[發明專利]一種納米Ag復合焊膏LED光源的陶瓷基板及制備方法

在審

• 申請號: 201710344877.6
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107170878A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 胡西多;童玉珍;鄭小平
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: H01L33/62
• 分類號: H01L33/62;H01L33/52
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 羅曉林,楊桂洋

技術領域

本發明屬于LED光源封裝技術的應用領域，具體涉及一種納米Ag復合焊膏LED光源的陶瓷基板及制備方法。

背景技術

隨著基于第三代半導體材料電子器件，包括大功率LED 、電子器件和微波射頻器件等，向著高速化、多功能、小型化的方向發展，電子系統中的功率密度隨之增加，因此散熱問題越來越嚴重。散熱不良將導致LED光源的性能惡化、結構損壞、分層或燒毀。據計算，在基準溫度（100℃）以上，工作溫度每升高25℃，電路的失效率就會增加5-6倍。良好的高集成、高導熱LED光源散熱依賴于優化的散熱結構設計、封裝材料選擇及封裝制造工藝等。因此具有高導熱率的器件封裝結構，襯底材料，熱界面材料以及封裝技術的研究開發對未來大功率功率、高性能器件與電路的發展尤為重要。

LED高功率器件芯片（如倒裝焊Flip Chip）工藝是將芯片有源區面對基板，通過芯片上呈陣列排列的焊料凸點實現芯片和填充的材料與基板線路的互連。但是通過芯片上的凸點和使用填充的材料與基板線路的互連封裝工藝，存在著極大的缺陷：由于晶片、焊料和基底熱脹系數的不同，在高溫度變化時焊點可能承受很大應力；同時使用填充的材料與基板線路的互連存在空洞，產生LED光源的導電性和導熱性不良。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種一種納米Ag復合焊膏LED光源的陶瓷基板及制備方法，導電和導熱率較高，能夠在300℃以上的高溫環境下使用，耐高溫性較佳。

為了解決上述技術問題，本發明采取以下技術方案：

一種納米Ag復合焊膏LED光源的陶瓷基板，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板上設有光源N極、光源P極和LED光源金屬導電層，該LED光源金屬導電層一端通過線路與光源N極連接、另一端通過線路與光源P極連接，LED光源金屬導電層上設有納米Ag復合焊膏層，該納米Ag復合焊膏上貼裝有與LED光源金屬導電層電連接的LED倒裝芯片。

所述陶瓷基板為氧化鋁陶瓷基板或氮化鋁陶瓷基板。

所述納米Ag復合焊膏層以印刷或者涂覆方式設在LED光源導電金屬層上，并且以加壓加熱的方式使米Ag復合焊膏層與陶瓷基板燒結連接。

所述陶瓷基板包括但不限于正方形、長方形、圓形、橢圓形或者多邊形。

一種納米Ag復合焊膏LED光源的陶瓷基板的制備方法，包括以下步驟：

在陶瓷基板上進行精密線路刻蝕形成LED光源金屬導電層、LED光源N極和LED光源P極，該LED光源N極和LED光源P極均與LED光源金屬導電層電連接；

通過化學和電火花放電合成制備納米Ag復合焊膏層，將該納米Ag復合焊膏層印刷或涂覆于LED光源金屬導電層上，以加壓加熱的方式使納米Ag復合焊膏層與陶瓷基板燒結連接；

將LED倒裝芯片覆合在Ag納米復合焊膏層上，進行LED光源封裝，制作得到具有LED光源的陶瓷基板。

所述納米Ag復合焊膏層及陶瓷基板經加壓加熱燒結后熔點為930℃～960℃。

本發明導電和導熱率較高，能夠在300℃以上的高溫環境下服役使用，耐高溫性較佳，集成度高，便于使用。

附圖說明

附圖1為本發明中制備后的陶瓷基板主視示意圖；

附圖2為附圖1中的A處側視示意圖。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的特征、技術手段以及所達到的具體目的、功能，下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

如附圖1和2所示，本發明揭示了一種納米Ag復合焊膏LED光源的陶瓷基板，包括陶瓷基板1，所述陶瓷基板1上設有光源N極2、光源P極3和LED光源金屬導電層4，該LED光源金屬導電層4一端通過線路與光源N極2連接、另一端通過線路與光源P極3連接，LED光源金屬導電層4上設有納米Ag復合焊膏層6，該納米Ag復合焊膏層上貼裝有與LED光源金屬導電層電連接的LED倒裝芯片5。LED光源N極和LED光源P極分別設置在陶瓷基板對角線上的兩個邊角區域，保證整個結構的簡潔性。

所述陶瓷基板為氧化鋁陶瓷基板或氮化鋁陶瓷基板。納米Ag復合焊膏層以印刷或者涂覆方式設在LED光源導電金屬層上，并且以加壓加熱的方式使米Ag復合焊膏層與陶瓷基板燒結連接，同時使得納米Ag復合焊膏層自身致密化。

所述陶瓷基板可為正方形、長方形、圓形、橢圓形或者多邊形，或者其他形狀，在此不再一一列舉，同時LED倒裝芯片也可以設計為各種形狀。如本實施例中，陶瓷基板設置為矩形。