[發(fā)明專利]全透明導(dǎo)熱導(dǎo)電復(fù)合基板的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310258609.4
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103346248A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳益鋼;朱濤;張斌;陳銀兒;劉震
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: H01L33/62
• 分類號: H01L33/62;H01L33/64;C23C14/06;C23C14/35
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種全透明導(dǎo)熱導(dǎo)電復(fù)合基板的制備方法，屬于薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人類的照明先后經(jīng)歷過火光照明、白熾燈照明、熒光燈照明的漫長演變過程。LED(Light?Emitting?Diode)作為一種新的照明方式在21世紀(jì)初期快速興起。發(fā)展至今，LED產(chǎn)品已具有省電、節(jié)能、反應(yīng)時間快、高效率、壽命周期長且不含汞，具有環(huán)保效益。當(dāng)前，LED無論是在應(yīng)用市場還是制造技術(shù)方面都表現(xiàn)出迅猛發(fā)展的勢頭。而這一產(chǎn)業(yè)又帶動了新一代LED用材料產(chǎn)業(yè)的興起與發(fā)展。而其中，用于LED的導(dǎo)熱基板就是如此。

LED雖然屬于發(fā)光效率高的產(chǎn)品（目前的量產(chǎn)產(chǎn)品發(fā)光效率可達(dá)100lm/W），但就輸入功率而言，僅有10%-20%會轉(zhuǎn)換成光，其余80%-90%則會轉(zhuǎn)變成熱。如果這些熱量不能及時排放到外界，那么就會導(dǎo)致LED芯片的溫度過高，從而影響產(chǎn)品的壽命、發(fā)光效率和穩(wěn)定性。由于高功率發(fā)光技術(shù)的進(jìn)步，LED的應(yīng)用面臨日益苛刻的挑戰(zhàn)。溫度升高不僅會造成明顯的光衰，而且長時間的高溫運行也會加速本體及封裝材料的劣化。因此，LED燈具的散熱技術(shù)必須進(jìn)一步改善，以滿足高功率發(fā)光二極管的散熱需求。

在LED燈具中，封裝基板是主要的熱量傳輸通道，它利用基板本身具有的較好的熱傳導(dǎo)性，將熱量從LED芯片導(dǎo)出，從而實現(xiàn)降低芯片溫度的目的。目前，商品化的LED導(dǎo)熱基板主要有各種氮化鋁陶瓷燒結(jié)基板和低溫共燒多層陶瓷基板等。但是這些基板的制作都需要通過粉體壓制成型和高溫?zé)Y(jié)，粉體是多種原料的組合，非單一相，其配比和混合工藝的偏差會導(dǎo)致基板的導(dǎo)熱性能發(fā)生巨大的差異，而且所獲得的基板基本上不透明。不透明的基板會吸收或反射大量的光能，從而導(dǎo)致LED芯片所發(fā)射的光能有一部分被基板吸收，使基板溫度升高，還有一部分光能在反射后被其它封裝材料所吸收，也間接地產(chǎn)生了加熱芯片的作用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種全透明導(dǎo)熱導(dǎo)電復(fù)合基板的制備方法，其制造成本低廉、工藝簡單、不污染環(huán)境、無毒。所制成的透明氮化鋁薄膜應(yīng)具有高熱導(dǎo)率、高光學(xué)透過率、厚度均勻性好、高熱穩(wěn)定性等特點；所制成的透明ITO薄膜應(yīng)具有高光學(xué)透過率、厚度均勻性好、高導(dǎo)電性能等特點。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種全透明導(dǎo)熱導(dǎo)電復(fù)合基板的制備方法，包括如下步驟：

1）玻璃襯底的清洗：按照去離子水、乙醇、丙酮、乙醇、去離子水的順序，對玻璃襯底進(jìn)行超聲清洗，作為基板；

2）將基板安裝到濺射腔內(nèi)，通過抽真空，使濺射腔的本底真空度小于1.0×10^-3Pa；

3）通過反應(yīng)磁控濺射的方法在襯底上沉積氮化鋁薄膜；

4）通過射頻磁控濺射的方法在氮化鋁薄膜上沉積TCO薄膜；?

5）通過光刻和刻蝕工藝對TCO薄膜進(jìn)行圖形化加工，形成電路的引線；制得全透明導(dǎo)熱導(dǎo)電復(fù)合基板。

所述步驟2）中的通過反應(yīng)磁控濺射的方法在襯底上沉積氮化鋁薄膜，工藝條件為：反應(yīng)氣體為氮氣，保護(hù)氣體為氬氣，調(diào)整氣體流量，使氮氣和氬氣的分壓比為10^-2數(shù)量級，總壓力為0.2-1.5?Pa，濺射功率為60-500W，基板溫度為室溫-300℃，濺射時間為10-180分鐘。

所述步驟3）中的通過射頻磁控濺射的方法在氮化鋁薄膜上沉積TCO薄膜，工藝條件為：調(diào)整氣體流量，使氧氣和氬氣的分壓比為10^-1數(shù)量級，總壓力為0.2-1.5?Pa，濺射功率為50-500W，基板溫度為室溫-300℃，濺射時間為10-180分鐘。

本發(fā)明采用透明玻璃作為襯底，在玻璃上沉積高透明、導(dǎo)熱的陶瓷膜，使得照射到基板的光線在基板表面發(fā)生透射，大幅度降低各類反射現(xiàn)象。由于光線在基板中透射而過，其光能基本上不在基板內(nèi)殘留，常規(guī)的LED發(fā)光的自加熱現(xiàn)象得到了有效抑制。同時，具有高導(dǎo)熱性能的陶瓷膜能夠把LED芯片發(fā)熱點附近的熱量迅速地在基板內(nèi)傳遞，以實現(xiàn)基板內(nèi)溫度的均勻化分布，從而大幅度降低芯片內(nèi)部的溫升。本發(fā)明采用玻璃基板，除了透光的性能要求以外，還考慮到紅外輻射降溫的需要。常溫下，普通玻璃的紅外發(fā)射率在0.9以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過金屬基板如鋁、銅等的紅外發(fā)射率（約0.02），具有極好的主動熱輻射散熱功能。