一种led光源封装用厚膜陶瓷支架的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及半导体发光技术领域，尤其设及一种L邸光源封装用厚膜陶瓷支架的 制备方法。
【背景技术】
[0002] L邸光源具有节能、环保、长寿命等优势，是理想的各种民用及工业照明光源。由于 陶瓷基板具有高散热、低热阻、抗腐蚀、高绝缘电压、与L邸管忍材料膨胀系数相匹配等优 点，非常适合用做L邸灯珠的支架，陶瓷衬底正在成为照明L邸产品的主流封装形式之一。
[0003] 一般而言，影响L邸衰减的因素主要有L邸忍片的材质、忍片的尺寸大小、固晶底 胶质量、巧光粉W及L邸支架。L邸发光时所产生的热能若无法导出，将会使L邸结面溫度 过高，进而影响产品生命周期、发光效率、稳定性。在实用的陶瓷基板材料中，氧化侣（Al2〇3) 价格较低，从机械强度、绝缘性、导热性、耐热性、耐热冲击性、化学稳定性等方面考虑，其综 合性能最好；采用厚膜丝网印刷的方式在陶瓷基板表面形成电路图形可实现多层化，提高 布线密度，其热膨胀系数可W做到与IC接近，可直接进行裸忍片组装。
[0004] 由于L邸灯杯封装电路引出的需要，就必须将陶瓷支架的上、下表面的电路通过 导体连通起来，最直接的方法就是通过基板表面的金属化通孔实现电连通。但是，由于通孔 的存在，封装胶会通过通孔渗透到下表面，造成电路污染。因此对通孔的金属化、且确保通 孔填实不渗漏就成为该技术关键。
[0005] 目前成熟的、批量生产采用的孔金属化技术为孔巧人干cp0.3mrn的通孔。而照 明L邸产品要求陶瓷支架采用微单元阵列模式生产，采用cpO.l5mmtrK微孔金属化技 术。因此，需要突破微孔金属化技术。其次，突破通孔填实技术，使巧cpO.lSmmW下的微 孔在金属化过程中既能实现上、下两面电路连通，又能保证通孔被完全填实，不会在灯杯封 装时出现渗漏。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种L邸光源封装用厚膜陶瓷支架的制备方法，利用本发明 制成的LED陶瓷支架，结构简单，具有高光效、低热阻、高散热、耐电压、出光均匀、无眩光、 无色斑、低成本、高寿命的优点。可在支架上制作多种电路连接，易于实现多功能化。
[0007] 本发明的技术方案如下：一种L邸光源封装用厚膜陶瓷支架的制备方法：其特征 是陶瓷基板为导热与散热性能极佳的96%的Al2〇3;正金属电极与负金属电极图形通过丝 网印刷工艺在陶瓷基板表面印刷一层银导体浆料形成，125°C烘干后于850°C条件下烧结制 成，印刷膜层厚度为15 + 3ym;连接陶瓷基板正面和反面金属电极的两个金属化盲孔采用 激光打孔工艺在陶瓷基板表面切刻出〇〇. 15mm的微孔，然后在具有负压吸附功能的印刷 基台上印刷银浆料W形成金属化过孔电极，通过负压吸引，将银浆料通过不诱钢漏印模板 吸引填入微孔内，并使微孔得到填实；陶瓷基板正面的正金属电极、负金属电极表面部分 通过丝网印刷一层玻璃釉浆料W形成绝缘覆层隔离，最后进行检测，完成成品制作。
[0008] 其中银浆料的粘度为340 +40化.S，收缩率为5%。
[0009] 其中漏印模板的开口孔径为cp0.3mm，接触式印刷方式进行。 阳010] 本发明特点如下 W11] 本发明选用导热与散热性能极佳的96%的Al2〇3陶瓷基板通过厚膜丝网印刷的方 式制备一种LED光源封装用LED厚膜陶瓷支架。
[0012] 本发明采用厚度适宜的不诱钢漏印模板代替传统丝网印刷，通过负压吸引，并改 变吸引工艺参数，将粘度为340 + 40化.S，收缩率为5%的导体浆料通过不诱钢漏印模板吸 引填入陶瓷基板上预设的微孔内，经过烘干和烧结后实现通孔金属化并使微孔得到填实， 要求经品红试验无渗漏，W满足L邸管忍封装工艺的需要。
[0013] 本发明通过技术创新与工艺提升，首先突破舉CUSmmW下微孔金属化技术，使cpO. 15mmW下微孔金属化厚膜工艺技术得到转化与提升，实现L邸陶瓷支架产品批产 化。
[0014] 本发明通过对导体浆料、网版材料的优选，W及工艺设计和参数设置方面的改进， 已成功开发了一套较为成熟实用的厚膜电路通孔与填实工艺技术，满足L邸支架类产品技 术生产需要。
【附图说明】
[0015] 图1-1是本发明LED陶瓷支架电路正面示意图。
[0016] 图1-2是本发明LED陶瓷支架电路反面示意图。
[0017] 图1-3是本发明LED陶瓷支架电路正面绝缘覆层示意图。
[0018] 图2是阵列结构外形示意图。
[0019] 附图标号：1一正金属电极、2-负金属电极、3-金属化盲孔、4-固晶区域、5-绝 缘覆层
【具体实施方式】
[0020] 如图1-1、图1-2、图1-3所示，本发明的L邸厚膜陶瓷支架陶瓷基板电路外形尺寸 为109. 2mmX54. 5mmX0. 5mm。在单片电路上设计了两个金属化盲孔3,用来连接陶瓷基板 正面和反面的金属电极，正金属电极1、负金属电极2设计为U型结构，U型结构的两个相对 侧边分别位于陶瓷基板的正面和陶瓷基板的反面，绝缘覆层5部分覆盖了正金属电极1和 负金属电极2位于陶瓷基板正面的侧边，固晶区域4位于陶瓷基板正面的正金属电极1和 负金属电极2中间，正金属电极1和负金属电极2位于陶瓷基板正面的靠近固晶区域4且未 被绝缘覆层5覆盖的部分分别为与L邸忍片连接用的正电极内引线端和负电极内引线端， 正金属电极1和负金属电极2位于陶瓷基板反面的侧边设有和外部电源连接用的正电极外 引线端和负电极外引线端。
[0021]在一款L邸陶瓷支架制作实例中，采用厚度为0.381mm的Al2〇3陶瓷基板作为LED支架基体材料。该基板尺寸为109. 2mmX54. 5mmX0. 5mm，包含286个小单元，单元尺寸为 3. 5X3. 5mm，每个单元即为一个L邸封装支架，每个单元上采用激光打孔的方式预先留出 两个孔径为(60. 15mm的微小通孔。采用厚度为0. 075mm的不诱钢漏印模板进行填孔印刷， 漏印模板的开口孔径为P〇.3mm，接触式印刷方式进行。经125°C烘干10分钟后，在隧 道式烧结炉中于峰值溫度850°C下烧结10分钟。经品红试验无渗漏，采用该工艺制作出的 L邸陶瓷支架完全满足L邸封装及使用要求。
[0022] 对于0. 381mm厚度的基板来说，采用通孔印刷机和厚度为0. 075mm的不诱钢漏印 模板，通过接触式印刷方式进行通孔和填实工艺操作，可实现一次性印刷完成。
[0023] 对于其他厚度的基板来说，可采用先通孔，再填孔，最后堵孔的印刷次序完成。
[0024]图2为本发明陶瓷支架阵列结构外形示意图。陶瓷基板采用导热与散热性能极佳 的96%的Al2〇3;正金属电极1与负金属电极2图形通过丝网印刷工艺在陶瓷基板表面印刷 一层银导体浆料形成，125°C烘干后于850°C条件下烧结制成，印刷膜层厚度为15 + 3ym。 阳0巧]陶瓷基板正面的正金属电极1、负金属电极2表面部分通过丝网印刷一层玻璃釉 浆料W形成绝缘覆层5隔离，最后进行检测，完成成品制作。
[0026] 本发明优点
[0027] 1.优选导体浆料。选择烧结收缩率尽可能小、又适于填实操作的导体浆料； 2.优选网版材料。印刷模版材料优选；3.工艺设计，包括图形设计，印刷参数设置，实现CP化巧m怖W下微孔金属化和通孔中间完全填实；4.制作样品。进行微孔金属化测试和 品红试验，验证通孔导通性和密封性，使得通孔的导通性和密封性达到100 %，工艺参数优 化。
【主权项】
1. 一种LED光源封装用厚膜陶瓷支架的制备方法，其特征是陶瓷基板采用导热与散热 性能极佳的96%的Al 2O3;正金属电极⑴与负金属电极⑵图形通过丝网印刷工艺在陶瓷 基板表面印刷一层银导体浆料形成，125°C烘干后于850°C条件下烧结制成，印刷膜层厚度 为 15±3 μπι ; 连接陶瓷基板正面和反面金属电极的两个金属化盲孔（3)采用激光打孔工艺在陶瓷 基板表面切刻出Φ0. 15_的微孔，然后在具有负压吸附功能的印刷基台上印刷银浆料以 形成金属化盲孔电极，通过负压吸引，将银浆料通过不锈钢漏印模板吸引填入微孔内，并使 微孔得到填实；经125°C烘干10分钟后，在隧道式烧结炉中于峰值温度850°C下烧结10分 钟，经品红试验无渗漏，满足LED管芯封装工艺的需要； 陶瓷基板正面的正金属电极（1)、负金属电极（2)表面部分通过丝网印刷一层玻璃釉 浆料以形成绝缘覆层（5)隔离，最后进行检测，完成成品制作。2. 如权利要求1所述的LED光源封装用厚膜陶瓷支架的制备方法，其特征是银浆料的 粘度为340±40Pa. S，收缩率为5%。3. 如权利要求1所述的LED光源封装用厚膜陶瓷支架的制备方法，其特征是漏印模板 的开口孔径为cp〇.3m ITU接触式印刷方式进行。
【专利摘要】本发明公开了一种LED光源封装用厚膜陶瓷支架的制备方法，选用导热与散热性能极佳的96％的Al2O3陶瓷基板，采用厚度适宜的不锈钢漏印模板代替传统丝网印刷，通过负压吸引，并改变吸引工艺参数，将粘度适中、烧结收缩率极小的导体浆料通过不锈钢漏印模板吸引填入陶瓷基板上预设的微孔内，经过烘干和烧结后实现通孔金属化并使微孔得到填实，要求经品红试验无渗漏，以满足LED管芯封装工艺的需要。
【IPC分类】H01L33/64, H01L33/62, H01L33/48
【公开号】CN105428504
【申请号】CN201510976122
【发明人】郭菊芳, 殷春民, 薛静蓉, 寇玉娟, 王永生, 段晓燕, 俞阳
【申请人】陕西华经微电子股份有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月23日