CN104030663B - 一种cob陶瓷基板制备方法及cob光源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种COB陶瓷基板制备方法及COB光源。该方法包括：将氧化铝混合浆料注入流延机，以得到流延坯片；采用冲切模具对所述流延坯片进行冲切，以得到单片或连片；对单片或连片进行排胶和烧结处理，以得到氧化铝陶瓷原板；在所述氧化铝陶瓷原板上印制线路图案，以得到COB陶瓷基板。通过模具进行冲切可直接得到单个COB陶瓷基板或者连片COB陶瓷基板，无需采用激光切割机对陶瓷基板进行切割和打孔，避免激光能量给陶瓷基板造成内部结构损伤，流延冲切剩余的边角料可回收进行使用，有利于进一步提高生产效率、降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及COB基板的制备方法及结构。
背景技术
陶瓷COB光源采用陶瓷基板散热保证LED芯片发光效果及使用寿命，但传统陶瓷基板需采用激光进行分板切割，激光切割存在效率低、打孔不易，极易损伤基板，不利于大规模生产等不足。
发明内容
本发明的目的在于提出一种COB陶瓷基板制备方法，其能解决切割效率低的问题。
为了达到上述目的本发明所采用的技术方案如下：
一种COB陶瓷基板制备方法，其包括以下步骤：
步骤1、将氧化铝混合浆料注入流延机，以得到流延坯片；
步骤2、采用冲切模具对所述流延坯片进行冲切，以得到单片或连片；
步骤3、对单片或连片进行排胶和烧结处理，以得到氧化铝陶瓷原板；
步骤4、在所述氧化铝陶瓷原板上印制线路图案，以得到COB陶瓷基板。
优选的，所述氧化铝混合浆料的制备过程为：
将氧化铝粉末、去离子水和分散剂按照1:1:0.012的比例进行混合后球磨36小时，以得到浆料；
加入氨水将浆料的pH 值调整到11.0，以得到调整浆料；
将粘结剂、塑化剂和消泡剂按照1:1:0.02比例混合，以得到混合液，将混合液与调整浆料按1:10进行投放，再球磨24小时，最后真空脱泡2个小时。
进一步优选的，所述分散剂为聚丙烯酸。所述粘结剂为聚乙烯醇。所述塑化剂为聚乙二醇。所述消泡剂为正丁醇。
优选的，在步骤2中，连片中的片与片之间进行V割预切处理，V割预切处理的V割深度为流延坯片的厚度的70%。
优选的，在步骤3中，所述排胶和烧结处理为：将单片或连片以1.0℃/min 速度升温到 600℃，在 600℃保温 3小时进行排胶，再以 6.0℃/min速度升温到1650℃，在 1650℃保温 3小时进行烧结，最好进行自然降温。
优选的，在步骤4中，所述印制线路图案的过程为：
根据LED芯片的电路设计，使用对应的网板，通过丝网印刷机将银浆印刷至氧化铝陶瓷原板，以在所述氧化铝陶瓷原板上形成一银浆电路烧结层；
对需裸露在外界的银浆电路烧结层上的线路上刷一层玻璃浆料，以形成电路绝缘保护层；
然后进行高温烧结和气氛还原处理，得到具有线路排布的COB陶瓷基板。
本发明还提出一种COB光源，其包括由上述的COB陶瓷基板制备方法制成的COB陶瓷基板和至少一LED芯片，LED芯片贴装于所述COB陶瓷基板上，所述COB陶瓷基板的周缘设置有围坝，所述围坝围成的空间内填充有荧光硅胶，以使所述LED芯片藏于所述荧光硅胶内并与外界分隔。
本发明具有如下有益效果：
浆料主要为氧化铝粉末和去离子水，有机溶剂比例小，相对于无水流延法具有成本低、无毒、绿色环保为特点；通过模具进行冲切可直接得到单个COB陶瓷基板或者连片COB陶瓷基板，无需采用激光切割机对陶瓷基板进行切割和打孔，避免激光能量给陶瓷基板造成内部结构损伤，流延冲切剩余的边角料可回收进行使用，有利于进一步提高生产效率、降低成本。
附图说明
图1为本发明实施例一的COB陶瓷基板制备方法的流程图；
图2为本发明实施例一的COB光源的结构示意图；
图3为图2的A向示意图；
图4为本发明实施例二的COB陶瓷基板制备方法的流程图；
图5为本发明实施例二的连片的立体结构示意图；
图6为图5的A向示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。
实施例一
如图1所示，一种COB陶瓷基板制备方法，其包括以下步骤：
步骤S101、将氧化铝混合浆料注入流延机，根据所要求的基板的厚度选择合适的刀口高度和流延速度获得流延坯片，再对流延坯片进行干燥和脱膜处理。
其中，所述氧化铝混合浆料的制备过程为：
将纯度大于98.6%的氧化铝粉末、去离子水和分散剂按照1:1:0.012的比例进行混合后球磨36小时，以得到浆料，该比例混合后的浆料粘度适中，适合流延机进行流延；本实施例的分散剂优选采用聚丙烯酸；
为保证聚丙烯酸的分散效果最佳达到浆料的稳定性最佳，需加入氨水将浆料的pH 值调整到11.0，以得到调整浆料，从而使氧化铝颗粒表面电荷增加，形成双电层，通过Zeta电位增加使颗粒间产生静电斥力实现体系的稳定；
将粘结剂、塑化剂和消泡剂按照1:1:0.02比例混合，以得到混合液，将混合液与调整浆料按1:10进行投放，再球磨24小时，最后真空脱泡2个小时。
本实施例的粘结剂优选采用聚乙烯醇，塑化剂优选采用聚乙二醇，消泡剂优选采用正丁醇。
步骤S102、采用冲切模具对所述流延坯片进行冲切，以得到单片。所述冲切模具根据LED封装对基本的尺寸要求进行设计。所述单片是指单个坯片。
步骤S103、对单片进行排胶和烧结处理，以得到氧化铝陶瓷原板。所述排胶和烧结处理为：将单片或连片以1.0℃/min 速度升温到 600℃，在 600℃保温 3小时进行排胶，再以 6.0℃/min速度升温到1650℃，在 1650℃保温 3小时进行烧结，最好进行自然降温（如降至室温）。
步骤S104、在所述氧化铝陶瓷原板上印制线路图案，以得到COB陶瓷基板。
其中，所述印制线路图案的过程为：
根据LED芯片的电路设计要求，使用与设计对应的网板，通过丝网印刷机将银浆印刷至氧化铝陶瓷原板，以在所述氧化铝陶瓷原板上形成一银浆电路烧结层；
对需裸露在外界的银浆电路烧结层上的线路上刷一层玻璃浆料，以形成电路绝缘保护层；
然后进行高温烧结和气氛还原处理，得到具有线路排布的COB陶瓷基板。
如图2至图3所示，一种COB光源，其包括由上述的COB陶瓷基板制备方法制成的COB陶瓷基板1和多个LED芯片2，LED芯片2贴装于所述COB陶瓷基板1上，所述COB陶瓷基板1的周缘设置有围坝3，围坝3高于COB陶瓷基板1的银浆电路烧结层。LED芯片2的电极通过金线4连接所述银浆电路烧结层，相邻的LED芯片2的电极之间也通过金线4连接。所述围坝3围成的空间内填充有荧光硅胶5，所述荧光硅胶5覆盖在银浆电路烧结层和LED芯片2上，以使所述LED芯片2、金线4藏于所述荧光硅胶5内并与外界分隔，从而使COB光源的光效得到优化。
实施例二
本实施例与实施例一的区别仅在于采用冲切模具对流延坯片进行冲切的步骤不同。具体如图4所示。
一种COB陶瓷基板制备方法，其包括以下步骤：
步骤S201、将氧化铝混合浆料注入流延机，以得到流延坯片。
步骤S202、采用冲切模具对所述流延坯片进行冲切，以得到连片。所述连片是指多个连接在一起的坯片。
结合图5和图6所示，连片中的片与片之间可进行V割预切处理，V割预切处理的V割深度为流延坯片100的厚度的70%。即在流延坯片100上进行V字形裂痕切割，从而形成切割线10，切割深度为其厚度的70%。在对步骤S204得到的COB陶瓷基板上施加如图中箭头所示的施力方向即得到多个分开的COB陶瓷基板。
步骤S203、对连片进行排胶和烧结处理，以得到氧化铝陶瓷原板。
步骤S204、在所述氧化铝陶瓷原板上印制线路图案，以得到COB陶瓷基板。
本发明在基板制作上无需采用激光切割机进行切割和打孔，杜绝激光能量给陶瓷基板造成内部结构损伤，同时免去废弃边角料，有利于减少物料损耗，降低成本，基于流延烧结的陶瓷基板具有95%以上的反射率，有利于增强LED芯片的出光。LED芯片直接固定在陶瓷基板上方，形成热电分离结构，有利于降低热阻。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种COB陶瓷基板制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将氧化铝混合浆料注入流延机，以得到流延坯片；
步骤2、采用冲切模具对所述流延坯片进行冲切，以得到单片或连片；
步骤3、对单片或连片进行排胶和烧结处理，以得到氧化铝陶瓷原板；
步骤4、在所述氧化铝陶瓷原板上印制线路图案，以得到COB陶瓷基板；
所述氧化铝混合浆料的制备过程为：将氧化铝粉末、去离子水和分散剂按照1:1:0.012的比例进行混合后球磨36小时，以得到浆料；加入氨水将浆料的pH值调整到11.0，以得到调整浆料；将粘结剂、塑化剂和消泡剂按照1:1:0.02比例混合，以得到混合液，将混合液与调整浆料按1:10进行投放，再球磨24小时，最后真空脱泡2个小时；所述分散剂为聚丙烯酸；
在步骤3中，所述排胶和烧结处理为：将单片或连片以1.0℃/min速度升温到600℃，在600℃保温3小时进行排胶，再以6.0℃/min速度升温到1650℃，在1650℃保温3小时进行烧结，然后进行自然降温。
2.如权利要求1所述的COB陶瓷基板制备方法，其特征在于，在步骤2中，连片中的片与片之间进行V割预切处理，V割预切处理的V割深度为流延坯片的厚度的70％。
3.如权利要求1所述的COB陶瓷基板制备方法，其特征在于，在步骤4中，所述印制线路图案的过程为：
根据LED芯片的电路设计，使用对应的网板，通过丝网印刷机将银浆印刷至氧化铝陶瓷原板，以在所述氧化铝陶瓷原板上形成一银浆电路烧结层；对需裸露在外界的银浆电路烧结层上的线路上刷一层玻璃浆料，以形成电路绝缘保护层；然后进行高温烧结和气氛还原处理，得到具有线路排布的COB陶瓷基板。
4.一种COB光源，其特征在于，包括由权利要求1-3任一项所述的COB陶瓷基板制备方法制成的COB陶瓷基板和至少一LED芯片，LED芯片贴装于所述COB陶瓷基板上，所述COB陶瓷基板的周缘设置有围坝，所述围坝围成的空间内填充有荧光硅胶，以使所述LED芯片藏于所述荧光硅胶内并与外界分隔。
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