专利名称：框架式陶瓷覆铜板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种框架式陶瓷覆铜板及其制造方法，特别涉及一种在覆铜的陶瓷基 板上直接接合陶瓷框体的框架式陶瓷覆铜板及其制造方法。
背景技术：
为避免电子元件受潮或被污染而影响其电性功能，需要将电子元件加以封装保 护，尤其是半导体元件，例如发光二极管(LED)，通常会将其封装以增加使用寿命。参阅图1，常见的一种发光二极管的封装结构，在一基板91上设置一框体92以容 置一芯片(图未示)，再盖设一透镜93，而将芯片密封在其中。一般基板91可为陶瓷板，其 上设有线路图案以供芯片电连接。框体92可为塑胶制或金属制，通过接合剂(胶)固定于 基板91上，然而，因为芯片使用时会发热，导致接合剂容易老化变质，而使芯片的密封性变 差或者造成框体92脱离基板91，影响元件的使用寿命。此外，金属制的框体92设置时，还 须注意与基板91上的线路图案绝缘，以避免短路，从而使得安装程序较为复杂。
发明内容
本发明所欲解决的课题，即在于前述陶瓷框体通过接合剂固定而造成的接合剂老 化变质的问题以及使用金属制框体必须绝缘而导致安装程序复杂的问题。本发明解决前述问题的手段，将一陶瓷框体直接以热接合方式，固定在一覆铜的 陶瓷基板上，借此，可避免使用接合剂，而解决接合剂容易老化变质的问题，而且，使用本身 绝缘的陶瓷框体，相较于金属框体，可无须考虑造成短路的问题，使得安装程序较为简便。本发明的目的是提供一种无须接合剂而能将陶瓷框体固定在陶瓷基板上的框架 式陶瓷覆铜板的制造方法。本发明的另一目的，提供一种无须接合剂而固定有陶瓷框体的框架式陶瓷覆铜 板。于是，本发明框架式陶瓷覆铜板的制造方法，包括步骤提供一表面被覆铜层的陶瓷基板；提供一陶瓷框体，该陶瓷框体具有多个凸伸于底面的定位凸部；蚀刻该陶瓷基板的铜层以形成一预定图案，该预定图案包括多个分别与各该定位 凸部相配合的定位凹部；将该陶瓷框体置于该陶瓷基板的铜层上，并通过所述定位凸部与所述定位凹部相 配合将该陶瓷框体定位；及进行热处理，使该陶瓷框体与该陶瓷基板的铜层接合。较佳地，蚀刻该陶瓷基板的铜层以形成一预定图案的步骤还包括先在该铜层被覆 一感光膜，经由曝光显影而在该铜层上定义该预定图案的位置。较佳地，该预定图案还包括导电线路，该导电线路与所述定位凹部在同一步骤中 完成，能节省制程时间及成本。
适用于本发明的陶瓷框体，其形状可例如方形、圆形或多边形，其材质可为例如氧 化铝、氮化铝或氧化钛。前述热处理步骤，可利用一般直接铜接合技术(简称DCB，Direct Copper Bonding 或简称DBC，Direct Bonding Copper)，在一低于金属铜熔点(约1083°C)并高于铜与氧化 铜共晶温度(1063°C)的温度范围进行热处理，而将该陶瓷框体与该铜层进行热接合，其中 该铜层表面为氧化铜。本发明框架式陶瓷覆铜板，包括一陶瓷基板；一被覆于该陶瓷基板上并具有一 预定图案的铜层及一底面与该铜层接合的陶瓷框体。较佳地，该预定图案包括多个定位凹部，且该陶瓷框体具有多个凸伸于底面的定 位凸部，各该定位凸部对应设于各该定位凹部内。而且，该预定图案还可包括导电线路。本发明所述的框架式陶瓷覆铜板，该陶瓷框体以热处理直接与该铜层接合。本发明所述的框架式陶瓷覆铜板，该陶瓷框体为方形、圆形或多边形。本发明所述的框架式陶瓷覆铜板，该陶瓷框体的材质为氧化铝、氮化铝或氧化钛。本发明框架式陶瓷覆铜板，使陶瓷框体直接与铜层接合固定，无须使用接合剂而 能避免接合剂老化变质的问题，能使陶瓷框体与陶瓷基板具有较持久的结合性及密封性， 且陶瓷框体本身为绝缘材质，可避免金属材质容易导电造成短路的问题。本发明框架式陶 瓷覆铜板的制造方法可在使覆铜陶瓷基板的铜层形成导电线路时，一并形成多个定位凹 部，并使陶瓷框体底面具有对应的定位凸部，容易将陶瓷框体定位，能节省制程时间及成 本，再利用直接铜接合技术将陶瓷框体直接接合，即可将陶瓷框体固定，而不需要使用接合 剂，且相较于金属框体，不用考虑短路的问题，使得制程较为简单方便。
图1是一示意图，说明一现有发光二极管元件的封装结构。图2是一流程图，说明本发明框架式陶瓷覆铜板的制造方法的一较佳实施例。图3是一示意图，说明该较佳实施例中形成多个定位凹部的实施步骤。图4是一示意图，说明该较佳实施例的一陶瓷框体的底面视图。图5是一示意图，说明本发明框架式陶瓷覆铜板的一较佳实施例。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。参阅图2至图5，说明本发明框架式陶瓷覆铜板的制造方法及框架式陶瓷覆铜板 的一较佳实施例。图2所示为制作框架式陶瓷覆铜板100 (如图5所示)的实施步骤的流程图，详细 说明如下配合参阅图3，如步骤101所述，先提供一表面被覆铜层2的陶瓷基板3，在本实施 例中，陶瓷基板3材质为氧化铝，铜层2以直接铜接合技术(DBC)与陶瓷基板3接合，虽然 本实施例所举为单面铜层2的陶瓷基板3，但是双面铜层的陶瓷基板也可适用。再如步骤 102所述，蚀刻陶瓷基板3的铜层2以形成一预定图案2’。蚀刻步骤可细分为曝光显影及 蚀刻两个阶段，其中曝光显影步骤，是在铜层2被覆一感光膜4(图3中并未示出完整状态的感光膜，只示出显影后所形成的图案)，再利用曝光显影制程，将具有预定图案2’的光罩 (图未示)的图案移转至感光膜4，通过感光膜4在铜层2上定义出预定图案2’的位置，且 感光膜4也作为蚀刻保护层。蚀刻铜层2时，只蚀刻没有感光膜4被覆的裸露铜层2且蚀 刻至使陶瓷基板3露出，蚀刻完成后，移除感光膜4，即形成预定图案2’。在本实施例中，预 定图案2’包括导电线路21’及多个定位凹部22’，其中导电线路21’在感光膜4所定义的 图形中为线路区41 (感光膜4所覆盖的部分)，而所述定位凹部22’对应凹部区42 (为线路 区41中部分使铜层2裸露的部分)，所述定位凹部22’可参考陶瓷框体5 (参阅图4)的形 状大小及导电线路21’的设计，选择适当位置及数量，使定位凹部22’不影响导电线路21’， 且可供陶瓷框体5定位即可，并不以本实施例为限。参阅图4，如步骤103所述，提供一陶瓷框体5，陶瓷框体5具有多个凸伸于底面 51的定位凸部52。所述定位凸部52与所述定位凹部22’相配合并一一对应，使每一定位 凸部52可分别对应容置于一定位凹部22’中。在本实施例中，陶瓷框体5为方形，但是其 也可为圆形或多边形，可视使用需求而定。此外，在本实施例中，陶瓷框体5的材质为氧化 铝，但是其也可为氮化铝或氧化钛，可视使用需求选择适合与铜直接接合的陶瓷材料即可， 并不以本实施例为限。参阅图5，如步骤104所述，将陶瓷框体5置于陶瓷基板3的铜层2 (已形成预定图 案2’ )上，并通过所述定位凸部52与所述定位凹部22’相配合将陶瓷框体5定位，亦即， 使各定位凸部52对应设于各定位凹部22’内。再如步骤105所述，进行热处理，使陶瓷框 体5与陶瓷基板3的铜层2接合。在本实施例中，陶瓷框体5置于陶瓷基板3并定位后，在 氧气含量低于lOppm的高温炉中进行热处理，利用直接铜接合技术(DCB)，在低于金属铜熔 点(约1083°C )并高于铜与氧化铜共晶温度(1063°C )的温度范围进行热处理，使陶瓷框 体5的底面51与铜层2产生共晶结合，将陶瓷框体5直接与铜层2接合而固定在陶瓷基板 3上，形成框架式陶瓷覆铜板100。综上所述，本发明框架式陶瓷覆铜板100，使陶瓷框体5直接与铜层2接合固定，无 须使用接合剂而能避免接合剂老化变质的问题，能使陶瓷框体5与陶瓷基板3具有较持久 的结合性及密封性，且陶瓷框体5本身为绝缘材质，可避免金属材质容易导电造成短路的 问题。本发明框架式陶瓷覆铜板100的制造方法，可在使陶瓷基板3的铜层2形成导电线 路21’时，一并形成多个定位凹部22’，并使陶瓷框体5的底面51具有对应的定位凸部52， 容易将陶瓷框体5定位，能节省制程时间及成本，再利用直接铜接合技术将陶瓷框体5与铜 层2直接接合，即可将陶瓷框体5固定，而不需要使用接合剂，且相较于金属框体，不用考虑 短路的问题，使得制程较为简单方便。
权利要求
一种框架式陶瓷覆铜板的制造方法，其特征在于，包括步骤提供一表面被覆铜层的陶瓷基板；提供一陶瓷框体，该陶瓷框体具有多个凸伸于底面的定位凸部；蚀刻该陶瓷基板的铜层以形成一预定图案，该预定图案包括多个分别与各该定位凸部相配合的定位凹部；将该陶瓷框体置于该陶瓷基板的铜层上，并通过所述定位凸部与所述定位凹部相配合将该陶瓷框体定位；及进行热处理，使该陶瓷框体与该陶瓷基板的铜层接合。
2.根据权利要求1所述的框架式陶瓷覆铜板的制造方法，其特征在于，该预定图案还 包括导电线路。
3.根据权利要求1所述的框架式陶瓷覆铜板的制造方法，其特征在于，该陶瓷框体为 方形、圆形或多边形。
4.根据权利要求1所述的框架式陶瓷覆铜板的制造方法，其特征在于，该陶瓷框体的 材质为氧化铝、氮化铝或氧化钛。
5.根据权利要求1所述的框架式陶瓷覆铜板的制造方法，其特征在于，蚀刻该陶瓷基 板的铜层以形成一预定图案的步骤还包括先在该铜层被覆一感光膜，经由曝光显影而在该 铜层上定义该预定图案的位置。
6.一种框架式陶瓷覆铜板，包括一陶瓷基板及一被覆于该陶瓷基板上并具有一预定 图案的铜层，其特征在于，该框架式陶瓷覆铜板还包括一陶瓷框体，且该陶瓷框体的底面与 该铜层接合。
7.根据权利要求6所述的框架式陶瓷覆铜板，其特征在于，该预定图案包括多个定位 凹部，且该陶瓷框体具有多个凸伸于底面的定位凸部，各该定位凸部对应设于各该定位凹 部内。
8.根据权利要求7所述的框架式陶瓷覆铜板，其特征在于，该预定图案还包括导电线路。
9.根据权利要求6所述的框架式陶瓷覆铜板，其特征在于，该陶瓷框体以热处理直接 与该铜层接合。
10.根据权利要求6所述的框架式陶瓷覆铜板，其特征在于，该陶瓷框体为方形、圆形 或多边形。
11.根据权利要求6所述的框架式陶瓷覆铜板，其特征在于，该陶瓷框体的材质为氧化 铝、氮化铝或氧化钛。
全文摘要
本发明提供一种框架式陶瓷覆铜板及其制造方法，该框架式陶瓷覆铜板包括一陶瓷基板；一被覆于陶瓷基板上并具有一预定图案的铜层及一底面与铜层接合的陶瓷框体。框架式陶瓷覆铜板的制造方法是在一表面被覆铜层的陶瓷基板上，将铜层蚀刻形成一包括多个定位凹部的预定图案，另将一陶瓷框体底面形成与定位凹部相对应的定位凸部，再将陶瓷框体置于陶瓷基板上，通过定位凸部与定位凹部将陶瓷框体定位，进行热处理，使陶瓷框体与铜层直接接合，而将陶瓷框体固定于陶瓷基板上。借此，无须使用接合剂以避免接合剂老化变质，使陶瓷框体与陶瓷基板的结合性及密封性更为稳固。
文档编号H01L21/48GK101877318SQ20091013861
公开日2010年11月3日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者傅铭煌, 吕政刚, 吴耿忠, 江文忠, 谢英基 申请人:赫克斯科技股份有限公司