[發(fā)明專利]圖案化絕緣層的LED基板及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710320987.9
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN108878631B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 張佑專;張冕;汪洋;宋延林
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64;H01L33/62;H05K1/02;H05K3/12
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

本發(fā)明涉及LED技術領域，公開了圖案化絕緣層的LED基板及其制備方法和應用，該LED基板包括從下到上依次層疊的金屬層、圖案化絕緣層、印刷導電層和保護層；還公開了制備上述圖案化絕緣層的LED基板的方法，該方法包括以下步驟：(1)提供金屬基板作為金屬層，并可選地在金屬基板上形成氧化物層；(2)在步驟(1)得到的板材上印刷在與芯片中心相對應位置處具有孔洞圖案的圖案化絕緣層，然后進行第一熱處理；(3)在經(jīng)過熱處理的圖案化絕緣層上，通過印刷形成印刷導電層，然后進行第二熱處理；(4)在經(jīng)過熱處理的印刷導電層上形成保護層。雙重改善了LED基板的散熱性，提高了LED的使用壽命，該制備方法還具有工藝簡單和環(huán)境友好的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及LED技術領域，具體地，涉及圖案化絕緣層的LED基板及其制備方法和應用。

背景技術

從諾貝爾獎得主中村修二的藍光LED材料的研制成功開始，LED照明技術快速進步，如今已經(jīng)獲得了廣泛的應用，比如LED在照明領域的應用越來越多樣化，LED照明明顯優(yōu)于傳統(tǒng)照明，因其具有節(jié)能，安全，壽命長，響應快等特點，但LED的散熱性能是制約其發(fā)展的主要因素，因為大功率LED的光轉換效率較低，僅為15～20％，工作過程中會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量需要從基板和散熱器快速的傳導并散開，才能使LED在較為合理的工作溫度更長壽命的工作。因此開發(fā)散熱性能優(yōu)良的LED基板勢在必行。

目前市面常用的導熱基板主要有四層：金屬層、導熱絕緣層、導電層和阻焊與字符層。在LED基板上面，即阻焊與字符層上面，會預留焊點，通過將LED芯片組裝到預留的焊點上，便完成了LED特定功能的電路模塊的組裝。在LED工作過程中，將產(chǎn)生大量的熱，其中導熱絕緣層的導熱性能是制約散熱的主要瓶頸層，絕緣性能越好，導熱性能越差，在既要求絕緣性又要求導熱性(即散熱性)的情況下，如何處理兩者之間的關系將是解決問題的關鍵點。在現(xiàn)有技術中，通常采用絕緣層為一層完整的電氣隔離層，上面附加蝕刻的銅箔電路層，為了增強導電性，會在LED芯片的底部加工一個相應大小的導熱銅箔。此外，在現(xiàn)有技術中，也有在與LED芯片底部對應的基板內的絕緣層位置，先鉆孔挖去絕緣層材料，然后再植入一個復合金屬層來增強散熱性。然而，這兩種設計的加工工藝均較為繁瑣。

此外，現(xiàn)有的導熱絕緣層主要使用環(huán)氧樹脂、聚烯烴樹脂或者聚酰亞胺樹脂通過與氧化鋁、氮化鋁等無機材料顆粒填料粘結混合而成，這些樹脂或高分子材料雖然有很好的絕緣和粘合固化的作用，但其導熱性能差導致了散熱性低的缺點，極大的限制了這種鋁基板的導熱性能的應用；而且，傳統(tǒng)基板的導電層主要應用蝕刻銅的傳統(tǒng)工藝來制造，需要經(jīng)過一系列成膜、曝光、顯影、蝕刻、洗脫等工藝步驟，本領域俗稱“減法工藝”，這些工藝中往往需要大量的酸等，傳統(tǒng)工藝不僅存在化學污染，而且整個工藝流程繁復。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中存在的為了改善LED基板的散熱性導致其絕緣層的制備工藝復雜，以及在制備導電層時不環(huán)保，且工藝流程繁復的問題，提供一種圖案化絕緣層的LED基板及其制備方法和應用，該LED基板的圖案化絕緣層形成有孔洞圖案，結合其圖案化絕緣層是由高導熱無機材料形成的特點，雙重改善了LED基板的散熱性，提高了LED的使用壽命，同時，該制備方法還具有工藝簡單和環(huán)境友好的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種圖案化絕緣層的LED基板，其中，該LED基板包括從下到上依次層疊的金屬層、圖案化絕緣層、印刷導電層和保護層。

本發(fā)明還提供了一種制備上述圖案化絕緣層的LED基板的方法，該方法包括以下步驟：

(1)提供金屬基板作為金屬層，并可選地在金屬基板上形成氧化物層；

(2)在步驟(1)得到的板材上印刷在與芯片中心相對應位置處具有孔洞圖案的圖案化絕緣層，然后進行第一熱處理；

(3)在經(jīng)過熱處理的圖案化絕緣層上，通過印刷形成印刷導電層，然后進行第二熱處理；

(4)在經(jīng)過熱處理的印刷導電層上形成保護層。