性，進(jìn)一步在基板表面進(jìn)行鉆孔定位而沒(méi)有尺寸精度的問(wèn)題。

但由于陶瓷極為優(yōu)越的機(jī)械強(qiáng)度特性，以傳統(tǒng)切割刀具難以在表面加工，因此通常以鉆石刀(Diamond Saw )或雷射(Laser)進(jìn)行加工。以成本較低的鉆石刀進(jìn)行切割，會(huì)因此方式以機(jī)械力進(jìn)行切削，不但會(huì)造成刀具的耗損常須替換，還易造成基板切割邊緣的不平整或破裂，除此之外還須以水進(jìn)行冷卻限制了許多工藝的應(yīng)用。雷射不但具有精準(zhǔn)度高、可局部加工、切割迅速與易控制切割圖像等優(yōu)勢(shì)，還不受材料硬度、脆度及熔點(diǎn)等限制，因此雷射技術(shù)被大量導(dǎo)入進(jìn)行陶瓷切割鉆孔。

雷射與一般自發(fā)放射光源不同，是受刺激放射而發(fā)光的光源，而這理論早在1917年就由愛(ài)因思坦所推導(dǎo)出來(lái)，直到1960年才由梅曼(Theodore Malman)以人造紅寶石產(chǎn)生受激放射光，稱(chēng)之為雷射(LASER, Light Amplification by Stimulated Emissions of Radiation)，也就是受刺激放射強(qiáng)化的輻射光源。雷射主要結(jié)構(gòu)可分成三部分，分別為激勵(lì)元件、活性介質(zhì)及共振腔，激勵(lì)元件通入高壓電產(chǎn)生放電效應(yīng)給予活性介質(zhì)能量，介質(zhì)會(huì)吸收特定波長(zhǎng)能量從基態(tài)提升到受激態(tài)，不穩(wěn)定的受激態(tài)會(huì)再降階回到基態(tài)，此時(shí)會(huì)釋放出光子產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光，當(dāng)這些光會(huì)在共振腔內(nèi)的兩面反射鏡中進(jìn)行反射，當(dāng)所有的光都符合2L=nλ條件時(shí)，才能夠使入射及反射的波相位一致，互相干涉形成駐波激發(fā)更多光子產(chǎn)生駐波與行波，最后被增益的行波從半反射透鏡穿出形成雷射光。雷射穿透半反射鏡輸出后，會(huì)經(jīng)由透鏡聚焦在目標(biāo)物上加熱汽化，進(jìn)行切割打孔的目的。因此，進(jìn)行雷射鉆孔時(shí)可藉由提高雷射功率或選用波長(zhǎng)較易被材料吸收的雷射進(jìn)行工藝，在有效的聚焦范圍內(nèi)進(jìn)行工藝，可有效提升切割深度并減少工藝時(shí)間，完成快速量產(chǎn)的目的。

Fig. 1 Schematic diagram of the main structure of the laser

早在1989年，大毅科技就開(kāi)始導(dǎo)入雷射機(jī)臺(tái)進(jìn)行電阻的修阻(Laser Trimming)，并持續(xù)的引進(jìn)雷射畫(huà)線機(jī)(Laser Scribing)切割陶瓷板，經(jīng)過(guò)多年經(jīng)驗(yàn)累積于2005年開(kāi)始自行研發(fā)雷射機(jī)，于2009年正式研發(fā)出雷射鉆孔機(jī)(Laser drilling)進(jìn)行散熱陶瓷孔位成形，成功導(dǎo)入散熱陶瓷的工藝。經(jīng)過(guò)多年努力，大毅集團(tuán)擁有150臺(tái)不同功能的雷射機(jī)臺(tái)，并配合自行研發(fā)制造的能力，隨時(shí)都可為客戶(hù)修改或調(diào)整機(jī)臺(tái)，讓生產(chǎn)產(chǎn)品具更多元的應(yīng)用范圍，以真正達(dá)到產(chǎn)品客制化的目標(biāo)。
 

 Fig.2 Schematic diagram of laser drilling.