[發(fā)明專利]帶凹杯LED氮化鋁陶瓷支架的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310082908.7
• 申請(qǐng)日: 2013-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103208577A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳朝暉;劉浩;李杰民;廖秋榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市凱昶德電子科技股份有限公司;深圳市泓亞光電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/48
• 分類號(hào): H01L33/48;H01L33/64;H01L33/62
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 徐勛夫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED支架領(lǐng)域技術(shù)，尤指一種可獲得具有高導(dǎo)熱性、高布線精度的帶凹杯氮化鋁陶瓷支架的制備方法。

背景技術(shù)

LED支架是一種底座電子元件，是LED封裝的重要元件之一，主要為L(zhǎng)ED芯片及其相互聯(lián)線提供機(jī)械承載、支撐、氣密性保護(hù)和促進(jìn)LED器件散熱等功能。近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體材料和封裝工藝的完善、光通量和出光效率的提高，功率型LED已在城市景觀、交通標(biāo)志、LCD背光源、汽車照明、廣告牌等特殊照明領(lǐng)域得到應(yīng)用，并向普通照明市場(chǎng)邁進(jìn)。然而，隨著LED芯片輸入功率的不斷提高，大耗散功率帶來(lái)的大發(fā)熱量及要求高的出光效率給LED支架提出了更新、更高的要求。對(duì)高功率LED產(chǎn)品來(lái)講，其芯片支架要求具有高電絕緣性、高穩(wěn)定性、高導(dǎo)熱性及與芯片匹配的熱膨脹系數(shù)(CTE)、平整性和較高的強(qiáng)度。

陶瓷材料具有高的導(dǎo)熱系數(shù)、與LED芯片相近的熱膨脹系數(shù)、高耐熱及抗紫外輻射等特點(diǎn)，能有效地解決熱歪斜及黃化問(wèn)題，應(yīng)用于LED支架極具競(jìng)爭(zhēng)力。采用低溫共燒技術(shù)制備的LTCC陶瓷支架在LED產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)被使用，但LTCC為了降低燒結(jié)溫度，于材料中加入了玻璃材料,使整體的熱傳導(dǎo)率降低至2～3W/mK之間。再者，LTCC?使用網(wǎng)印方式印制線路，使線路本身具有線徑寬度不夠精細(xì)、以及網(wǎng)版張網(wǎng)問(wèn)題，導(dǎo)致線路精準(zhǔn)度不足、表面平整度不佳等現(xiàn)象，加上多層疊壓燒結(jié)又有基板收縮比例的問(wèn)題要考量，并不符合高功率小尺寸的需求。基于薄膜技術(shù)開(kāi)發(fā)的直接鍍銅陶瓷板（DPC）部分解決了上述問(wèn)題，其工藝為在高導(dǎo)熱的氧化鋁陶瓷板上采用真空濺鍍方式鍍上薄銅，再以黃光微影工藝完成導(dǎo)電線路布置。薄膜法具備了線路高精準(zhǔn)度與高表面平整度的特性，在微電子封裝尤其是高功率、小尺寸LED陶瓷封裝中得到了應(yīng)用。薄膜法采用的黃光微影技術(shù)都只能在平板上進(jìn)行布線，其工藝局限性使得它們無(wú)法在帶凹杯的立體結(jié)構(gòu)氮化鋁陶瓷表面布置精細(xì)的立體線路，而平板型陶瓷支架對(duì)封裝技術(shù)要求極高，封裝設(shè)備也非常昂貴；此外，黃光微影中顯影等濕法制程會(huì)引起氮化鋁陶瓷的氧化和水解，導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)嚴(yán)重下降。以上問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了其在大功率LED封裝領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)出同時(shí)具有高導(dǎo)熱性、高布線精度的帶凹杯氮化鋁陶瓷支架將極大促進(jìn)高功率LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種帶凹杯LED氮化鋁陶瓷支架的制備方法，能有效解決現(xiàn)有LED支架無(wú)法兼顧采用帶凹杯結(jié)構(gòu)形式及高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷材料的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案：

一種帶凹杯LED氮化鋁陶瓷支架的制備方法，包括以下步驟：

（1）清洗，對(duì)帶凹杯氮化鋁陶瓷片進(jìn)行清洗，去除陶瓷片表面的雜質(zhì)和沾污；

（2）真空濺鍍，以真空濺鍍方式在帶凹杯氮化鋁陶瓷片表面依序形成一鈦層以及一銅層；?

（3）激光布線，利用激光在鍍膜后的帶凹杯氮化鋁陶瓷片表面有選擇地去除部分金屬層，形成細(xì)微立體的線路圖案；

（4）電鍍加厚，在成形的立體線路圖案上電鍍銅加厚，形成銅線路；

（5）化學(xué)蝕刻，采用化學(xué)蝕刻方式去除氮化鋁陶瓷表面除銅線路以外的鈦層及銅層，在帶凹杯氮化鋁陶瓷片上獲得細(xì)微立體導(dǎo)電線路層；

作為一種優(yōu)選方案，所述帶凹杯陶瓷片的主要成分為具有高導(dǎo)熱系數(shù)的氮化鋁陶瓷。

作為一種優(yōu)選方案，步驟（2）中真空濺鍍所形成的該鈦層厚度為0.02～0.1μm；銅層厚度為0.5～1.0μm。

作為一種優(yōu)選方案，進(jìn)一步包括有以下步驟：

（7）鍍鎳，在前述陶瓷基板和銅線路的表面鍍上鎳層；

（8）鍍金/銀，在前述鎳層的表面鍍上金層或者銀層。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知：

由于采用具有高導(dǎo)熱系數(shù)氮化鋁陶瓷作為基材，故而散熱性好；由于采用真空濺鍍進(jìn)行表面金屬化，并配合濺鍍合適厚度的鈦層和銅層，因此各金屬層附著力高；由于采用高精密度激光加工技術(shù)對(duì)氮化鋁陶瓷表面線路輪廓處的金屬進(jìn)行有選擇的去除，故可在氮化鋁陶瓷凹杯內(nèi)形成細(xì)微立體的導(dǎo)電線路，更可減少顯影等濕法制程中氮化鋁陶瓷的氧化及水解等問(wèn)題;由于采用電鍍技術(shù)加厚,因此線路層表面平整光滑；由于采用帶凹杯的結(jié)構(gòu)形式，因此對(duì)封裝設(shè)備和技術(shù)要求簡(jiǎn)單。本發(fā)明制備方法重復(fù)性好，成本低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精細(xì)，散熱性好，布線精度高，可實(shí)現(xiàn)LED裸晶的直接貼裝,產(chǎn)品在大功率LED封裝領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：