CN103985807B - 无机基板及其制造方法 - Google Patents
无机基板及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103985807B CN103985807B CN201310049387.5A CN201310049387A CN103985807B CN 103985807 B CN103985807 B CN 103985807B CN 201310049387 A CN201310049387 A CN 201310049387A CN 103985807 B CN103985807 B CN 103985807B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inorganic
- layer
- powder
- inorganic non
- bottom plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 101
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 101
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 322
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 272
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 163
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 125
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 121
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 109
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 108
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 75
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 69
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 65
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 53
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 52
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 51
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 51
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 32
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 30
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 27
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 27
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 26
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 24
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 claims description 22
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 20
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 19
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 15
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 15
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 12
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 12
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 12
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 10
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 10
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 8
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 8
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 8
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical group C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 8
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 8
- DZGUJOWBVDZNNF-UHFFFAOYSA-N azanium;2-methylprop-2-enoate Chemical compound [NH4+].CC(=C)C([O-])=O DZGUJOWBVDZNNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 8
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 8
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims description 8
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 8
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 8
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 claims description 7
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 13
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 12
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 9
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 6
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910008433 SnCU Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 5
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 5
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 5
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 4
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 4
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010406 interfacial reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000789 Aluminium-silicon alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002535 CuZn Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003322 NiCu Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003962 NiZn Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 3
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N Nonylphenol Natural products CCCCCCCCCC1=CC=C(O)C=C1 IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N aluminum;lithium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Li+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O CNLWCVNCHLKFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010344 co-firing Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 229910000174 eucryptite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940104869 fluorosilicate Drugs 0.000 description 2
- RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N glyceric acid Chemical compound OCC(O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 229920000847 nonoxynol Polymers 0.000 description 2
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical compound CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 description 2
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052642 spodumene Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017750 AgSn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006913 SnSb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/483—Containers
- H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
一种无机基板及其制造方法,无机基板包括底板,底板具第一表面和第二表面,在底板第一表面有至少一封装表面,在封装表面至少有一围堰和至少一导电电路;围堰采用与底板相同或不同的无机材料制成;导电电路包括至少一第一焊垫和至少一第二焊垫;底板有至少一与第一焊垫相连接的第一焊盘、连接第一焊盘和第一焊垫的第一互连金属、至少一与第二焊垫连接的第二焊盘、及连接第二焊盘和第二焊垫的第二互连金属;第一焊垫与第二焊垫位于围堰的内侧,第一焊盘与第二焊盘位于围堰的外侧。本发明无机基板具有结构简单、使用方便、制造成本低特点,适用于制备半导体发光光源,其制造方法流程短、步骤少,工艺和设备简单,适于大面积大批量低成本产业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备半导体发光光源的基板,进一步涉及一种采用全无机材料制备的适用于半导体发光光源的无机基板及其制造方法。
背景技术
随着发光效率的提升和制造成本的下降,半导体发光光源已被广泛应用于背光、显示和照明等领域。半导体发光光源包括有LED、COB、模组、灯板、灯条等多种类型。在不久的将来,半导体发光光源有可能替代传统光源成为普通照明的主要光源。
半导体发光光源中,一种常见的基板或LED支架结构有如图1所示,包括金属底板1,绝缘层2,焊垫3a、3b,焊盘3c、3d,互连金属3e、3f,半导体发光元件放置区4。焊垫3a、3b,焊盘3c、3d,互连金属3e、3f构成通常所说的基板导电电路。
所述金属底板1通常采用铝或铝合金,其导热系数>200W/mK;绝缘层2通常采用填充高导热填料的高分子材料(如中国专利CN201210246366.8、CN201110220802.X、CN201020694951.0、CN200810146884.6),厚度75~150微米,其导热系数<1.5W/mK。当半导体发光元件固定到半导体发光元件放置区4,并与所述导电电路完成相应的导电连接后,固定在绝缘层2表面的半导体发光元件产生的热量很难通过绝缘层2传导到金属底板1上。显然,绝缘层2成为整个半导体发光光源的导热瓶颈。
为了消除半导体发光光源的导热瓶颈,半导体发光元件放置区4可以直接设置在金属底板1表面。通过基于金属焊料的固晶方法,如共晶焊,放置在所述半导体发光元件放置区4上面的发光元件所产生的热量就可以很快传导到金属底板1上。由于金属底板1导电,把发光元件直接固定在底板1上会对可以使用的半导体发光元件的种类以及多元件之间的串并联带来限制。当半导体发光元件中的一电极与金属底板1导通时,又会对实际使用、安装以及安全带来不便和隐患。此外,绝缘层2所采用的有机高分子材料,其耐热、耐紫外光辐照、耐高电压冲击、耐老化及阻燃防火等级都比较差,不能满足作为普通照明光源,特别是在恶劣环境下使用的要求,往往会导致使用寿命短、衰减快及可靠性差等问题。
为了避免有机高分子材料作为绝缘层所带来的缺点,有通过对金属基板的表面处理,包括阳极氧化、微弧氧化,如中国专利CN200910065377.4、CN200610053598.6、CN200810026047.X、CN201010231866.5、CN201010231866.5、CN200620108149.2、CN200610033054.3、CN201010505050.7、美国专利US5859581,在金属基板表面形成无机绝缘层,但表面处理产生的绝缘层厚度均匀性差,基板面积越大,工艺控制难度就越大。高温下表面处理产生的多孔状绝缘层的绝缘性能不佳,制造过程耗能,且污染环境。
也有通过热喷涂法,包括等离子喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂,如中国专利CN201210240712.1、CN200910238895.1、CN200910238896.6,直接在金属基板上形成无机绝缘层,其绝缘性能优于单纯的阳极氧化层或微弧氧化层,但其工艺流程长,大面积喷涂厚度均匀性差、耗时、成本高,工艺设备复杂昂贵,难以维护保养。
也有采用激光选择性熔融涂敷在基板焊盘(电极)附近表面的玻璃陶瓷涂层制备无机绝缘层,如中国专利CN201010231866.5、CN201010231888.1。所述玻璃陶瓷层主要由玻璃相、陶瓷粉和有机载体混合组成。采用激光选择微小区域熔融玻璃陶瓷涂层并形成相应的绝缘层,可实现精细化加工,但不适合用在大面积基板表面形成玻璃陶瓷基绝缘层,且设备成本高,工艺复杂,不易控制与操作。
也有采用真空条件下的物理气相沉积法(PVD)在金属基板上制备无机绝缘层,如中国专利CN201210182211.2。所制备的绝缘层绝缘性能好,但沉积速度慢,成本高。从进腔体,抽真空,气相沉积,到回复大气压后出腔体,整个过程繁复,耗时,自动化程度低,工艺设备复杂昂贵,难以维护保养。受真空腔体尺寸局限,物理气相沉积法不适合应用于大批量产业化生产大尺寸基板。
由于在底板上制备所述无机绝缘层和高分子绝缘层以后,通常还要在所述绝缘层上制备导电电路,使得底板的形状通常只能局限于平板状,很难制备有凹凸起伏或带有围堰的基板或支架,给后续荧光粉涂敷和灌封体成形带来极大的不便,其应用范围受到很大的局限。
另一种常见的基板或LED支架结构有如图2所示,包括陶瓷底板21,焊垫22a、22b,焊盘22c、22d,互连金属22e、22f,半导体发光元件放置区23。焊垫22a、22b,焊盘22c、22d,互连金属22e、22f构成通常所说的基板导电电路。
如图2所示结构中,底板为陶瓷材料制成的底板,陶瓷包括高纯Al2O3、SiC、AlN及BeO,其具有很好的导热性能。如把所述的半导体发光元件直接放置于设置在所述底板21表面的半导体发光元件放置区23,所述发光元件所产生的热量可以直接传导到高导热性的陶瓷底板上。上述具有良好导热性能的陶瓷的烧结温度通常很高(1300℃-1600℃),如果所述导电电路通过与陶瓷共烧的方式制备在所述陶瓷表面,由于烧结温度高,只能采用如W、Mo等高熔点金属,制造成本很高。如果在烧结陶瓷后再制备所述导电电路,底板的形状通常只能局限于平板状,很难制备有凹凸起伏或带有围堰的基板或支架,给后续荧光粉涂敷和灌封体成形带来极大的不便,其应用范围受到很大的局限。
如果采用掺有玻璃成份的陶瓷来制作底板,其烧结温度可以降到800℃-1000℃,如果所述导电电路通过与陶瓷共烧的方式制备在所述陶瓷表面,可以采用如Cu、Ag、Au等常规金属,成本较低,工艺相对简单,但掺有玻璃成份的陶瓷其导热性能很差,导热系数仅3~8W/mK,与采用填充高导热填料的有机高分子作为绝缘层制备的金属基板(如图1所示)上的导热瓶颈相差无几。
掺有玻璃成份的陶瓷可以与金属材料共烧制备具有凹凸起伏或带有围堰的基板或支架。由于其掺有玻璃成份的陶瓷的导热性能很差,所以,所述半导体发光元件放置区通常还是设置在金属材料表面。为了使所述半导体发光元件与金属材料表面之间绝缘,在金属材料表面同样需要制备一绝缘层,而且所述绝缘层还能耐所述掺有玻璃成份的陶瓷的烧结温度。显然,高分子绝缘层不能满足要求,而目前常用的无机绝缘层的制备方法,如上面所述,存在着不足与缺陷。
在图1和图2所示的基板表面,围绕所述发光元件放置区4、23可以设置围堰,如中国专利CN201010261426.4、CN201020581078.4、CN201020296110.4。它们使用的材料都是有机高分子,如硅胶,环氧树脂。上述有机高分子基围堰材料的使用导致发光光源的耐热、耐紫外线辐照、耐高电压冲击、阻燃防火等性能下降。
显而易见,由图1和图2所示的基板结构及其制造方法都存在本质的缺陷和不足,无法解决基板结构和制造成本与基板综合性能(包括导热、耐热、耐紫外线辐照、耐高电压冲击、阻燃防火)之间的矛盾,所制备的半导体发光光源,特别是在恶劣环境下使用时,存在寿命短,衰减性,可靠性差,防火阻燃性能差,绝缘等级低等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,提供一种无机基板,所述基板不含任何有机高分子材料,结构简单,使用方便,具有优异的导热性能,适用于制备具有各种凹凸结构或围堰的基板或支架,满足各类半导体发光光源对耐高温、耐紫外线辐照、耐高电压冲击、防火阻燃方面的要求。
本发明要解决的另一技术问题在于,提供一种无机基板的制造方法,流程短、工艺简单、而且制造成本低,适用于大批量大面积产业化生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种无机基板,包括底板,所述底板具有第一表面和第二表面,在所述底板第一表面有至少一封装表面,在所述封装表面至少有一围堰和至少有一导电电路,在所述围堰内侧至少有一发光元件放置区;
所述围堰采用与所述底板相同或不同的无机材料制成;
所述导电电路包括至少一第一焊垫和至少一第二焊垫;所述底板有至少一与所述第一焊垫相连接的第一焊盘、连接所述第一焊盘和所述第一焊垫的第一互连金属、至少一与所述第二焊垫相连接的第二焊盘、及连接所述第二焊盘和所述第二焊垫的第二互连金属;所述第一焊垫与所述第二焊垫位于所述围堰的内侧,所述第一焊盘与所述第二焊盘位于所述围堰的外侧。
优选的,在所述封装表面至少有一无机非金属绝缘层;
所述无机非金属绝缘层覆盖所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分;
所述导电电路,所述第一、第二焊盘及所述第一、第二互连金属的全部或部分设置在所述无机非金属绝缘层表面。
优选的,在所述围堰与所述封装表面之间至少有一无机粘接层,所述无机粘接层把所述围堰粘接在所述封装表面、所述封装表面的凸起处或所述封装表面的凹槽内。
优选的,设置所述第一焊盘的位置包括所述封装表面和除去所述封装表面以外的所述底板的所有侧面、第一表面、第二表面中的一个或多个;所述第一互连金属经过的位置包括所述封装表面、除去所述封装表面以外的所述底板的所有侧面、第一表面、第二表面、贯穿所述底板、贯穿所述围堰、贯穿所述围堰与所述封装表面连接处中的一个或多个;或,所述第一焊盘为穿过所述底板与所述第一焊垫导电连接的第一针状物;
设置所述第二焊盘的位置包括所述封装表面和除去所述封装表面以外的所述底板的所有侧面、第一表面、第二表面中的一个或多个;所述第二互连金属经过的位置包括所述封装表面、除去所述封装表面以外的所述底板的所有侧面、第一表面、第二表面、贯穿所述底板、贯穿所述围堰、贯穿所述围堰与所述封装表面连接处中的一个或多个;或,所述第二焊盘为穿过所述底板与所述第一焊垫导电连接的第二针状物。
优选的,所述封装表面为平坦光滑表面或包括凹凸平台的光滑表面。
本发明还提供一种上述无机基板的制造方法,至少包括以下步骤:
S1、制备底板,在所述底板的第一表面加工至少一封装表面;
S2、在所述底板上制备导电电路、第一焊盘、第一互连金属、第二焊盘、第二互连金属、及发光元件放置区;
S3、配制无机涂液;
S4、在所述封装表面待设置围堰的位置上涂敷所述无机涂液;或在所述封装表面待设置围堰的位置上制作凹槽,再在所述凹槽内填充所述无机涂液;
S5、加热冷却后,所述无机涂液在所述封装表面待设置围堰的位置上或在所述凹槽内形成无机粉层或无机胶层;
S6、再加热冷却后,所述无机粉层或无机胶层在所述封装表面待设置围堰的位置上或在所述凹槽内形成凸起的无机围堰;
或者,在S5步骤中,加热后不冷却,在形成无机粉层或无机胶层后直接再加热,冷却后所述无机粉层或无机胶层在所述封装表面待设置围堰的位置上或在所述凹槽内形成凸起的无机围堰;形成所述凸起的无机围堰的温度大于形成所述无机粉层或无机胶层的温度。
优选的,在所述步骤S2之后,先把发光元件放置在所述发光元件放置区,并完成所述发光元件与所述导电电路的导电连接;或者,
在所述步骤S2之后,先把发光元件放置在所述发光元件放置区,在设置所述围堰之后,再完成所述发光元件与所述导电电路的导电连接。
优选的,步骤S1中还包括在所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分设置无机非金属绝缘层;制备所述无机非金属绝缘层至少包括以下步骤:
S1.1、配制无机非金属绝缘涂液;
S1.2、在所述底板表面设置掩模或掩膜,将所述无机非金属绝缘涂液通过所述掩模或掩膜上的通孔涂敷在裸露的所述底板表面;干燥固化后,除去所述掩模或掩膜,在所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分形成无机非金属绝缘涂层;或者,
采用包括浸渍、喷涂、旋涂方式中的一种或多种,把所述无机非金属绝缘涂液涂覆在整个所述封装表面、或包括所述封装表面的整个所述底板第一表面、或包括所述封装表面的整个所述底板第一表面和整个所述底板第二表面,形成无机非金属绝缘涂层;
S1.3、加热冷却后,所述无机非金属绝缘涂层转变成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层;
S1.4、加热或加压加热冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成所述无机非金属绝缘层;
或者,在S1.3步骤中,加热后不冷却,在形成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层后直接加热;冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成所述无机非金属绝缘层;
形成所述无机非金属绝缘层的温度大于形成所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层的温度;
所述步骤S1.2-S1.4或所述步骤S1.2-S1.3为一次或多次重复操作,通过多次重复操作制备具多层结构的所述无机非金属绝缘层。
优选的,所述无机非金属绝缘涂液为用无机非金属绝缘粉末配制的悬浮液或溶胶;
配制所述悬浮液采用的无机非金属绝缘粉末分别包括微米、亚微米、纳米粒径的玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉、及氮化物粉中的一种或多种;
配制所述悬浮液采用的溶剂或胶液包括水、乙醇、硝化棉醋酸丁酯溶液、聚甲基丙烯酸铵胶液、聚乙烯醇胶液、羧甲基纤维素铵胶液、聚氧乙烯胶液、水溶性丙烯酸树脂、环氧乙烷开环聚合物及聚丙烯酸胺胶液中的一种或多种;
所述悬浮液还包括悬浮液添加剂,所述悬浮液添加剂包括粉状粘接剂、粉状线膨胀系数调节剂、粉状导热剂、分散剂、润滑剂、消泡剂、增塑剂及PH调节剂中的一种或多种组合;
所述溶胶为旋涂玻璃;或者,所述溶胶由包括金属醇盐、无机盐中的一种或多种与溶液、胶溶剂、溶胶添加剂配制而成。
本发明还提供另一种上述无机基板的制造方法,至少包括以下步骤:
S1、制备底板及围堰,在所述底板的第一表面加工至少一封装表面;
S2、在所述底板上制备导电电路、第一焊盘、第一互连金属、第二焊盘、第二互连金属、及发光元件放置区;
S3、将所述围堰固定在所述封装表面、所述封装表面的凸起处、或所述封装表面的凹槽内。
优选的,所述步骤S3中,采用包括静压键合、热压键合、共晶焊、超声压焊、回流焊、纤焊方式中的一种或多种把己预制成形的所述围堰粘接在所述封装表面、所述封装表面的凸起处或所述封装表面的凹槽内;或者,
采用包括卡扣、镶嵌方式中的一种或多种把己预制成形的所述围堰紧固在所述封装表面、所述封装表面的凸起处或所述封装表面的凹槽内。
优选的,所述步骤S3中,所述围堰通过至少一无机粘接层粘接在所述封装表面、所述封装表面的凸起处或所述封装表面的凹槽内;所述步骤S3至少包括以下步骤:
S3.1、配制无机涂液;在所述封装表面设置掩模或掩膜,将所述无机涂液通过所述掩模或掩膜上的通孔涂敷在裸露的所述封装表面;干燥固化后,除去所述掩模或掩膜,在待放置所述围堰的所述封装表面上形成无机涂层;或者,
将所述无机涂液涂敷在所述封装表面或涂敷在待放置所述围堰的所述封装表面的凸起处或凹槽内;S3.2、加热冷却后,所述无机涂层转变成无机粉层或无机胶层;
S3.3、在所述无机粉层或无机胶层上放置已预制成形的所述围堰,去除未被包裹在所述围堰和所述封装表面之间的所述无机粉层或无机胶层;
S3.4、加热或加压加热冷却后,所述无机粉层或无机胶层转变成把所述围堰粘贴在所述封装表面的无机粘接层。
优选的,所述无机涂液为用无机材料粉末配制的悬浮液或溶胶;
配制所述悬浮液采用的无机材料粉末分别包括微米、亚微米、纳米粒径的玻璃粉、陶瓷粉、金属粉、合金粉、氧化物粉、及氮化物粉中的一种或多种;
配制所述悬浮液采用的溶剂或胶液包括水、乙醇、硝化棉醋酸丁酯溶液、聚甲基丙烯酸铵胶液、聚乙烯醇胶液、羧甲基纤维素铵胶液、聚氧乙烯胶液、水溶性丙烯酸树脂、环氧乙烷开环聚合物及聚丙烯酸胺胶液中的一种或多种;
所述悬浮液还包括悬浮液添加剂,所述悬浮液添加剂包括粉状粘接剂、粉状线膨胀系数调节剂、粉状导热剂、分散剂、润滑剂、消泡剂、增塑剂及PH调节剂中的一种或多种组合;
所述溶胶为旋涂玻璃;或者,所述溶胶由包括金属醇盐、无机盐中的一种或多种与溶液、胶溶剂、溶胶添加剂配制而成。
优选的,在所述步骤S2之后,先把发光元件放置在所述发光元件放置区,并完成所述发光元件与所述导电电路的导电连接;或者,
在所述步骤S2之后,先把发光元件放置在所述发光元件放置区,在设置所述围堰之后,再完成所述发光元件与所述导电电路的导电连接。
优选的,步骤S1中还包括在所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分设置无机非金属绝缘层;制备所述无机非金属绝缘层至少包括以下步骤:
S1.1、配制无机非金属绝缘涂液;
S1.2、在所述底板表面设置掩模或掩膜,将所述无机非金属绝缘涂液通过所述掩模或掩膜上的通孔涂敷在裸露的所述底板表面;干燥固化后,除去所述掩模或掩膜,在所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分形成无机非金属绝缘涂层;或者,
采用包括浸渍、喷涂、旋涂方式中的一种或多种,把所述无机非金属绝缘涂液涂覆在整个所述封装表面、或包括所述封装表面的整个所述底板第一表面、或包括所述封装表面的整个所述底板第一表面和整个所述底板第二表面,形成无机非金属绝缘涂层;
S1.3、加热冷却后,所述无机非金属绝缘涂层转变成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层;
S1.4、加热或加压加热冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成所述无机非金属绝缘层;
或者,在S1.3步骤中,加热后不冷却,在形成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层后直接加热;冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成所述无机非金属绝缘层;
形成所述无机非金属绝缘层的温度大于形成所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层的温度;
所述步骤S1.2-S1.4或所述步骤S1.2-S1.3为一次或多次重复操作,通过多次重复操作制备具多层结构的所述无机非金属绝缘层。
优选的,所述无机非金属绝缘涂液为用无机非金属绝缘粉末配制的悬浮液或溶胶;
配制所述悬浮液采用的无机非金属绝缘粉末分别包括微米、亚微米、纳米粒径的玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉、及氮化物粉中的一种或多种;
配制所述悬浮液采用的溶剂或胶液包括水、乙醇、硝化棉醋酸丁酯溶液、聚甲基丙烯酸铵胶液、聚乙烯醇胶液、羧甲基纤维素铵胶液、聚氧乙烯胶液、水溶性丙烯酸树脂、环氧乙烷开环聚合物及聚丙烯酸胺胶液中的一种或多种;
所述悬浮液还包括悬浮液添加剂,所述悬浮液添加剂包括粉状粘接剂、粉状线膨胀系数调节剂、粉状导热剂、分散剂、润滑剂、消泡剂、增塑剂及PH调节剂中的一种或多种组合;
所述溶胶为旋涂玻璃;或者,所述溶胶由包括金属醇盐、无机盐中的一种或多种与溶液、胶溶剂、溶胶添加剂配制而成。
实施本发明具有以下有益效果:本发明的无机基板,适用于制备具有各种凹凸结构或围堰的基板或支架。由于不含任何有机高分子材料,本发明的无机基板导热性能好,适合于制备各类大功率半导体发光光源;耐冷热冲击能力强,适合在高温、常温和低温环境中使用;抗紫外线辐照能力强,适合于户外露天场合使用;耐高电压冲击能力强,适用于制备高工作电压的半导体发光光源;用本发明的无机基板制备的半导体发光光源的阻燃防火及绝缘等级高,在各类普通照明领域使用时,具有安全等级高,使用寿命长,抗衰性能好等特点。本发明的无机基板的制造方法,流程短、步骤少,工艺和设备简单,原辅材料成本低,使用安全方便,无环境污染,耗能少,适合于大批量大面积低成本产业化生产。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是一种常见的基板结构示意图;
图2是另一种常见的基板结构示意图;
图3是本发明的无机基板一实施例的结构示意图;
图4是本发明的无机基板另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图3所示,本发明一实施例的无机基板,包括具有第一表面和第二表面的底板31,设置在底板31第一表面的至少一封装表面、至少一围堰33、至少一导电电路、至少一第一焊盘36a及至少一第二焊盘36b。围堰33及导电电路均设置在底板31的封装表面,导电电路包括至少一第一焊垫34a及至少一第二焊垫34b,还可包括至少一发光元件放置区37,该第一焊垫34a与第二焊垫34b彼此绝缘,并分别与第一焊盘36a及第二焊盘36b相连接,第一焊垫34a、第二焊垫34b及发光元件放置区37均位于围堰33的内侧,第一焊盘36a与第二焊盘36b位于围堰33的外侧。
在本实施例中,底板31为绝缘底板,采用陶瓷、玻璃及微晶玻璃中的一种或多种材料制成。由于底板31为绝缘底板,该第一焊垫34a、第二焊垫34b、第一焊盘36a及第二焊盘36b可通过金属箔层压、化学镀、电镀、溅射、蒸镀、丝网印刷、掩膜印刷方法中的一种或多种,直接制备在绝缘底板31表面。其中,第一焊垫34a与第二焊垫34b设置在底板31的封装表面上,
所述第一焊盘36a与第二焊盘36b的设置位置包括所述封装表面和除去所述封装表面以外的所述底板31的所有侧面、第一表面、第二表面中的一个或多个;且,第一焊盘36a可通过第一互连金属35a与第一焊垫34a导电连接,第二焊盘36b可通过第二互连金属35b与第二焊垫34b导电连接,所述第一互连金属35a与第二互连金属35b经过的位置包括所述封装表面、除去所述封装表面以外的所述底板31的所有侧面、第一表面、第二表面、贯穿所述底板、贯穿所述围堰33、贯穿所述围堰33与所述封装表面连接处中的一个或多个;或,所述第一焊盘36a与第二焊盘36b分别为穿过所述底板31与所述第一焊垫34a、第二焊垫34b导电连接的第一针状物与第二针状物。
封装表面为平坦光滑表面或包括凹凸平台的光滑表面。如图3所示,在本实施例中,封装表面位于底板31的第一表面,第一焊盘36a与第二焊盘36b分别设置在底板31的第二表面,第一互连金属35a贯穿底板31而连接第一焊垫34a与第一焊盘36a,第二互连金属35a贯穿底板31而连接第二焊垫34b与第二焊盘36b。在其他实施例中,第一焊盘36a可为呈针状的第一针状焊盘,其直接穿过底板31与第一焊垫34a导电连接;第二焊盘36b也可为呈针状的第二针状焊盘,其可直接穿过底板31与第二焊垫34b导电连接。
发光元件放置区37可以设置在所述底板31的封装表面,也可以设置在所述第一焊垫34a和/或第二焊垫34b的表面。当发光元件放置在所述第一焊垫34a和/或第二焊垫34b的表面时,通常是发光元件的电极与所述焊垫直接连接并电导通。
围堰33由无机材料制成,可包括金属、合金、陶瓷、玻璃及微晶玻璃中的一种或多种,其中的金属包括Fe、Al、Cu、Mo、W中的一种或多种;进一步地,可在围堰33内侧壁设有反射层以反射光线,反射层可采用Al、Ag及布拉格全反射层(DBR)中的一种或多种组合。
围堰33可预先制成后通过多种方式设置在底板31的封装表面、封装表面的凸起处或封装表面的凹槽内,所述围堰33可通过无机粘接层32牢固粘接在底板31的封装表面、封装表面凸起处或凹槽内;或者,所述围堰33通过采用包括静压键合、热压键合、共晶焊、超声压焊、纤焊方式中的一种或多种组合的方式粘贴在封装表面、封装表面凸起处或封装表面凹槽内;或者,所述围堰33通过包括卡扣、镶嵌中的一种或多种组合的方式固定在封装表面、封装表面凸起处或凹槽内;或者,在所述封装表面待设置围堰的位置上制作凹槽,在所述凹槽内制备无机粉层或无机胶层,通过加热在所述凹槽内形成凸起的无机围堰。
当基板的底板31、围堰33、无机粘接层32均采用透明的玻璃材料制成时,用该基板制成的半导体发光光源将呈现360°全方位出光。
在本实施例中,如图3所示,所述围堰33为预先制成,再通过无机粘接层32牢固粘接在底板31的封装表面、封装表面凸起处或封装表面凹槽内。
无机粘接层32为一层或多层结构,该无机粘接层32可由涂敷形成在底板31封装表面的无机粉层或无机胶层,经加热或在对所述无机粉层或无机胶层表面均匀施压的条件下加热,使所述无机粉层或无机胶层中的无机组份之间以及与其相接触的所述围堰33表面和所述底板31的封装表面之间发生固相扩散和界面键合,冷却后,形成所述无机粘接层32,并把所述围堰33粘贴在所述底板31的封装表面。无机粘接层32也可由涂敷形成在底板31封装表面的无机粉层或无机胶层,经加热或在对所述无机粉层或无机胶层表面均匀施压的条件下加热,所述无机粉层或无机胶层中的玻璃组份软化,使所述无机粉层或无机胶层中的无机组份之间以及与其相接触的所述围堰33表面和所述底板31的封装表面之间彼此熔合,冷却后,形成所述无机粘接层32,并把所述围堰33粘贴在所述底板31的封装表面。
当第一互连金属35a与第二互连金属35b位于封装表面上时,围堰33通过无机粘接层32于封装表面上方可粘接在第一互连金属35a及第二互连金属35b上。为防止短路,无机粘接层32优选无机非金属绝缘粘接层,或在所述第一互连金属35a及第二互连金属35b有一绝缘层。
所述无机粉层由包括玻璃粉、陶瓷粉、金属粉、合金粉、氧化物粉、氮化物粉中的一种或多种组成。所述无机胶层包括玻璃、陶瓷、金属、氧化物、氮化物中的一种或多种组份。
所述玻璃粉包括石英、硼硅酸盐、磷酸盐、铝硼硅酸盐、铝硅酸盐、铅硅酸盐、硅酸盐及微晶玻璃中的一种或多种;所述陶瓷粉包括滑石、镁橄榄石、锆英石、莫来石、堇青石、Al2O3、BeO、SiC、BN、AlN及Si3N4中的一种或多种;所述氧化物粉和氮化物粉包括SiO2、Si3N4、Al2O3、AlN、BN及BeO中的一种或多种;所述金属和合金粉包括Ag、Au、Al、Ni、Si、Fe、Cu、Cr、Mg、Co、Mo、Mn、Sn、Ti、W、In、Ge、NiCu、NiZn、NiTi、NiFeCo、SnCu、Wcu、AlSi、CuZn中的一种或多种。
结合图1所示,上述实施例的无机基板的一实施例制造方法,包括以下步骤:
S1、制备底板31及围堰33,并在底板31的第一表面加工至少一封装表面。
S2、在封装表面上制备导电电路;导电电路包括至少一第一焊垫34a、至少一第二焊垫34、及至少一发光元件放置区37,制备与第一焊垫34a相连接的至少一第一焊盘36a、及与第二焊垫34b相连接的至少一第二焊盘36b;导电电路与第一、第二焊盘36a、36b采用金属箔层压、化学镀、电镀、溅射、蒸镀、丝网印刷、掩膜印刷方式中的一种或多种组合制成。
S3、将围堰33固定在封装表面、封装表面的凸起处、或封装表面的凹槽内。在本实施例中,该步骤S3中,围堰33通过至少一无机粘接层32粘接在封装表面、封装表面的凸起处或封装表面的凹槽内。步骤S3至少包括以下步骤:
S3.1配制无机涂液,在所述封装表面设置掩模或掩膜,将所述无机涂液通过所述掩模或掩膜上的通孔涂敷在裸露的所述封装表面;干燥固化后,除去所述掩模或掩膜,在待放置围堰33的所述封装表面形成无机涂层;在涂敷无机涂液前,还应清洗封装表面。
当待放置围堰33的封装表面为凸起或凹槽时,该步骤操作可为:采用包括刷涂、滴涂方式中的一种或多种组合,将无机涂液涂敷或填充在待放置围堰的封装表面凸起处或凹槽内。
所述无机涂液为用无机材料粉末配制的悬浮液或溶胶。
配制所述悬浮液采用的无机粉末分别包括微米、亚微米、纳米粒径的玻璃粉、陶瓷粉、金属粉、合金粉、氧化物粉、及氮化物粉中的一种或多种。所述玻璃粉包括石英、硼硅酸盐、磷酸盐、铝硼硅酸盐、铝硅酸盐、铅硅酸盐、硅酸盐及微晶玻璃中的一种或多种;所述陶瓷粉包括滑石、镁橄榄石、锆英石、莫来石、堇青石、Al2O3、BeO、SiC、BN、AlN及Si3N4中的一种或多种;所述氧化物粉和氮化物粉包括SiO2、Si3N4、Al2O3、AlN、BN及BeO中的一种或多种;所述金属和合金粉包括Ag、Au、Al、Ni、Si、Fe、Cu、Cr、Mg、Co、Mo、Mn、Sn、Ti、W、In、Ge、NiCu、NiZn、NiTi、NiFeCo、SnCu、Wcu、AlSi、CuZn中的一种或多种。
配制所述悬浮液采用的溶剂或胶液包括水、乙醇、硝化棉醋酸丁酯溶液、聚甲基丙烯酸铵胶液、聚乙烯醇胶液、羧甲基纤维素铵胶液、聚氧乙烯胶液、水溶性丙烯酸树脂、环氧乙烷开环聚合物及聚丙烯酸胺胶液中的一种或多种。
所述悬浮液还包括悬浮液添加剂,所述悬浮液添加剂包括粉状粘接剂、粉状线膨胀系数调节剂、粉状导热剂、分散剂、润滑剂、消泡剂、增塑剂及PH调节剂中的一种或多种。
粉状粘接剂能够降低如玻璃粉层、陶瓷粉层、金属粉层、合金粉层、氧化物粉层、氮化物粉层中粉末之间,和与封装表面之间的固相扩散和界面反应温度、能够催化所述粉层中粉末之间,和与封装表面之间的固相扩散和界面反应、或者能够在较低温度下发生软化或熔化。所述粉状粘接剂包括低软化温度玻璃、B2O3、P2O5、Li2O及PbO中的一种或多种。
粉状线膨胀系数调节剂可调整无机粘接层32的线膨胀系数,其包括微晶玻璃、堇青石、锆英石、锂霞石、镁橄榄石及镁辉石中的一种或多种,通常玻璃的线膨胀系数大于陶瓷的线膨胀系数,因此二者的混合液能调节出不同线膨胀系数的无机粘接层32。
粉状导热剂可增加无机粘接层32的导热性能,其包括高纯Al2O3陶瓷、BeO陶瓷、SiC陶瓷、AlN、BN、金刚石中的一种或多种。在无绝缘要求的场合,优选使用金属粉和/或合金粉,包括Ag、Au、Al、Ni、Si、Fe、Cu、Cr、Mg、Co、Mo、Mn、Sn、Ti、W、In、Ge、NiCu、NiZn、NiTi、NiFeCo、SnCu、Wcu、AlSi、CuZn中的一种或多种。
分散剂包括羧酸聚合物铵盐(Dispex A40)、丙烯酸聚合物铵盐或亚甲基二苯二磺酸钠;所述润滑剂包括壬基酚聚氧乙烯醚(Arkopal N080);消泡剂包括聚甲基硅氧烷乳液或聚环氧丙烷甘油醚;所述增塑剂包括丙三醇、邻苯二甲酸二丁酯或丁醇;PH调节剂包括乙醇胺。
所述溶胶为旋涂玻璃;或者,所述溶胶由包括金属醇盐、无机盐中的一种或多种与溶液、胶溶剂、溶胶添加剂配制而成。所述旋涂玻璃包括PSG(磷硅玻璃)、BSG(硼硅玻璃)、FSG(氟硅玻璃)、SILICATE(硅酸盐)、SILICA(二氧化硅)及SILOXANE(硅氧烷)中的一种或多种。所述金属醇盐、无机盐包括正硅酸乙酯、硝酸铝、钛酸丁酯、氧氯化锆、硝酸铬、异丙醇铝中的一种或多种,溶剂及胶溶剂包括硝酸,盐酸、氨水、水、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇中的一种或多种。
无机涂液配制时,可以通过球磨的方式得到不同径粒的玻璃粉、陶瓷粉、金属粉、合金粉、氧化物粉、氮化物粉、粉状粘接剂,粉状线膨胀系数调节剂和粉状导热剂等;还可以通过球磨的方式充分混合上述玻璃粉、陶瓷粉、金属粉、合金粉、氧化物粉、氮化物粉、粉状粘接剂,粉状线膨胀系数调节剂和粉状导热剂等。S3.2、加热冷却后,无机涂层在待放置围堰33的所述封装表面或在待放置围堰33的封装表面凸起处或凹槽内形成无机粉层或无机胶层。
当无机涂液为悬浮液时,通过加热,把配制无机涂液时使用的溶液、胶液、添加剂分解和挥发掉,使所述无机涂层变成纯净的无机粉层;当无机涂液为溶胶时,通过加热或干燥,使所述无机涂层变成无机凝胶层。
加热温度通常介于100-650℃之间,通常采用的气氛为真空(<10-1Pa)、常压下空气气氛、或N2H2混合气氛。
该步骤中,以一定的加热速率将涂敷有无机涂层的底板31加热至所述无机粉层或无机胶层的形成温度。保温一段时间后,再以一定的速率冷却至室温。可以采用阶梯加热和保温,把分解和挥发过程分开。如,先在低的温度下分解,在中的温度下挥发,再在高的温度下充分净化无机粉层。
S3.3、待冷却至室温后,把已预制成形的所述围堰33放置在所述无机粉层或无机胶层上,去除未被包裹在所述围堰33和所述封装表面之间的所述无机粉层或无机胶层。
S3.4、加热或加热加压冷却后,所述无机粉层或无机胶层转变成所述围堰33和所述封装表面之间的所述无机粘接层32,并把所述围堰33粘贴在所述封装表面。
该无机粘接层32可由形成在底板31封装表面的无机粉层或无机胶层,经加热或在对所述无机粉层或无机胶层表面均匀施压的条件下加热,使所述无机粉层或无机胶层中的无机组份之间以及与其相接触的所述围堰33表面和所述底板31的封装表面之间发生固相扩散和界面键合,冷却后,形成所述无机粘接层,并把所述围堰33粘贴在所述底板31的封装表面;也可由涂敷形成在底板31封装表面的无机粉层或无机胶层,经加热或在对所述无机粉层或无机胶层表面均匀施压的条件下加热,所述无机粉层或无机胶层中的玻璃组份软化,使所述无机粉层或无机胶层中的无机组份之间以及与其相接触的所述围堰33表面和所述底板31的封装表面之间彼此熔合,冷却后,形成所述无机粘接层,并把所述围堰33粘贴在所述底板31的封装表面。
所述无机粉层或无机胶层转变成所述无机粘接层32的温度低于所述无机基板所使用的最低金属和合金熔点的0.9倍(热力学温度K)。可以以一定的速率阶梯式加热和保温,再以一定的速率阶梯式冷却和保温。
其中,陶瓷、氧化物和氮化物的熔点很高,远高过金属或合金的熔点。本发明采用在热压条件下通过固相扩散和界面键合的方法,使涂敷在底板31封装表面的陶瓷粉层、金属粉层、合金粉层、氧化物粉层、氮化物粉层能在较低的温度下转变成无机粘接层32,并牢固粘接围堰33与封装表面。在热压条件下实现固相扩散和界面键合的温度介于室温-1000℃之间,热压气氛通常为真空(<10-1Pa)、常压下空气气氛、或N2H2混合气氛,施加的压力大于1Kg/cm2。
进一步的,当采用含有玻璃粉的无机涂液时,由于玻璃(除石英玻璃外)的软化温度较低,通常低于金属或合金的熔点。本发明采用加热软化涂敷在底板31封装表面的无机粉层中的玻璃组份,使它们间能在较低的温度下发生相互熔合。冷凝后形成无机粘接层,并牢固粘接围堰33与封装表面。实现所述玻璃粉软化并相互熔合的温度大于所使用玻璃粉的软化温度,加热气氛通常为真空(<10-1Pa)、常压下空气气氛、或N2H2混合气氛,施加的压力大于1Kg/cm2。
冷却后,无机粘接层32使围堰33粘贴在封装表面,制得基板。
上述制造方法中,在所述步骤S2之后,可以先把发光元件放置在所述发光元件放置区37,并完成所述发光元件上的电极与其相对应的第一、第二焊垫34a、34b之间的导电连接;或者,
在所述步骤S2之后,先把发光元件放置在所述发光元件放置区37,在设置所述围堰33之后,再完成发光元件上的电极与其相对应的第一、第二焊垫34a、34b之间的导电连接。
结合图1所示,上述实施例的无机基板的另一实施例制造方法如下。本实施例方法与上述实施例方法的不同之处在于围堰33的制作方法。本实施例方法中,无需配制无机涂液,所述围堰33通过采用包括静压键合、热压键合、共晶焊、超声压焊、回流焊、纤焊方式中的一种或多种组合的方式粘贴在封装表面、封装表面凸起处或封装表面凹槽内,本实施例制造方法至少包括以下步骤:
S1、制备底板31及围堰33,并在底板31第一表面加工至少一封装表面。
S2、在封装表面上制备导电电路;导电电路包括至少一第一焊垫34a、至少一第二焊垫34、及至少一发光元件放置区37,制备与第一焊垫34a相连接的至少一第一焊盘36a、及与第二焊垫34b相连接的至少一第二焊盘36b;导电电路与第一、第二焊盘36a、36b采用金属箔层压、化学镀、电镀、溅射、蒸镀、丝网印刷、掩膜印刷方式中的一种或多种组合制成。
S3、将所述围堰33固定在所述封装表面、所述封装表面的凸起处、或所述封装表面的凹槽内。在本实施例中,该步骤S3包括:
S3.1、在待放置围堰33的所述封装表面或在待放置围堰33的封装表面凸起处或凹槽内制备键合界面层或焊接界面层;在所述围堰33与所述封装表面相接触的表面制备与所述封装表面相匹配的键合界面层或焊接界面层。
S3.2、把所述围堰33放置在所述封装表面或封装表面凸起处或凹槽内,使所述键合界面层或焊接界面层相互紧贴在一起。
S3.3、经加热或在对所述围堰33均匀施压的条件下加热,使所述围堰33通过静压键合、热压键合、共晶焊、回流焊、超声压焊、纤焊方式中的一种或多种组合与所述封装表面牢固粘接在一起。
所述键合界面层为自身的清洁表面或镀覆有一单层或多层结构的金属层,使用的金属包括Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、W、及其合金中的一种或多种。所述焊接界面层优选镀覆有一单层或多层结构的金属层,使用的金属包括Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、W、及其合金中的一种或多种。采用共晶焊、回流焊、纤焊方式中的一种或多种组合时,在步骤S4之前,先在焊接界面层表面涂覆金属基焊料,所述金属基焊料包括锡膏、AgSn、AgSnAu、AgSnCu、AgSnCuX、SnCu、SnAgBiIn、SnAgBi、SnAgBiX、SnBi、SnAgCuSb、SnAgInCu、InSn、SnCu、SnSb、SnZnX、SnZnBi中的一种或多种。
围堰33键合或焊接在封装表面,制得基板。
与前述实施例方法中相同部分或相似之处,不再赘述。
结合图1所示,上述实施例的无机基板的另一实施例制造方法如下。本实施例方法与上述实施例方法的不同之处在于围堰33的制作方法。本实施例方法中,所述围堰33通过包括卡扣、镶嵌方式中的一种或多种组合固定在封装表面、封装表面凸起处或封装表面凹槽内。本实施例制造方法至少包括以下步骤:
S1、制备底板31及围堰33,并在底板31第一表面加工至少一封装表面。
S2、在封装表面上制备导电电路;导电电路包括至少一第一焊垫34a、至少一第二焊垫34、及至少一发光元件放置区37,制备与第一焊垫34a相连接的至少一第一焊盘36a、及与第二焊垫34b相连接的至少一第二焊盘36b;导电电路与第一、第二焊盘36a、36b采用金属箔层压、化学镀、电镀、溅射、蒸镀、掩膜印刷方式中的一种或多种组合制成。
S3、将所述围堰33固定在所述封装表面、所述封装表面的凸起处、或所述封装表面的凹槽内。在本实施例中,该步骤S3包括:
S3.1、在待放置围堰33的所述封装表面或在待放置围堰33的封装表面凸起处或凹槽内制备固定接口,包括定位孔、放置凸形端口、凹形端口、尖状端口、平直端口的凹坑中一种或多种组合;在所述围堰33与所述封装表面相接触的端部制备与所述封装表面固定接口相匹配的固定插头,包括定位锥、凸形端口、凹形端口、尖状端口、平直端口中一种或多种组合。
S3.2、把所述围堰33的固定插头紧固到所述封装表面的固定接口中。
S3.3、在所述围堰33和所述封装表面接合处,可以涂敷密封材料,也可以不涂敷密封材料。
围堰33卡扣或镶嵌在封装表面,制得基板。
与前述实施例方法中相同部分或相似之处,不再赘述。
结合图1所示,上述实施例的无机基板的另一实施例制造方法如下。本实施例方法与上述实施例方法的不同之处在于围堰33的制作方法。本实施例方法中,首先在所述封装表面待设置围堰33的位置上制备无机粉层或无机胶层后;或在所述封装表面待设置围堰33的位置上制作凹槽,在所述凹槽内制备无机粉层或无机胶层后,再通过加热形成凸起的无机围堰。本实施例制造方法至少包括以下步骤:
S1、制备底板31,并在底板31第一表面加工至少一封装表面。
S2、在封装表面上制备导电电路;导电电路包括至少一第一焊垫34a、至少一第二焊垫34、及至少一发光元件放置区37,制备与第一焊垫34a相连接的至少一第一焊盘36a、及与第二焊垫34b相连接的至少一第二焊盘36b;导电电路与第一、第二焊盘36a、36b采用金属箔层压、化学镀、电镀、溅射、蒸镀、丝网印刷、掩膜印刷方式中的一种或多种组合制成。
S3、配制无机涂液。
S4、在所述封装表面待设置围堰33的位置上涂敷所述无机涂液;或在所述封装表面待设置围堰33的位置上制作凹槽,再在所述凹槽内填充所述无机涂液。可通过滴注或灌注的方式,用所述无机涂液填满所述凹槽。
S5、加热冷却后,无机涂液在所述封装表面待设置围堰33的位置上或在所述凹槽内形成无机粉层或无机胶层。当无机涂液为悬浮液时,通过加热,把配制无机涂液时使用的溶液、胶液、添加剂分解和挥发掉,使所述无机涂层变成纯净的无机粉层;当无机涂液为溶胶时,通过加热或干燥,使所述无机涂层变成无机胶层。
S6、再加热冷却后,所述无机粉层或无机胶层转变成与封装表面待设置围堰33的位置上或所述凹槽表面牢固粘接,并形成微凸出所述封装表面的无机围堰,即所述围堰33,制得基板。
该实施例中,也可在S5步骤中,加热后不冷却,在无机涂液形成无机粉层或无机胶层后直接加热,冷却后在封装表面待设置围堰33的位置上或所述凹槽内形成凸起的无机围堰。
所述无机粉层或无机胶层,在加热条件下,所述无机粉层或无机胶层中的无机组份之间以及与其相接触的待设置围堰33的封装表面或所述凹槽表面之间发生固相扩散和界面键合,冷却后,形成凸出所述封装表面的所述围堰33;无机粉层或无机胶层也可在加热条件下,所述无机粉层或无机胶层中的玻璃组份软化,使所述无机粉层或无机胶层中的无机组份之间以及与其相接触的待设置围堰33的封装表面或所述凹槽表面表面之间彼此熔合,冷却后,形成凸出所述封装表面的所述围堰33。形成所述凸起的无机围堰的温度大于形成所述无机粉层或无机胶层的温度。
与前述实施例方法中相同部分或相似之处,不再赘述。
如图4所示,本发明另一实施例的无机基板,其包括具有第一表面和第二表面的底板41、至少一围堰43、至少一导电电路、至少一第一焊盘46a及至少一第二焊盘46b。底板41的第一表面具有至少一封装表面,围堰43及导电电路均设置在底板的封装表面,导电电路包括至少一第一焊垫44a及至少一第二焊垫44b,还可包括至少一发光元件放置区47,该第一焊垫44a与第二焊垫44b彼此绝缘,并分别与第一焊盘46a及第二焊盘46b相连接,第一焊垫44a、第二焊垫44b及发光元件放置区47均位于围堰43的内侧,第一焊盘46a与第二焊盘46b位于围堰44的外侧。
第一焊垫44a通过第一互连金属45a与第一焊盘46a导电连接,第二焊垫44b通过第二互连金属45b与第二焊盘46b导电连接。
该实施例与图3所示实施例不同的在于,底板41为导电底板。围堰43的设置方式如上述实施例无机基板中所述,如图4所示的通过无机粘接层42设置在底板41的封装表面上;或者,所述围堰43通过采用包括静压键合、热压键合、共晶焊、回流焊、超声压焊、纤焊方式中的一种或多种组合的方式粘贴在封装表面、封装表面凸起处或封装表面凹槽内;或者,所述围堰43通过包括卡扣、镶嵌中的一种或多种组合的方式固定在封装表面、封装表面凸起处或封装表面凹槽内;或者,在所述封装表面待设置围堰43的位置上制作凹槽,在所述凹槽内制备无机粉层或无机胶层,通过加热在所述凹槽内形成凸起的无机围堰。
作为一种选择性实施方式,可在所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板41第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板41第一表面的全部或部分和所述底板41第二表面的全部或部分设置无机非金属绝缘层48,第一焊垫44a、第一焊盘46a、第一互连金属45a、第二焊垫44b、第二焊盘46b、第二互连金属45b、及发光元件放置区47全部或部分设置在无机非金属绝缘层48表面上。
该无机非金属绝缘层48为一层或多层结构,其制备方法与无机粘接层42相同。为具有绝缘特性,所述无机非金属绝缘层48不采用具导电特性的金属、合金、导电陶瓷。
该无机非金属绝缘层48可由涂敷形成在底板41封装表面的无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层,经加热或在对所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层表面均匀施压的条件下加热,使所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层中的无机组份之间以及与其相接触的所述底板41的封装表面之间发生固相扩散和界面键合,冷却后,形成所述无机非金属绝缘层48。无机非金属绝缘层48也可由涂敷形成在底板41封装表面的无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层,经加热或在对所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层表面均匀施压的条件下加热,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层中的玻璃组份软化,使所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层中的无机组份之间以及与其相接触的所述底板41的封装表面之间彼此熔合,冷却后,形成所述无机非金属绝缘层48。
所述无机非金属绝缘粉层由包括玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉、氮化物粉中的一种或多种组成。所述无机非金属绝缘胶层包括玻璃、陶瓷、氧化物、氮化物中的一种或多种组份。
其中,玻璃粉包括石英、硼硅酸盐、磷酸盐、铝硼硅酸盐、铝硅酸盐、铅硅酸盐、硅酸盐及微晶玻璃中的一种或多种组合;陶瓷粉包括滑石、镁橄榄石、锆英石、莫来石、堇青石、Al2O3、BeO、BN、AlN及Si3N4中的一种或多种组合;氧化物和氮化物粉包括SiO2、Si3N4、Al2O3、AlN、BN及BeO中的一种或多种组合。
底板41可为金属底板,其可以采用Fe、Cu、Mo、Al、或它们的合金制成。在本实施例中,底板41的第一表面为封装表面,光滑平坦,适用于通过各种涂敷方法在封装表面形成厚度均匀的无机非金属绝缘层48。可以理解的是,封装表面也可是具有凹凸平台的光滑表面。
无机非金属绝缘层48可设有开口以露出底板41的部分封装表面,底板41露出的部分封装表面可设有反射层用以反射光源,反射层采用Al、Ag及布拉格全反射层(DBR)中的一种或多种材料形成。
该无机基板用于制备半导体发光光源时,发光元件设置在底板41封装表面上的发光元件放置区47,并与第一焊垫44a及第二焊垫44b导电连接,围堰43于底板41上位于发光元件的周围,可以方便荧光胶涂覆,灌封体成形,和光源光强在空间的分布等。
发光元件放置区47可以是平坦,也可以呈凹状或凸状,当发光元件放置区47呈凹状时,优选在其表面设反射层用以反射光线。所述发光元件放置区47也可以设置在第一、第二焊垫44a、44b表面,使发光元件上的电极和焊垫之间实现直接的导电连接。
该实施例的无机基板的制造方法,参照上述实施例无机基板的制造方法,而不同上述实施例制造方法的在于步骤S1中,在制备第一、第二焊垫44a、44b、第一、第二互连金属45a、45b及第一、第二焊盘46a、46b前,还包括在底板41的所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分设置无机非金属绝缘层48。制备无机非金属绝缘层48的方法至少包括以下步骤:
S1.1、制备无机非金属绝缘涂液。
所述无机非金属绝缘涂液为用无机非金属绝缘粉末配制的悬浮液或溶胶。
配制所述悬浮液采用的无机非金属绝缘粉末分别包括微米、亚微米、纳米粒径的玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉、及氮化物粉中的一种或多种。所述玻璃粉包括石英、硼硅酸盐、磷酸盐、铝硼硅酸盐、铝硅酸盐、铅硅酸盐、硅酸盐及微晶玻璃中的一种或多种;所述绝缘陶瓷粉包括滑石、镁橄榄石、锆英石、莫来石、堇青石、Al2O3、BeO、BN、AlN及Si3N4中的一种或多种;所述氧化物粉和氮化物粉包括SiO2、Si3N4、Al2O3、AlN、BN及BeO中的一种或多种。
配制所述悬浮液采用的溶剂或胶液包括水、乙醇、硝化棉醋酸丁酯溶液、聚甲基丙烯酸铵胶液、聚乙烯醇胶液、羧甲基纤维素铵胶液、聚氧乙烯胶液、水溶性丙烯酸树脂、环氧乙烷开环聚合物及聚丙烯酸胺胶液中的一种或多种。
所述溶胶为旋涂玻璃;或者,所述溶胶由包括金属醇盐、无机盐中的一种或多种与溶液、胶溶剂、溶胶添加剂配制而成。所述旋涂玻璃包括PSG(磷硅玻璃)、BSG(硼硅玻璃)、FSG(氟硅玻璃)、SILICATE(硅酸盐)、SILICA(二氧化硅)及SILOXANE(硅氧烷)中的一种或多种。所述金属醇盐、无机盐包括正硅酸乙酯、硝酸铝、钛酸丁酯、氧氯化锆、硝酸铬、异丙醇铝中的一种或多种,溶剂及胶溶剂包括硝酸,盐酸、氨水、水、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇中的一种或多种。
无机非金属绝缘涂液配制时,可以通过球磨的方式得到不同径粒的玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉、氮化物粉、粉状粘接剂,粉状线膨胀系数调节剂和粉状导热剂等;还可以通过球磨的方式充分混合上述玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉、氮化物粉、粉状粘接剂,粉状线膨胀系数调节剂和粉状导热剂等。
当底板41采用高线膨胀系数金属材料时,包括铁、铁合金、钢、铝、铝合金中的一种或多种,无机非金属绝缘粉可以选用硅酸盐玻璃粉,包括玻璃牌号为No285、No254、C31、L14、R16、C76、DG502及DT-2中的一种或多种;也可以选用绝缘陶瓷粉,包括BeO、AlN、Al2O3、BN及Si3N4中的一种或多种;也可以选用氧化物粉和氮化物粉,包括BeO、AlN、Al2O3、BN及Si3N4中的一种或多种。
当底板41采用低线膨胀系数金属材料时,包括KOVAR合金、CuW合金、Mo、W、Mo合金中的一种或多种,无机非金属绝缘粉可以选用硼硅酸盐玻璃粉和铝硼硅酸盐玻璃粉,包括玻璃牌号为C9、C38、C14、C53、G702P、371BN、705AJ、G71、HH、C11、H26、GS4、C40、FCN、No184、GS3、DM305、DM308、DM320、DM346、DW203、DW211、DW217及DW220中的一种或多种;也可以选用绝缘陶瓷粉,包括BeO、AlN、Al2O3、BN、Si3N4及氧化钇中的一种或多种;也可以选用氧化物粉和氮化物粉,包括BeO、AlN、Al2O3、BN及Si3N4中的一种或多种。
为了便于在封装表面涂敷厚度均匀的无机非金属绝缘涂层48,无机非金属绝缘涂液还可包括有机添加剂,其在配制时添加在无机非金属绝缘粉末的悬浮液中,作为悬浮液添加剂。悬浮液添加剂包括粉状粘接剂、粉状线膨胀系数调节剂、粉状导热剂、分散剂、润滑剂、消泡剂、增塑剂及PH调节剂中的一种或多种。
粉状粘接剂能够降低如玻璃粉层、陶瓷粉层、氧化物粉层、氮化物粉层中粉末之间,和与封装表面之间的固相扩散和界面反应温度、能够催化所述粉层中粉末之间,和与封装表面之间的固相扩散和界面反应、或者能够在较低温度下发生软化或熔化。所述粉状粘接剂包括低软化温度玻璃、B2O3、P2O5、Li2O及PbO中的一种或多种。
为了增加无机非金属绝缘层48的导热性能,可在上述玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉或氮化物粉中添加粉状导热剂,其包括BeO、BN、高纯Al2O3、AlN中的一种或多种。
为了调整无机非金属绝缘层48的线膨胀系数,可以在上述玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉或氮化物粉中添加粉状线膨胀系数调节剂,包括微晶玻璃、堇青石、锆英石、锂霞石、镁橄榄石及镁辉石中的一种或多种。通常玻璃的线膨胀系数大于陶瓷的线膨胀系数,所以二者的混合也能调节出具不同线膨胀系数的无机非金属绝缘层。
分散剂包括羧酸聚合物铵盐(Dispex A40)、丙烯酸聚合物铵盐或亚甲基二苯二磺酸钠;所述润滑剂包括壬基酚聚氧乙烯醚(Arkopal N080);消泡剂包括聚甲基硅氧烷乳液或聚环氧丙烷甘油醚;所述增塑剂包括丙三醇、邻苯二甲酸二丁酯或丁醇;PH调节剂包括乙醇胺。
S1.2、在底板41的封装表面设置掩模或掩膜,采用包括滴涂、旋涂、喷涂、浸涂、印刷方式中的一种或多种组合,将无机非金属绝缘涂液通过掩模或掩膜上的通孔涂敷在裸露的封装表面;干燥固化后,除去掩模或掩膜,在所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板41第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板41第一表面的全部或部分和所述底板41第二表面的全部或部分形成无机非金属绝缘涂层;或者,
采用包括浸渍、喷涂、旋涂方式中的一种或多种,把所述无机非金属绝缘涂液涂覆在整个所述封装表面、或包括所述封装表面的整个所述底板41第一表面、或包括所述封装表面的整个所述底板41第一表面和整个所述底板41第二表面,形成无机非金属绝缘涂层。
S1.3、加热冷却后,无机非金属绝缘涂层在所述封装表面上形成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层。
当无机非金属绝缘涂液为悬浮液时,通过加热,把配制无机非金属绝缘涂液时使用的溶液、胶液、添加剂分解和挥发掉,使所述无机非金属绝缘涂层转变成纯净的无机非金属绝缘粉层;当无机非金属绝缘涂液为溶胶时,通过加热或干燥,使所述无机非金属绝缘涂层转变成无机非金属绝缘胶层。
加热温度通常介于100-650℃之间,通常采用的气氛为真空(<10-1Pa)、常压下空气气氛、或N2H2混合气氛。
该步骤中,以一定的加热速率将涂敷有无机非金属绝缘涂层的底板41加热至所述无机非金属绝缘粉层或非金属绝缘胶层形成温度,保温一段时间后,再以一定的速率冷却至室温。可以采用阶梯加热和保温,把分解和挥发过程分开。如,先在低的温度下分解,在中的温度下挥发,再在高的温度下充分净化无机非金属绝缘粉层。
本发明通过加热,分解与挥发在配制无机非金属绝缘涂液时使用的溶液、胶液、分散剂、润滑剂、消泡剂、增塑剂及PH调节剂,使它们不会残留在无机非金属绝缘粉层中。
S1.4、加热或加压加热冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成无机非金属绝缘层。
该实施例中,也可在S1.3步骤中,加热后不冷却,在形成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层后直接加热。冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成无机非金属绝缘层48。
形成所述无机非金属绝缘层48的温度大于形成所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层的温度。
该无机非金属绝缘层48可由涂敷形成在底板41封装表面的无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层,经加热或在对所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层表面均匀施压的条件下加热,使所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层中的无机组份之间以及与其相接触的所述底板41的封装表面之间发生固相扩散和界面键合,冷却后,形成所述无机非金属绝缘层,并粘贴在所述底板41的封装表面;也可由涂敷形成在底板41封装表面的无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层,经加热或在对所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层表面均匀施压的条件下加热,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层中的玻璃组份软化,使所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层中的无机组份之间以及与其相接触的所述底板41的封装表面之间彼此熔合,冷却后,形成所述无机非金属绝缘层48,并粘贴在所述底板41的封装表面。
所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成所述无机非金属绝缘层48的温度低于所述无机基板中所使用的最低金属和合金熔点的0.9倍(热力学温度K)。可以以一定的速率阶梯式加热和保温,再以一定的速率阶梯式冷却和保温。
其中,陶瓷、氧化物和氮化物的熔点很高,远高过金属或合金的熔点。本发明采用在热压条件下通过固相扩散和界面键合的方法,使涂敷在底板41封装表面的陶瓷粉层、氧化物粉层、氮化物粉层能在较低的温度下转变成无机非金属绝缘层,并牢固粘贴在封装表面。在热压条件下实现固相扩散和界面键合的温度介于室温-1000℃之间,热压气氛通常为真空(<10-1Pa)、常压下空气气氛、或N2H2混合气氛,施加的压力大于1Kg/cm2。
进一步的,当采用含有玻璃粉的无机非金属绝缘涂液时,由于玻璃(除石英玻璃外)的软化温度较低,通常低于金属或合金的熔点。本发明采用加热软化涂敷在底板41封装表面的无机非金属绝缘粉层中的玻璃组份,使它们间能在低的温度下发生相互熔合,冷凝后形成无机非金属绝缘层,并牢固粘贴在封装表面。实现所述玻璃粉软化并相互熔合的温度大于所使用玻璃粉的软化温度,加热气氛通常为真空(<10-1Pa)、常压下空气气氛、或N2H2混合气氛,施加的压力大于1Kg/cm2。
步骤S1.2-S1.4或步骤S1.2-S1.3可为一次或多次重复操作,通过多次重复操作可制备具多层结构的无机非金属绝缘层48。
可以理解的,上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (16)
1.一种无机基板的制造方法,其特征在于,至少包括以下步骤:
S1、制备底板,在所述底板的第一表面加工至少一封装表面;
S2、在所述底板上制备导电电路、第一焊盘、第一互连金属、第二焊盘、第二互连金属、及发光元件放置区;
S3、配制无机涂液;
S4、在所述封装表面待设置围堰的位置上涂敷所述无机涂液;或在所述封装表面待设置围堰的位置上制作凹槽,再在所述凹槽内填充所述无机涂液;
S5、加热冷却后,所述无机涂液在所述封装表面待设置围堰的位置上或在所述凹槽内形成无机粉层或无机胶层;
S6、再加热冷却后,所述无机粉层或无机胶层在所述封装表面待设置围堰的位置上或在所述凹槽内形成凸起的无机围堰;
或者,在S5步骤中,加热后不冷却,在形成无机粉层或无机胶层后直接再加热,冷却后所述无机粉层或无机胶层在所述封装表面待设置围堰的位置上或在所述凹槽内形成凸起的无机围堰;
形成所述凸起的无机围堰的温度大于形成所述无机粉层或无机胶层的温度。
2.根据权利要求1所述的无机基板的制造方法,其特征在于,在所述步骤S2之后,先把发光元件放置在所述发光元件放置区,并完成所述发光元件与所述导电电路的导电连接;或者,
在所述步骤S2之后,先把发光元件放置在所述发光元件放置区,在设置所述围堰之后,再完成所述发光元件与所述导电电路的导电连接。
3.根据权利要求1所述的无机基板的制造方法,其特征在于,步骤S1中还包括设置无机非金属绝缘层;
所述无机非金属绝缘层设置在所述封装表面的全部或部分上;或者,所述无机非金属绝缘层设置在包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分上;或者,所述无机非金属绝缘层设置在包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分上;
制备所述无机非金属绝缘层至少包括以下步骤:
S1.1、配制无机非金属绝缘涂液;
S1.2、在所述底板表面设置掩模或掩膜,将所述无机非金属绝缘涂液通过所述掩模或掩膜上的通孔涂敷在裸露的所述底板表面;干燥固化后,除去所述掩模或掩膜,在所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分形成无机非金属绝缘涂层;或者,
采用包括浸渍、喷涂、旋涂方式中的一种或多种,把所述无机非金属绝缘涂液涂覆在整个所述封装表面、或包括所述封装表面的整个所述底板第一表面、或包括所述封装表面的整个所述底板第一表面和整个所述底板第二表面,形成无机非金属绝缘涂层;
S1.3、加热冷却后,所述无机非金属绝缘涂层转变成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层;
S1.4、加热或加压加热冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成所述无机非金属绝缘层;
或者,在S1.3步骤中,加热后不冷却,在形成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层后直接加热;冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成所述无机非金属绝缘层;
形成所述无机非金属绝缘层的温度大于形成所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层的温度;
所述步骤S1.2-S1.4或所述步骤S1.2-S1.3为一次或多次重复操作,通过多次重复操作制备具多层结构的所述无机非金属绝缘层。
4.根据权利要求3所述的无机基板的制造方法,其特征在于,所述无机非金属绝缘涂液为用无机非金属绝缘粉末配制的悬浮液或溶胶;
配制所述悬浮液采用的无机非金属绝缘粉末分别包括微米、亚微米、纳米粒径的玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉、及氮化物粉中的一种或多种;
配制所述悬浮液采用的溶剂或胶液包括水、乙醇、硝化棉醋酸丁酯溶液、聚甲基丙烯酸铵胶液、聚乙烯醇胶液、羧甲基纤维素铵胶液、聚氧乙烯胶液、水溶性丙烯酸树脂、环氧乙烷开环聚合物及聚丙烯酸胺胶液中的一种或多种;
所述悬浮液还包括悬浮液添加剂,所述悬浮液添加剂包括粉状粘接剂、粉状线膨胀系数调节剂、粉状导热剂、分散剂、润滑剂、消泡剂、增塑剂及PH调节剂中的一种或多种组合;
所述溶胶为旋涂玻璃;或者,所述溶胶由包括金属醇盐、无机盐中的一种或多种与溶液、胶溶剂、溶胶添加剂配制而成;所述溶液及胶溶剂包括硝酸,盐酸、氨水、水、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇中的一种或多种。
5.一种无机基板的制造方法,其特征在于,至少包括以下步骤:
S1、制备底板及围堰,在所述底板的第一表面加工至少一封装表面;
S2、在所述底板上制备导电电路、第一焊盘、第一互连金属、第二焊盘、第二互连金属、及发光元件放置区;
S3、将所述围堰固定在所述封装表面、所述封装表面的凸起处、或所述封装表面的凹槽内。
6.根据权利要求5所述的无机基板的制造方法,其特征在于,所述步骤S3中,采用包括静压键合、热压键合、共晶焊、超声压焊、回流焊、纤焊方式中的一种或多种把已预制成形的所述围堰粘接在所述封装表面、所述封装表面的凸起处或所述封装表面的凹槽内;或者,
采用包括卡扣、镶嵌方式中的一种或多种把已预制成形的所述围堰紧固在所述封装表面、所述封装表面的凸起处或所述封装表面的凹槽内。
7.根据权利要求5所述的无机基板的制造方法,其特征在于,所述步骤S3中,所述围堰通过至少一无机粘接层粘接在所述封装表面、所述封装表面的凸起处或所述封装表面的凹槽内;所述步骤S3至少包括以下步骤:
S3.1、配制无机涂液;在所述封装表面设置掩模或掩膜,将所述无机涂液通过所述掩模或掩膜上的通孔涂敷在裸露的所述封装表面;干燥固化后,除去所述掩模或掩膜,在待放置所述围堰的所述封装表面上形成无机涂层;或者,
将所述无机涂液涂敷在所述封装表面或涂敷在待放置所述围堰的所述封装表面的凸起处或凹槽内;
S3.2、加热冷却后,所述无机涂层转变成无机粉层或无机胶层;
S3.3、在所述无机粉层或无机胶层上放置已预制成形的所述围堰,去除未被包裹在所述围堰和所述封装表面之间的所述无机粉层或无机胶层;
S3.4、加热或加压加热冷却后,所述无机粉层或无机胶层转变成把所述围堰粘贴在所述封装表面的无机粘接层。
8.根据权利要求7所述的无机基板的制造方法,其特征在于,所述无机涂液为用无机材料粉末配制的悬浮液或溶胶;
配制所述悬浮液采用的无机材料粉末分别包括微米、亚微米、纳米粒径的玻璃粉、陶瓷粉、金属粉、合金粉、氧化物粉、及氮化物粉中的一种或多种;
配制所述悬浮液采用的溶剂或胶液包括水、乙醇、硝化棉醋酸丁酯溶液、聚甲基丙烯酸铵胶液、聚乙烯醇胶液、羧甲基纤维素铵胶液、聚氧乙烯胶液、水溶性丙烯酸树脂、环氧乙烷开环聚合物及聚丙烯酸胺胶液中的一种或多种;
所述悬浮液还包括悬浮液添加剂,所述悬浮液添加剂包括粉状粘接剂、粉状线膨胀系数调节剂、粉状导热剂、分散剂、润滑剂、消泡剂、增塑剂及PH调节剂中的一种或多种组合;
所述溶胶为旋涂玻璃;或者,所述溶胶由包括金属醇盐、无机盐中的一种或多种与溶液、胶溶剂、溶胶添加剂配制而成;所述溶液及胶溶剂包括硝酸,盐酸、氨水、水、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇中的一种或多种。
9.根据权利要求5所述的无机基板的制造方法,其特征在于,在所述步骤S2之后,先把发光元件放置在所述发光元件放置区,并完成所述发光元件与所述导电电路的导电连接;或者,
在所述步骤S2之后,先把发光元件放置在所述发光元件放置区,在设置所述围堰之后,再完成所述发光元件与所述导电电路的导电连接。
10.根据权利要求5所述的无机基板的制造方法,其特征在于,步骤S1中还包括设置无机非金属绝缘层;
所述无机非金属绝缘层设置在所述封装表面的全部或部分上;或者,所述无机非金属绝缘层设置在包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分上;或者,所述无机非金属绝缘层设置在包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分上;
制备所述无机非金属绝缘层至少包括以下步骤:
S1.1、配制无机非金属绝缘涂液;
S1.2、在所述底板表面设置掩模或掩膜,将所述无机非金属绝缘涂液通过所述掩模或掩膜上的通孔涂敷在裸露的所述底板表面;干燥固化后,除去所述掩模或掩膜,在所述封装表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分、或包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分形成无机非金属绝缘涂层;或者,
采用包括浸渍、喷涂、旋涂方式中的一种或多种,把所述无机非金属绝缘涂液涂覆在整个所述封装表面、或包括所述封装表面的整个所述底板第一表面、或包括所述封装表面的整个所述底板第一表面和整个所述底板第二表面,形成无机非金属绝缘涂层;
S1.3、加热冷却后,所述无机非金属绝缘涂层转变成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层;
S1.4、加热或加压加热冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成所述无机非金属绝缘层;
或者,在S1.3步骤中,加热后不冷却,在形成无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层后直接加热;冷却后,所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层转变成所述无机非金属绝缘层;
形成所述无机非金属绝缘层的温度大于形成所述无机非金属绝缘粉层或无机非金属绝缘胶层的温度;
所述步骤S1.2-S1.4或所述步骤S1.2-S1.3为一次或多次重复操作,通过多次重复操作制备具多层结构的所述无机非金属绝缘层。
11.根据权利要求10所述的无机基板的制造方法,其特征在于,所述无机非金属绝缘涂液为用无机非金属绝缘粉末配制的悬浮液或溶胶;
配制所述悬浮液采用的无机非金属绝缘粉末分别包括微米、亚微米、纳米粒径的玻璃粉、绝缘陶瓷粉、氧化物粉、及氮化物粉中的一种或多种;
配制所述悬浮液采用的溶剂或胶液包括水、乙醇、硝化棉醋酸丁酯溶液、聚甲基丙烯酸铵胶液、聚乙烯醇胶液、羧甲基纤维素铵胶液、聚氧乙烯胶液、水溶性丙烯酸树脂、环氧乙烷开环聚合物及聚丙烯酸胺胶液中的一种或多种;
所述悬浮液还包括悬浮液添加剂,所述悬浮液添加剂包括粉状粘接剂、粉状线膨胀系数调节剂、粉状导热剂、分散剂、润滑剂、消泡剂、增塑剂及PH调节剂中的一种或多种组合;
所述溶胶为旋涂玻璃;或者,所述溶胶由包括金属醇盐、无机盐中的一种或多种与溶液、胶溶剂、溶胶添加剂配制而成;所述溶液及胶溶剂包括硝酸,盐酸、氨水、水、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇中的一种或多种。
12.一种权利要求1或5所述的制造方法制得的无机基板,其特征在于,包括底板,所述底板具有第一表面和第二表面,在所述底板第一表面有至少一封装表面,在所述封装表面至少有一围堰和至少有一导电电路,在所述围堰内侧至少有一发光元件放置区;
所述围堰采用与所述底板相同或不同的无机材料制成;
所述导电电路包括至少一第一焊垫和至少一第二焊垫;所述底板有至少一与所述第一焊垫相连接的第一焊盘、连接所述第一焊盘和所述第一焊垫的第一互连金属、至少一与所述第二焊垫相连接的第二焊盘、及连接所述第二焊盘和所述第二焊垫的第二互连金属;所述第一焊垫与所述第二焊垫位于所述围堰的内侧,所述第一焊盘与所述第二焊盘位于所述围堰的外侧。
13.根据权利要求12所述的无机基板,其特征在于,在所述封装表面至少有一无机非金属绝缘层;
所述无机非金属绝缘层覆盖所述封装表面的全部或部分;或者,所述无机非金属绝缘层覆盖包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分;或者,所述无机非金属绝缘层覆盖包括部分或全部所述封装表面的所述底板第一表面的全部或部分和所述底板第二表面的全部或部分;
所述导电电路,所述第一、第二焊盘及所述第一、第二互连金属的全部或部分设置在所述无机非金属绝缘层表面。
14.根据权利要求12或13所述的无机基板,其特性在于,在所述围堰与所述封装表面之间至少有一无机粘接层,所述无机粘接层把所述围堰粘接在所述封装表面、所述封装表面的凸起处或所述封装表面的凹槽内。
15.根据权利要求14所述的无机基板,其特征在于,设置所述第一焊盘的位置包括所述封装表面和除去所述封装表面以外的所述底板的所有侧面、第一表面、第二表面中的一个或多个;所述第一互连金属经过的位置包括所述封装表面、除去所述封装表面以外的所述底板的所有侧面、第一表面、第二表面、贯穿所述底板、贯穿所述围堰、贯穿所述围堰与所述封装表面连接处中的一个或多个;或,所述第一焊盘为穿过所述底板与所述第一焊垫导电连接的第一针状物;
设置所述第二焊盘的位置包括所述封装表面和除去所述封装表面以外的所述底板的所有侧面、第一表面、第二表面中的一个或多个;所述第二互连金属经过的位置包括所述封装表面、除去所述封装表面以外的所述底板的所有侧面、第一表面、第二表面、贯穿所述底板、贯穿所述围堰、贯穿所述围堰与所述封装表面连接处中的一个或多个;或,所述第二焊盘为穿过所述底板与所述第一焊垫导电连接的第二针状物。
16.根据权利要求15所述的无机基板,其特征在于,所述封装表面为平坦光滑表面或包括凹凸平台的光滑表面。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310049387.5A CN103985807B (zh) | 2013-02-07 | 2013-02-07 | 无机基板及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310049387.5A CN103985807B (zh) | 2013-02-07 | 2013-02-07 | 无机基板及其制造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103985807A CN103985807A (zh) | 2014-08-13 |
CN103985807B true CN103985807B (zh) | 2016-12-28 |
Family
ID=51277704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310049387.5A Active CN103985807B (zh) | 2013-02-07 | 2013-02-07 | 无机基板及其制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103985807B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104576897A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-29 | 江门市赛宁灯饰有限公司 | 一种cob封装led的荧光胶 |
CN104576895A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-29 | 江门市赛宁灯饰有限公司 | 一种封装白光led的荧光胶 |
CN105206734A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-30 | 梁高华 | 一种led支架及其制造方法 |
KR102444290B1 (ko) * | 2017-07-18 | 2022-09-16 | 삼성전자주식회사 | 인터포져와 집적회로칩의 접합 방법, 및 이를 이용한 초음파 프로브 |
CN109904138A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-06-18 | 武汉利之达科技股份有限公司 | 一种三维陶瓷基板及其制备方法 |
CN113675316A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-11-19 | 深圳大道半导体有限公司 | Uv-led器件及其制造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1949487A (zh) * | 2005-10-10 | 2007-04-18 | 南茂科技股份有限公司 | 可防止密封材料溢流的膜上倒装片封装结构 |
CN101640179A (zh) * | 2008-07-31 | 2010-02-03 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 焊垫结构的制作方法 |
CN102280440A (zh) * | 2011-08-24 | 2011-12-14 | 北京大学 | 一种叠层封装结构及制造方法 |
CN102437267A (zh) * | 2010-12-10 | 2012-05-02 | 奉化市匡磊半导体照明有限公司 | 金属基底板发光芯片封装结构 |
CN102447044A (zh) * | 2010-12-10 | 2012-05-09 | 奉化市匡磊半导体照明有限公司 | 绝缘底板发光芯片封装结构 |
CN203071126U (zh) * | 2013-02-07 | 2013-07-17 | 罗容 | 无机基板 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7423335B2 (en) * | 2006-12-29 | 2008-09-09 | Advanced Chip Engineering Technology Inc. | Sensor module package structure and method of the same |
US8241932B1 (en) * | 2011-03-17 | 2012-08-14 | Tsmc Solid State Lighting Ltd. | Methods of fabricating light emitting diode packages |
-
2013
- 2013-02-07 CN CN201310049387.5A patent/CN103985807B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1949487A (zh) * | 2005-10-10 | 2007-04-18 | 南茂科技股份有限公司 | 可防止密封材料溢流的膜上倒装片封装结构 |
CN101640179A (zh) * | 2008-07-31 | 2010-02-03 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 焊垫结构的制作方法 |
CN102437267A (zh) * | 2010-12-10 | 2012-05-02 | 奉化市匡磊半导体照明有限公司 | 金属基底板发光芯片封装结构 |
CN102447044A (zh) * | 2010-12-10 | 2012-05-09 | 奉化市匡磊半导体照明有限公司 | 绝缘底板发光芯片封装结构 |
CN102280440A (zh) * | 2011-08-24 | 2011-12-14 | 北京大学 | 一种叠层封装结构及制造方法 |
CN203071126U (zh) * | 2013-02-07 | 2013-07-17 | 罗容 | 无机基板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103985807A (zh) | 2014-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103985807B (zh) | 无机基板及其制造方法 | |
EP3059493B1 (en) | Manufacturing method for wavelength conversion device | |
CN108930919B (zh) | 一种波长转换装置及其制备方法、光源 | |
JP5640632B2 (ja) | 発光装置 | |
US20080043444A1 (en) | Wiring Board for Light-Emitting Element | |
CN102795841B (zh) | 一种氧化铝基陶瓷和一种陶瓷散热基板及其制备方法 | |
WO2006035913A1 (ja) | 発光素子収納用パッケージおよび発光素子収納用パッケージの製造方法 | |
CN104969371A (zh) | 具有波长转换材料的密闭密封的led模块 | |
CN101714596A (zh) | 发光器件及其制造方法 | |
CN101707234A (zh) | Led发光模组及其制造方法 | |
US9589864B2 (en) | Substrate with embedded sintered heat spreader and process for making the same | |
JP2011044533A (ja) | 電子デバイス及びその製造方法 | |
CN106252338A (zh) | 一种高导热mcob的封装方法 | |
KR101101709B1 (ko) | Led 어레이 방열모듈 및 이의 제조방법 | |
CN203503708U (zh) | 蓝宝石基led封装结构 | |
CN109888081B (zh) | 一种全无机紫外led晶圆级封装方法 | |
CN201796950U (zh) | 发光二极管光源结构 | |
CN101896049A (zh) | 一种散热模块及其制造方法 | |
JP4895777B2 (ja) | 発光素子用配線基板ならびに発光装置 | |
CN203071126U (zh) | 无机基板 | |
CN204179108U (zh) | 发光装置以及灯 | |
CN101552212B (zh) | 半导体元件与热管的接合方法 | |
CN203836739U (zh) | 硅基led路灯光源模块 | |
JP5679405B2 (ja) | 電子デバイス及びその製造方法 | |
CN105870113A (zh) | 一种led光源结构及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160223 Address after: 518000 Guangdong province Shenzhen Nanshan District Nantou Street Shennan 10128 Nanshan digital cultural industry base West Tower 508-3 Applicant after: SHENZHEN DADAO SEMICONDUCTOR CO., LTD. Address before: Nanshan District Xili Town, Shenzhen city of Guangdong Province in 518000 Liuxian Avenue Belvedere Southland building 1002 5 Applicant before: Luo Rong |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |