[發明專利]一種共燒玻璃陶瓷材料及制備方法與利用共燒玻璃陶瓷材料制作LED封裝用基板的方法

無效

• 申請號: 201410365217.2
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104129920A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 黃信二;鐘立軍
• 申請（專利權）人: 研創光電科技（贛州）有限公司
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;H01L33/48;H01L33/64;H01L33/60;H01L33/62
• 代理公司: 南昌佳誠專利事務所 36117
• 代理人: 閔蓉

技術領域

本發明涉及一種共燒玻璃陶瓷材料及制備方法與利用共燒玻璃陶瓷材料制作LED封裝用基板的方法，屬于電子陶瓷基板材料及其制造領域。

背景技術

陶瓷基板材料以其優良的導熱性和氣密性，廣泛應用于功率電子、電子封裝、混合微電子與多芯片模塊等領域。基板的最大訴求為導熱更佳，照明的LED封裝需求最重要的就是散熱和高反射率問題；其次則是需要強而有力的結構體和穩定可靠的材料。

LED封裝經過30年的演進，最大的特色就是尺寸愈來愈小，因此熱效應問題在輸入驅動電流較高時便凸顯出來。在一定的尺寸下，要求更高功率，要不就是增加LED芯片數量，要不就是提高單顆芯片的電流，對于后者在相對狹小的空間范圍內就會增大LED的發熱，燈內溫度就會升高，結果是每升高20℃，LED效能就要降低5%。

為了解決以上問題，國內外都積極致力于開發出功率高，散熱能力強，熱膨脹系數小，結構穩定的LED基板，如專利CN1905223A，介紹一種熱電分離設計的LED共燒玻璃陶瓷基板，可以明顯降低LED封裝溫度，提高光效，CN101188260A通過氧化鋁陶瓷基板與氮化鋁陶瓷基板疊層結合在一起，結合兩者的優點，去除缺點，將散熱能力提高幾十到上百倍，US20050161682A1提出一種適于較高溫度工作的LED封裝結構是使用金屬與LTCC結合的基板，并在LTCC上形成導電和導熱焊盤。另外，照明反光板的研究現在朝反光材料和反光角度兩方面展開，反光材料研究已經有上百年的時間，包括PVC晶格反光片、電鍍、鏡面鋁、納米膜、熒光布等等，大量用于反光板和其他方面，技術相當完善，其中納米材料反射率可以達86%，德國安鋁的鏡面鋁最高可以達到98%，本項目采用高平滑性，導電系數高的銀層，它具有下列優點：優秀的光反射特性(95%以上全反射率、擴散反射率：92%、鏡面反射率：3%)、反射能力都能夠維持均一性，對于有忠實反射光源要求的情況下，更能發揮其特長。

先前封裝用陶瓷基板材料由于材料成本高且燒結后強度不足，造成應用面的拓展困難，本發明提供一種成本低且制程相對簡易的陶瓷生胚制造方法，提高陶瓷坯體有效性及致密度，加上內埋銀線路當導熱體及反射面，大幅度提高散熱性及發光效率，滿足量產的需求，由于成本較低有助降低LED晶粒的生產成本，具產業推廣效益。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高熱傳導率、高強度和低成本的共燒玻璃陶瓷材料制作的LED封裝用基板。

本發明的另一目的在于提供一種采用一定的銀膏印刷得到高反射率的LED封裝用陶瓷基板的方法。

本發明是這樣實現的，一種共燒玻璃陶瓷材料，其特征在于，所述共燒玻璃陶瓷材料主要組分包括40-60wt%的無機相成分和40-60%有機相成分，其中：

所述無機相成分占總整體重量百分含量為：20-30wt%高精細氧化鋁粉料和20-30wt%精加工玻璃粉；

所述有機相包括溶劑乙醇、粘結劑聚乙稀醇縮丁醛、塑化劑鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二丁酯其中一種或兩種。

所述高精細氧化鋁粉料是來自昭和電工株式會社，粉料型號為Al-160SG-4，平均粒徑為0.55um，純度達到99.5%；所述精加工玻璃粉是來自磊盈股份有限公司，粉料型號為TF888，平均粒徑為0.67um。

所述溶劑乙醇來自贛縣銀基化工商行，純度達到99%；所述粘結劑聚乙稀醇縮丁醛來自格雷斯蒙-偉斯公司，型號為GMB-705，固含量為18.5wt%，粘度235cps；所述塑化劑鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二丁酯來自南昌全友化工原料有限公司，純度達到99.9%以上。

所述有機相成分中各組成占無機與有機整體重量百分含量為：溶劑乙醇20-25wt%，粘結劑20-25wt%，塑化劑2-8%。

所述的一種共燒玻璃陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括：

1）將氧化鋁粉放入行星球磨機按質量球料水比3:1:1進行球磨3-6h，然后烘干進行600度淬火4-8h；

2）將玻璃粉放入行星球磨機按質量球料水比3:1:1進行球磨1-3h，然后烘干進行200度淬火4-8h；

3）按照制備共燒玻璃陶瓷所需原材料中各組分占無機與有機整體質量百分含量，分別稱取淬火好的氧化鋁與玻璃粉和溶劑、粘結劑與塑化劑，添加到球磨罐中，然后放入行星式球磨機中進行一次性球磨8-12h；

4）將球磨料漿放入脫泡機中進行真空脫泡，脫泡要求攪拌速度為10-20r/min，脫泡時間20-40min；