LED-Chips: Mit Trägerplatten aus Mo-Cu länger im Einsatz.

Mit Molybdän-Kupfer R670 haben wir eine neue Halbleiterträgerplatte zur Wärmeabfuhr in LEDs entwickelt. Mit einem optimalen thermischen Ausdehnungskoeffizienten reduziert das Material mögliche Defekte in der Halbleiterstruktur.

Beim gängigsten Herstellprozess für weiße LED-Chips (blaues Licht Spektrum) werden galliumnitrid-basierte Halbleiterschichten (GaN) mit Hilfe von Epitaxie-Verfahren (MOCVD) auf ein Substrat aus Saphir (Al2O3) aufgewachsen. Auf die Halbleiterschichten kommt danach eine metallische Trägerplatte zur Wärmeabfuhr. Sie wird mit unterschiedlichen Verbindungsverfahren bei sehr hohen Temperaturen mit dem Halbleiter verbunden. Eingebrachte Spannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungen können zu Materialrissen und Strukturdefekten führen. Um diese zu vermeiden, muss der Metallträger den gleichen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) wie Saphir aufweisen.

Meist wird als Trägerplatte Molybdän eingesetzt. Der Werkstoff hat eine gute Wärmeleitfähigkeit und ist besonders hitzebeständig. Molybdän trifft allerdings nicht exakt den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Saphir (Al2O3). Speziell für hochtemperatur-gebondete, saphirbasierte LED-Chips hat Plansee deshalb Trägerplatten aus dem Molybdän-Kupfer-Verbundwerkstoff R670 entwickelt. Bei Raumtemperatur hat R670 eine thermische Leitfähigkeit von 170 W/mK und mit 6,7 ppm/K exakt denselben Ausdehnungskoeffizienten wie Saphir.

Wir liefern unsere Mo-Cu Trägerplatten optional mit Beschichtungen aus Nickel-Gold (NiAu), Ruthenium, Chrom, Silber und anderen Kontaktmaterialien. Diese Beschichtungen schützen die Trägerplatte vor Korrosion und optimieren die Oberflächeneigenschaften für den anschließenden Bondingprozess.

Als einer der weltweit führenden Hersteller von hochschmelzenden Metallen und Verbundwerkstoffen liefern wir neben metallischen Trägerplatten zur Wärmeabfuhr zahlreiche weitere Komponenten für die Produktion von LED-Chips und LED-Packages. Dazu gehören Ofenbauteile und Schmelztiegel aus Molybdän und Wolfram für die Saphirzucht, Komponenten für MOCVD/MBE Anlagen, Verdampferschiffchen und –wendeln für die Herstellung von metallischen Spiegel- und Barriereschichten und Thermal Management Komponenten wie Basisplatten für High-Power-LED Packages.

Erfahren Sie hier mehr über Trägerplatten für LED-Chips.