CN103346242A - 基于玻璃基板的led器件及其制备方法 - Google Patents

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钱涛
孙明
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Abstract

本发明提供了一种基于玻璃基板的LED器件及其制备方法，其器件包括玻璃基板，通过气相沉积技术制备于所述玻璃基板上的DLC涂层，所述DLC涂层的上方设有LED芯片和电极，所述LED芯片和电极之间通过导线电性导通。本发明的有益效果主要体现在：采用普通玻璃作为LED线路板的基板可以使得光源全周发光，避免传统基板不透光致使光源只能在180°之内发光的缺陷，光线能得到充分利用，减少热量产生。采用气相沉积技术在玻璃基板上制作线路，确保线路具有良好的附着性和导电特性，同时在玻璃基板上沉积一层类金刚石材料，大幅改善LED线路板的导热能力。

Description

基于玻璃基板的LED器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种LED器件，尤其是一种采用玻璃基板的LED器件及其制备方法，属于照明技术领域。
背景技术
LED作为一种固态半导体照明技术，实现照明的过程必须通过LED芯片固定在线路板上实现。LED线路板的材料目前均为金属基（铝、铜等）、树脂基（FR4、PI等）、陶瓷基（氧化铝、氮化铝等），这些材料大多因为其绝缘性能良好和导热性良好而被用作以用途。目前还未有LED线路板采用玻璃基板，原因是玻璃基板导热性较差、耐热性较差以及无法直接在玻璃基板上完成线路板工艺。而且一旦玻璃基板过热，还有裂开的风险。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种基于玻璃基板的LED器件及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种基于玻璃基板的LED器件，包括玻璃基板，通过气相沉积技术制备于所述玻璃基板上的DLC涂层，所述DLC涂层的上方设有LED芯片和电极，所述LED芯片和电极之间通过导线电性导通。
优选的，所述DLC涂层厚度为100A~250A。
优选的，所述电极为相互结合的电极底层和电极表层，所述电极底层为Cr涂层，所述电极表层为Ni涂层。
优选的，所述Cr涂层厚度为200A~400A。
优选的，所述Ni涂层厚度为8000A~20000A。
优选的，所述导线为金线或铜线。
优选的，所述DLC涂层完全覆盖所述玻璃基板的上表面。
优选的，所述电极设于LED芯片的两侧。
本发明还揭示一种基于玻璃基板的LED器件的制备方法，包括如下步骤：
S1、采用超声波清洗技术对玻璃基板进行表面清洗；
S2、清洗完的玻璃基片置于镀膜真空室内，抽至1*10-4Pa以上的真空度；
S3、利用阳极层离子束开始对玻璃基板进行离子轰击清洗，具体为：引入纯度为99.999%的高纯氩气，真空度保持在2.0~3.0*10-1Pa，离子束上所施加的放电电压为1.2kV~1.8kV，放电电流10~30mA，轰击清洗时间为10~20分钟；
S4、利用阳极层离子束开始DLC的沉积，具体为：引入碳氢气体，真空度保持在1.0~2.0*10-1Pa，离子束上所施加的放电电压为0.8kV~1.3kV，放电电流20~30mA，沉积涂层厚度100A~250A；
S5、利用磁控溅射阴极开始沉积金属Cr层，具体为：通入纯度为99.999%的高纯氩气，真空度2.0~3.0*10-1Pa，磁控溅射靶上的功率密度为7~9W/cm2，沉积涂层厚度200A~400A；
S6、利用磁控溅射阴极开始沉积金属Ni层，具体为：通入纯度为99.999%的高纯氩气，真空度2.0~3.0*10-1Pa，磁控溅射靶上的功率密度为7~9W/cm2，沉积涂层厚度8,000A~20,000A；
S7、采用回流焊将LED芯片固定在玻璃基板上的DLC涂层上面，所述LED芯片的正负极分别和设于玻璃基板上的电极以金线连接，再在其上以荧光胶封装。
本发明的有益效果主要体现在：
1.采用普通玻璃作为LED线路板的基板可以使得光源全周发光，避免传统基板不透光致使光源只能在180°之内发光的缺陷，光线能得到充分利用，减少热量产生。
2.采用气相沉积技术在玻璃基板上制作线路，确保线路具有良好的附着性和导电特性，同时在玻璃基板上沉积一层类金刚石材料，大幅改善LED线路板的导热能力。
附图说明
图1为本发明基于玻璃基板的LED器件的结构示意图。
其中：1、LED芯片；2、玻璃基板；3、DLC涂层；4、Cr涂层（电极底层）；5、Ni涂层（电极表层）；6、导线。
具体实施方式
类金刚石涂层(Diamond-like Carbon)，或简称DLC涂层是含有金刚石结构sp3键和石墨结构sp2键的亚稳非晶态物质。DLC涂层由于其自身的特性具有诸多优异性能，如高硬度、高耐磨性、化学性能稳定、高光致发光率和高电致发光率、以及优异的热转化效率和导热性能等。
涂层技术中，物理气相沉积是指通过蒸发、电离或溅射等过程，产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面，简称PVD。目前常用的PVD镀膜技术主要分为三类，为真空蒸发镀膜技术、真空溅射镀膜技术和真空离子束镀膜技术。其中，真空磁控溅射镀膜技术是用高能粒子轰击固体表面时能使固体表面的粒子获得能量并逸出表面，沉积在基板上。真空离子束镀膜技术是指在真空环境下被引入的气体在离子束的电磁场共同作用下被离子化；被离子化的离子在离子束和基片之间的电场作用下被加速，并以高能粒子的形式轰击或沉积在基片上；被引入的气体根据工艺的需要，可能为Ar，H2或C2H2等，从而完成离子刻蚀清洗和离子束沉积等工艺。但是对于不同能量的选择和不同的制备工艺，所制备的产品就能得到不同的性能。
如图1所示，本发明揭示了一种基于玻璃基板的LED器件，包括玻璃基板2，设于所述玻璃基板2上的DLC涂层3，所述DLC涂层3完全覆盖所述玻璃基板2的上表面。所述DLC涂层3的上方设有LED芯片1和电极，所述电极为相互结合的电极底层和电极表层，所述电极底层为Cr涂层4，所述电极表层为Ni涂层5。
所述电极设于LED芯片1的两侧。所述LED芯片1和电极之间通过导线6电性导通。所述导线6为金线或铜线。
本发明还揭示一种基于玻璃基板的LED器件的制备方法，包括如下步骤：
S1、采用超声波清洗技术对玻璃基板进行表面清洗；
S2、清洗完的玻璃基片置于镀膜真空室内，抽至1*10-4Pa以上的真空度；
S3、利用阳极层离子束开始对玻璃基板进行离子轰击清洗，具体为：引入纯度为99.999%的高纯氩气，真空度保持在2.0~3.0*10-1Pa，离子束上所施加的放电电压为1.2kV~1.8kV，放电电流10~30mA，轰击清洗时间为10~20分钟；
S4、利用阳极层离子束开始DLC的沉积，具体为：引入碳氢气体，真空度保持在1.0~2.0*10-1Pa，离子束上所施加的放电电压为0.8kV~1.3kV，放电电流20~30mA，沉积涂层厚度100A~250A；
S5、利用磁控溅射阴极开始沉积金属Cr层，具体为：通入纯度为99.999%的高纯氩气，真空度2.0~3.0*10-1Pa，磁控溅射靶上的功率密度为7~9W/cm2，沉积涂层厚度200A~400A；
S6、利用磁控溅射阴极开始沉积金属Ni层，具体为：通入纯度为99.999%的高纯氩气，真空度2.0~3.0*10-1Pa，磁控溅射靶上的功率密度为7~9W/cm2，沉积涂层厚度8,000A~20,000A；
S7、采用回流焊将LED芯片固定在玻璃基板上的DLC涂层上面，所述LED芯片的正负极分别和设于玻璃基板上的电极以金线连接，再在其上以荧光胶封装。
本发明采用普通玻璃作为LED线路板的基板可以使得光源全周发光，避免传统基板不透光致使光源只能在180°之内发光的缺陷，光线能得到充分利用，减少热量产生。另外，采用气相沉积技术在玻璃基板上制作线路，确保线路具有良好的附着性和导电特性；同时在玻璃基板上沉积一层DLC涂层，由于DLC的导热系数在800~1,200W/mK之间，超高的导热能力能将LED芯片所产生的热量迅速扩散并通过电极导出。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。

Claims (9)

1.一种基于玻璃基板的LED器件，其特征在于：包括玻璃基板（2），通过气相沉积技术制备于所述玻璃基板（2）上的DLC涂层（3），所述DLC涂层（3）的上方设有LED芯片（1）和电极，所述LED芯片（1）和电极之间通过导线（6）电性导通。
2.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的LED器件，其特征在于：所述DLC涂层（3）厚度为100A~250A。
3.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的LED器件，其特征在于：所述电极为相互结合的电极底层和电极表层，所述电极底层为Cr涂层（4），所述电极表层为Ni涂层（5）。
4.根据权利要求3所述的基于玻璃基板的LED器件，其特征在于：所述Cr涂层（4）厚度为200A~400A。
5.根据权利要求3所述的基于玻璃基板的LED器件，其特征在于：所述Ni涂层（5）厚度为8000A~20000A。
6.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的LED器件，其特征在于：所述导线（6）为金线或铜线。
7.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的LED器件，其特征在于：所述DLC涂层（3）完全覆盖所述玻璃基板（2）的上表面。
8.根据权利要求1所述的基于玻璃基板的LED器件，其特征在于：所述电极设于LED芯片（1）的两侧。
9.一种基于玻璃基板的LED器件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、采用超声波清洗技术对玻璃基板进行表面清洗；
S2、清洗完的玻璃基片置于镀膜真空室内，抽至1*10-4Pa以上的真空度；
S3、利用阳极层离子束开始对玻璃基板进行离子轰击清洗，具体为：引入纯度为99.999%的高纯氩气，真空度保持在2.0~3.0*10-1Pa，离子束上所施加的放电电压为1.2kV~1.8kV，放电电流10~30mA，轰击清洗时间为10~20分钟；
S4、利用阳极层离子束开始DLC的沉积，具体为：引入碳氢气体，真空度保持在1.0~2.0*10-1Pa，离子束上所施加的放电电压为0.8kV~1.3kV，放电电流20~30mA，沉积涂层厚度100A~250A；
S5、利用磁控溅射阴极开始沉积金属Cr层，具体为：通入纯度为99.999%的高纯氩气，真空度2.0~3.0*10-1Pa，磁控溅射靶上的功率密度为7~9W/cm2，沉积涂层厚度200A~400A；
S6、利用磁控溅射阴极开始沉积金属Ni层，具体为：通入纯度为99.999%的高纯氩气，真空度2.0~3.0*10-1Pa，磁控溅射靶上的功率密度为7~9W/cm2，沉积涂层厚度8,000A~20,000A；
S7、采用回流焊将LED芯片固定在玻璃基板上的DLC涂层上面，所述LED芯片的正负极分别和设于玻璃基板上的电极以金线连接，再在其上以荧光胶封装。
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