一种led用陶瓷封装材料及其制作方法

专利名称：一种led用陶瓷封装材料及其制作方法
技术领域：
本发明涉及到陶瓷材料领域，尤其涉及到一种LED用陶瓷封装材料及其制 作方法。
背景技术：
现有的LED封装材料主要是陶瓷+玻璃复合系、微晶玻璃系。其包括以下
几下专利申请技术
1) 、专利申请号为CN200810017330,6的一种低温烧结LTCC微波介质 陶瓷材料及其制备方法；其公开了一种低温烧结L T C C微波介质陶瓷材料， 其固有烧结温度低(约l 1 0 0°C)，通过掺杂少量的低熔点氧化物，其烧结温 度可以降至9 0 (TC左右，同时保持优异的微波介电性能且不和银(Ag)反 应，可以采用纯银作为电极共烧，可极大地降低器件的制造成本，可用于低温 共烧陶瓷系统(L T C C )、多层介质谐振器、微波天线、滤波器等微波器件的 制造。
2) 、专利申请号为CN200510076888.8的一种低温烧结陶瓷及其制备方 法；本发明公开了一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法。其具有以下优点(1 ) 烧结温度低于7 0 (TC;烧结收縮率可控制在0 — 2 0 %; ( 2 )介电常数在5 —20 ( 1 G H z )之间；(3 )制备工艺简单、成本低、没有毒副作用；(4 ) 可以应用于高频电路、可集成化的陶瓷基板、谐振器、滤波器等电子器件及半 导体和微电子封装材料领域。3) 、专利申请号为CN02129484.4的一种制备零收縮率低温共烧陶瓷多 层基板的工艺； 一种制备零收縮率低温共烧陶瓷多层基板的工艺，其其收縮率 误差可控制在O. 1%以内，从而大大提高了外部导体图形的布线精度。由于 零收縮率低温共烧陶瓷多层基板在烧制时收縮率很小，可以为封装工艺提供精 确的导体图形，提高了封装的可靠性和成品率，其在细节距电子封装领域应用 将非常广泛。
4) 、专利申请号为CN200710024609.2的高频低损耗低温共烧陶瓷生料带 及其制备方法。本发明涉及一种高频低损耗低温共烧陶瓷生料带及其制备方法， 该生料带由无机玻璃陶瓷料和有机流延体系两部分组成，其中无机玻璃陶瓷料 由钙硅硼、硼硅酸盐复相玻璃陶瓷和成核剂组成；有机流延体系由溶剂、分散 剂、粘结剂、增塑剂和除泡剂组成。用本发明制备1 2 7 pm的L T C C生料带 表面平整、光滑，绕巻不开裂曲率半径最小达l 5mm，生料带可在8 5 0 °C 左右烧结，烧结瓷体介电性能优良(￡ [ r]为5 7， tan5<0. 002 1 0 GH z )。
以上几种现有技术的LED封装材料及工艺均具有各自的优点，不过还是具 有以下几点不足之处
(1) 、由于现有的LED用封装陶瓷材料中，玻璃熔制能耗高、成本高，而 且不适合大批量的进行生产，造成制造工艺复杂、成本高。
(2) 、熔制玻璃的过程中，玻璃成份中的易挥发物质，在挥发中挥发程度 难以控制，造成材料成份的不稳定，导致性能的不稳定。
(3) 、淬火后的玻璃渣硬度高，难以磨细，不但增加了制造成本，而且玻 璃粉形状差，工艺适应性不好。(4)、出光效果不理想。 基于上述现有LED用陶瓷封装材料的不足之处，本发明人研制了本发明 "一种LED用陶瓷封装材料及其制作方法"。

发明内容
本发明针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是提供一种制造成
本低；材料形貌均一，非常适合大批量流延工艺生产工艺的LED用陶瓷封装材 料及其制作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种LED用陶瓷封装材料，包含有Al203、 CaO、 Si02、 B203、 LiF和CaF2， 还包括BaO 、 Ti02和Zr02成分。
所述的各成分所含重量成份百分比为
Al203: 30 50; BaO: 5 10; CaO: 5 20; Ti02: 5 20;Zr02: 5 10; Si02: 10 30; B203: 2 10;LiF: 0 5; CaF2: 0 5。 一种LED用陶瓷封装材料的制作方法步骤如下
(1) 将按重量成份百分比配制好的BaO、 CaO、 Ti02、 Zr02、 Si〇2、 B203
加入乙醇后，进行混合球磨，再经出料烘干及过筛后得到粉料末；所述的混合 球磨时间为10 40hr。
(2) 将步骤(1)所得粉料末在90(TC温度以下进行煅烧制得粉料；锻烧 时间为2 3hr。
(3) 将按重量成份百分比配制好的Al203、 LiF和CaF2连同水，与步骤(2)所得粉料一同放入球磨机中进行分散工序处理，然后进行混匀和烘干即制得陶
瓷封装材料成品，分散工序时间为10 40hr。
所述的步骤(2)中将步骤(1)所得粉料末在500 80(TC温度之间进行煅烧。
一种用上述LED用陶瓷封装材料制作LED基座的方法，该制作方法步骤 如下
1 )、将陶瓷封装材料成品添加粘合剂聚乙烯醇縮丁醛和乙醇后作成浆料；
2) 、进行流延成膜工序；
3) 、进行排胶工序；
4) 、在80(TC 90CrC温度保温过程后得到LED基座，温度保温过程为1
3hr。
本发明一种LED用陶瓷封装材料及其制作方法的有益效果是-
1) 、本发明通过调节材料中Al203、 Si02、 CaO、 B203、 LiF、 CaF2的构成 比例，将材料的烧结温度控制在90CTC以下。
2) 、本发明材料通过添加BaO、 Ti02、 Zr02并调节其配比，将材料的反射 率曲线的峰值调节到接近420nm波长，并在紫光到紫外线区有一个强烈的吸收 峰，与人眼的视觉特性相吻合，提高了作为LED材料的出光效率。
3) 、本发明材料制作工艺简单，适合流延工艺生产，成本低、效率高，制 造成本低的原因是由于不用熔制玻璃，另外由于材料形貌均一所以非常适合大 批量的流延工艺生产工艺。
4) 、利用本发明材料制作的LED基座致密性好和出光效率高，用压汞仪测 定气孔率^1%。


图1是本发明的实施例一反射率曲线图； 图2是本发明的实施例二反射率曲线图； 图3是本发明的实施例三反射率曲线图； 图4是本发明的实施例四反射率曲线图。
具体实施例方式
本发明是这样实施的-实施例一'
1 、取BaO,5Kg、 CaO,5Kg、 Ti02'15Kg、 ZrO2'10Kg、 SiO2，30Kg、 B203'2Kg、 乙醇，67Kg混合球磨20hr，出料烘干过筛得到粉料末。
2、 将所得粉料末在50CTC温度下煅烧2hr制得粉料。
3、 取Al203， 40Kg、 LiF， 1Kg、 CaF2， 3Kg、水，120Kg，与上述所得料 一同放在球磨机中分散10 40hr，然后进行混匀和烘干即制得陶瓷封装材料成
叫o
4、 将所得粉料添加适当的粘合剂聚乙烯醇縮丁醛、乙醇等作成浆料，进行 流延成膜，排胶后，在82CTC温度下保温3hr后得到LED基座。
5、 测试用压汞仪测定气孔率为0.5%;反射率曲线如图1所示。反射
率曲线的峰值调节到420nm波长处，并在紫光到紫外线区有一个强烈的吸收峰， 与人眼的视觉特性相吻合，提高了作为LED材料的出光效率。1 、取BaO，5Kg、 CaO'20Kg、 TiO2'10Kg、 Zr02，5Kg、 SiO2'30Kg、 B203,5Kg、 乙醇，75Kg，混合球磨20hr，出料烘干过筛得到粉料末。
2、 将所得粉料末在50(TC温度下煅烧3hr制得粉料。
3、 取川203， 30Kg、 LiF， 1Kg、 CaF2， 5Kg、水，130Kg，与上述所得料 一同放在球磨机中分散10 40hr，然后进行混匀和烘干即制得陶瓷封装材料成 品。
4、 将所得粉料添加适当的粘合剂聚乙烯醇縮丁醛、乙醇等作成浆料，进行 流延成膜，排胶后，在82CTC温度下保温2hr后得到LED基座。
5、 测试用压汞仪测定气孔率为0.8%;反射率曲线如图2所示。反射 率曲线的峰值调节到420nm波长处，并在紫光到紫外线区有一个强烈的吸收峰， 与人眼的视觉特性相吻合，提高了作为LED材料的出光效率。
实施例三
1、 取BaO'8Kg、 CaO，10Kg、 Ti02,15Kg、 ZrO2，10Kg、 SiO2'20Kg、 B203，10Kg、乙醇，73Kg，混合球磨20hr，出料烘干过筛得到粉料末。
2、 将所得粉料末在80CTC温度下煅烧3hr制得粉料。
3、 取Al203， 35Kg、 LiF， 3Kg、 CaF2， 1Kg、水，120Kg，与上述所得料 一同放在球磨机中分散10 40hr，然后进行混匀和烘干即制得陶瓷封装材料成
卩
叩o
4、 将所得粉料添加适当的粘合剂聚乙烯醇縮丁醛、乙醇等作成浆料，进行 流延成膜，排胶后，在88CTC温度下保温3hr后得到LED基座。
5、 测试用压汞仪测定气孔率为0.2%;反射率曲线如图3所示。反射率曲线的峰值调节到420nm波长处，并在紫光到紫外线区有一个强烈的吸收峰， 与人眼的视觉特性相吻合，提高了作为LED材料的出光效率。
实施例四
1、 取BaO，8Kg、 CaO'15Kg、 Ti02，5Kg、 Zr02，8Kg、 SiO2,10Kg、 B203，8Kg、 乙醇，74Kg，混合球磨20hr，出料烘干过筛得到粉料末。
2、 将所得粉料末在80(TC温度下煅烧2hr制得粉料。
3、 取川203， 30Kg、 LiF， 5Kg、 CaF2， 1Kg、水，130Kg，与上述所得料 一同放在球磨机中分散10 40hr，然后进行混匀和烘干即制得陶瓷封装材料成
口
叩o
4、 将所得粉料添加适当的粘合剂聚乙烯醇縮丁醛、乙醇等作成桨料，进行 流延成膜，排胶后，在900'C温度下保温化r后得到LED基座。
5、 测试用压汞仪测定气孔率为0.3%;反射率曲线如图4所示。反射率
曲线的峰值调节到420nm波长处，并在紫光到紫外线区有一个强烈的吸收峰， 与人眼的视觉特性相吻合，提高了作为LED材料的出光效率。
以上所述，仅是本发明一种LED用陶瓷封装材料及其制作方法的较佳实施 例而己，并非对本发明的技术范围作任何限制，凡是依据本发明的技术实质对 以上的实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方 案的范围内。
权利要求
1、一种LED用陶瓷封装材料，包含有Al2O3、CaO、SiO2、B2O3、LiF和CaF2，其特征在于还包括BaO、TiO2和ZrO2成分。
2、 根据权利要求1所述的一种LED用陶瓷封装材料，其特征在于所述的 各成分所含重量成份百分比为Al203: 30 50; BaO: 5 10; CaO: 5 20; Ti02: 5 20; Zr02:5 10; Si02: 10 30; B203: 2 10;LiF: 0 5; CaF2: 0 5。
3、 一种LED用陶瓷封装材料的制作方法，其特征在于该制作方法步骤如下(1) 将按重量成份百分比配制好的BaO、 CaO、 Ti02、 Zr02、 Si02、 B203加入乙醇后，进行混合球磨，再经出料烘干及过筛后得到粉料末；(2) 将步骤(1)所得粉料末在90(TC温度以下进行煅烧制得粉料；(3) 将按重量成份百分比配制好的Ah03、 LiF和CaF2连同水，与步骤(2) 所得粉料一同放入球磨机中进行分散工序处理，然后进行混匀和烘干即制得陶 瓷封装材料成品。
4、 根据权利要求3所述的一种LED用陶瓷封装材料的制作方法，其特征 在于所述步骤(1)的混合球磨时间为10 40hr。
5、 根据权利要求3所述的一种LED用陶瓷封装材料的制作方法，其特征 在于所述的步骤(2)中将步骤(1)所得粉料末在500 80CTC温度之间进行煅烧。
6、 根据权利要求3所述的一种LED用陶瓷封装材料的制作方法，其特征 在于所述的步骤(2)中将步骤(1)所得粉料末在500 80CTC温度之间进行煅烧2 3hr。
7、 根据权利要求3所述的一种led用陶瓷封装材料的制作方法，其特征 在于所述的步骤(3)中分散工序时间为10 40hr。
8、 一种用上述led用陶瓷封装材料制作led基座的方法，其特征在于该 制作方法步骤如下1 )、将陶瓷封装材料成品添加粘合剂聚乙烯醇縮丁醛和乙醇后作成浆料；2) 、进行流延成膜工序；3) 、进行排胶工序；4) 、在80crc 90crc温度保温过程后得到led基座。
9、 根据权利要求8所述的一种制作led基座的方法，其特征在于所述的 步骤4)中的800。C 900。C温度保温过程为1 3hr。
全文摘要
本发明涉及到陶瓷材料领域，尤其涉及到一种LED用陶瓷封装材料及其制作方法。一种LED用陶瓷封装材料，包含有Al₂O₃、CaO、SiO₂、B₂O₃、LiF和CaF₂，还包括BaO、TiO₂和ZrO₂成分。其有益效果是1)本发明通过调节材料中Al₂O₃、SiO₂、CaO、B₂O₃、LiF、CaF₂的构成比例，将材料的烧结温度控制在900℃以下。2)本发明材料通过添加BaO、TiO₂、ZrO₂并调节其配比，将材料的反射率曲线的峰值调节到接近420nm波长，并在紫光到紫外线区有一个强烈的吸收峰，与人眼的视觉特性相吻合，提高了出光效率。3)本发明材料制作工艺简单，适合流延工艺生产，成本低、效率高，不用熔制玻璃，非常适合大批量的流延工艺生产工艺。4)利用本发明材料制作的LED基座致密性好和出光效率高，用压汞仪测定气孔率≤1％。
文档编号H01L33/00GK101565302SQ20091010661
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者谢灿生 申请人:潮州三环(集团)股份有限公司