CN106658954B - 一种带电路凹槽的陶瓷基板及其制备方法 - Google Patents

一种带电路凹槽的陶瓷基板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种带电路凹槽的陶瓷基板，包括基板本体，所述基板本体的一侧或双侧表面内设有用于定位电路的电路凹槽。与传统的陶瓷基板相比，该陶瓷基板设有电路凹槽，便于将导电机构烧结在电路凹槽了，避免电路结构裸露在外，进而避免短路等现象；通过改变陶瓷基板上的电路凹槽的形状、凹槽深度和分布在陶瓷基板上的位置，满足不同产品对导电的要求。

Description

一种带电路凹槽的陶瓷基板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种凹凸电路带电路凹槽的陶瓷基板，尤其是涉及一种凹凸电路带电路凹槽的陶瓷基板及其制备方法。
背景技术
陶瓷基板指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)陶瓷基片表面( 单面或双面)上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。
CN 104030663 A公开了一种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。该COB陶瓷基板制备方法采用在陶瓷原板上印制线路，存在线路裸露、易积灰，印制线路以发送短路故障等问题。
为了解决现有技术中基板使用时容易出现胶层分离，高温或环境恶劣条件下易短路，生产过程污染环境，生产工序多的问题，急需研究出一种安全、高效环保的带电路凹槽的陶瓷基板。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种安全、高效环保的带电路凹槽的陶瓷基板以及该带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明之一种带电路凹槽的陶瓷基板，包括基板本体，所述基板本体的一侧或双侧表面内设有用于定位电路的电路凹槽。
进一步，所述电路凹槽的深度小于等于基板本体厚度的1/2，优选，电路凹槽的深度为0.1~0.5mm。
进一步，电路凹槽为弧形凹槽或方形凹槽。
进一步，所述电路凹槽内还设有导电结构；所述导电结构通过烘干或烧结处理固定在电路凹槽内，并形成电路。
进一步，基板本体上开设有穿线通孔，穿线通孔位于基板本体的中心或侧面中部；基板本体上开设有数个用于将基板本体固定在灯具上的定位孔；定位孔呈圆周式均匀分布或分布在基板主体的四角，优选，所述定位孔的数量为3~5个。
进一步，所述电路凹槽之间还设有灯珠定位槽，用于对灯珠底座放置进行定位。
本发明之一种带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：
1）配制陶瓷粉： 将原料氧化铝粉和烧结助剂进行混合，再按1: 1.2~1.5的料球比加入95氧化铝研磨体，用滚筒球磨机球墨24h，然后，将研磨后的干燥粉料过筛，备用；
2）陶瓷基板坯模的制作：将白蜡和蜂蜡按重量比8~10:1进行混合融化，再加入步骤1）制备好的陶瓷粉，搅拌混合至陶瓷粉表面无干颗粒，放入铝盘中冷却后，再取出制成蜡块；将蜡块放置一段时间后再次敲碎放入熔料搅拌桶融化，搅拌6~9小时后，放入热压铸机，压制成带电路凹槽的陶瓷基板坯模；
3）陶瓷基板的烧结：将陶瓷基板坯膜用氧化铝粉末封装，振动紧密，放入中温炉窑中预烧结，取出并清理干净坯模，再放入高温匣钵中于1400~1650℃烧结并保温2~4h，冷却后得到带电路凹槽的陶瓷基板。
进一步，一种带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法，还包括：4）电路层浇注，将步骤3）烧结得到的带电路凹槽的陶瓷基板抛光，超声波清洗并烘干，然后，向电路凹槽内注入导电银浆，再放入烧结炉内烘干并烧结，烧结温度＜1400℃。
进一步，步骤3）中，中温炉窑预烧结的烧结温度≤1200℃，烧结时间为24h以上，高温匣钵的烧结温度为1600℃，烧结时间为2h。
进一步，步骤4）中，所述烧结温度为600~1200℃。
进一步，步骤1）中，氧化铝粉和烧结助剂的重量比为100:5~8，还可以在添加烧结助剂的同时加入氧化铝粉重量的0.4%~0.6的植物油酸，作为助磨剂和表面活性剂。
本发明一种带电路凹槽的陶瓷基板的有益效果：与传统的陶瓷基板相比，该陶瓷基板设有电路凹槽，便于将导电机构烧结在电路凹槽了，避免电路结构裸露在外，进而避免短路等现象；通过改变陶瓷基板上的电路凹槽的形状、凹槽深度和分布在陶瓷基板上的位置，满足不同产品对导电的要求。
附图说明
图1—为实施例1中一种带电路凹槽的陶瓷基板的结构示意图；
图2—为实施例2中一种带电路凹槽的陶瓷基板的结构示意图;
图3—为图2中A处的放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参照图1，本实施例的一种带电路凹槽的陶瓷基板，包括基板本体1，所述基板本体的一侧或双侧表面内设有用于定位电路的电路凹槽2。
基板本体上开设有1个穿线通孔4和3个定位孔3，定位孔3呈圆周式均匀分布，穿线通孔4位于基板本体1的中心。
所述电路凹槽2的深度为0.40mm。
电路凹槽2为弧形凹槽。
所述电路凹槽2内还设有导电结构6；所述导电结构6通过烧结处理固定在电路凹槽2内，并形成电路。
所述电路凹槽2之间还设有灯珠定位槽5，用于对灯珠底座放置进行定位。
一种带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：
1）配制陶瓷粉： 将原料氧化铝粉和烧结助剂原料氧化铝粉和烧结助重量比为100:6.25进行混合，同时加入氧化铝粉重量的0.4%的植物油酸，作为助磨剂和表面活性剂，再按1:1.5的料球比加入95氧化铝研磨体，用滚筒球磨机球墨24h，然后，将研磨后的干燥粉料过筛，备用；
2）陶瓷基板坯模的制作：将白蜡和蜂蜡按重量比9:1（即白蜡的重量为氧化铝粉的11.25%，蜂蜡的重量为氧化铝粉的1.25%）进行混合融化，再加入步骤1）制备好的陶瓷粉，搅拌混合至陶瓷粉表面无干颗粒，放入铝盘中冷却后，再取出制成蜡块；将蜡块放置一段时间后再次敲碎放入熔料搅拌桶融化，搅拌8小时后，放入热压铸机，压制成带电路凹槽的陶瓷基板坯模；
3）陶瓷基板的烧结：将陶瓷基板坯膜用氧化铝粉末封装，振动紧密，放入中温炉窑中1200℃烧制24h，取出并清理干净坯模，再放入高温匣钵中于1600℃烧结并保温2h，冷却后得到带电路凹槽的陶瓷基板。
4）电路层浇注：将步骤3）烧结得到的带电路凹槽的陶瓷基板抛光，超声波清洗并烘干，然后，向电路凹槽内注入导电银浆，再放入烧结炉内烘干于600℃烧结4h，随炉冷却后即可得到烧结了电路结构的带电路凹槽的陶瓷基板。
本实施例的带电路凹槽的陶瓷基板可用于5w的LED灯。
实施例2
参照图2，本实施例的一种带电路凹槽的陶瓷基板，包括基板本体1，所述基板本体1的一侧或双侧表面内设有用于定位电路的电路凹槽2，电路凹槽2包括10个并联连接的电路线槽21，每个电路线槽上设有串联连接的电路支槽22。
基板本体1上开设有2个穿线通孔4和4个定位孔（未标示），定位孔（未标示）分别在基板本体1的四角，穿线通孔4位于基板本体的两侧。
所述电路凹槽2的深度为0.10mm。
电路凹槽2为方形凹槽。
所述电路凹槽2内还设有导电结构6；所述导电结构6通过烧结处理固定在电路凹槽2内，并形成电路，电路包括10个并联电路，且每个并联电路上设有5个串联连接的电路接头。
所述电路凹槽2之间还设有50个灯珠定位槽5，灯珠定位槽5呈10行5列的方形分布，灯珠定位槽5的深度为0.2mm，用于对灯珠底座放置进行定位。
一种带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：
1）配制陶瓷粉： 将原料氧化铝粉和烧结助剂原料氧化铝粉和烧结助重量比为100:8.0进行混合，同时加入氧化铝粉重量的0.6%的植物油酸，作为助磨剂和表面活性剂，再按1:1.2的料球比加入95氧化铝研磨体，用滚筒球磨机球墨24h，然后，将研磨后的干燥粉料过筛，备用；
2）陶瓷基板坯模的制作：将白蜡和蜂蜡按重量比8:1（即白蜡的重量为氧化铝粉的10%，蜂蜡的重量为氧化铝粉的1.25%）进行混合融化，再加入步骤1）制备好的陶瓷粉，搅拌混合至陶瓷粉表面无干颗粒，放入铝盘中冷却后，再取出制成蜡块；将蜡块放置一段时间后再次敲碎放入熔料搅拌桶融化，搅拌8小时后，放入热压铸机，压制成带电路凹槽的陶瓷基板坯模；
3）陶瓷基板的烧结：将陶瓷基板坯膜用氧化铝粉末封装，振动紧密，放入中温炉窑中1200℃烧制24h，取出并清理干净坯模，再放入高温匣钵中于1600℃烧结并保温2h，冷却后得到带电路凹槽的陶瓷基板。
4）电路层浇注：将步骤3）烧结得到的带电路凹槽的陶瓷基板抛光，超声波清洗并烘干，然后，向电路凹槽内注入导电银浆，再放入烧结炉内烘干于600℃烧结4h，随炉冷却后即可得到烧结了电路结构的带电路凹槽的陶瓷基板。
本实施例的带电路凹槽的陶瓷基板，用于50w的LED灯。
本发明一种带电路凹槽的陶瓷基板，陶瓷基板上的电路凹槽的数量、形状、电路凹槽的深度及分布在陶瓷基板上的位置，本领域技术人员可以根据需要可以做出相应调整，故不再一一赘述；本领域技术人员可以根据需要对上述因素所做的简单变化，应纳入本申请的保护范围内。
本发明一种带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法，原料氧化铝粉和烧结助剂原料氧化铝粉和烧结助重量比还可以为100:5.0或者100:7.0，烧结助剂为MgO-Al2O3-SiO2，陶瓷废弃物粉末和氧化铝研磨球体的质量比还可以为1:1.35；以上技术特征的改变，本领域的技术人员通过文字描述可以理解并实施，故不再另作附图加以说明。

Claims (10)

1.一种带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）配制陶瓷粉： 将原料氧化铝粉和烧结助剂进行混合，再按1:1.2~1.5的料球比加入95氧化铝研磨体，用滚筒球磨机球墨24h，然后，将研磨后的干燥粉料过筛，备用；
2）陶瓷基板坯模的制作：将白蜡和蜂蜡按重量比8~10:1进行混合融化，再加入步骤1）制备好的陶瓷粉，搅拌混合至陶瓷粉表面无干颗粒，放入铝盘中冷却后，再取出制成蜡块；将蜡块放置一段时间后再次敲碎放入熔料搅拌桶融化，搅拌6~9小时后，放入热压铸机，压制成带电路凹槽的陶瓷基板坯模；
3）陶瓷基板的烧结：将陶瓷基板坯膜用氧化铝粉末封装，振动紧密，放入中温炉窑中预烧结，取出并清理干净坯模，再放入高温匣钵中于1400~1650℃烧结并保温2~4h，冷却后得到带电路凹槽的陶瓷基板。
2.如权利要求1所述带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法，其特征在于，还包括：4）电路层浇注：将步骤3）烧结得到的带电路凹槽的陶瓷基板抛光，超声波清洗并烘干，然后，向电路凹槽内注入导电银浆，再放入烧结炉内烘干并烧结，烧结温度＜1400℃。
3.如权利要求1或2所述带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法，其特征在于，步骤3）中，中温炉窑预烧结的烧结温度≤1200℃，烧结时间为24h，高温匣钵的烧结温度为1600℃，烧结时间为2h；步骤4）中，所述烧结温度为600~1200℃。
4.如权利要求1或2所述带电路凹槽的陶瓷基板的制备方法，其特征在于，步骤1）中，氧化铝粉和烧结助剂的重量比为100:5~8，还可以在添加烧结助剂的同时加入氧化铝粉重 量的0.4~0.6%的植物油酸，作为助磨剂和表面活性剂。
5.一种带电路凹槽的陶瓷基板，其特征在于，所述陶瓷基板采用如权利要求1、3或4任一项所述的制备方法制备而成，所述陶瓷基板包括基板本体，所述基板本体的一侧或双侧表面内设有数条用于定位电路的电路凹槽。
6.如权利要求5所述带电路凹槽的陶瓷基板，其特征在于，所述电路凹槽的深度小于等于基板本体厚度的1/2。
7.如权利要求6所述带电路凹槽的陶瓷基板，其特征在于，电路凹槽为弧形凹槽或方形凹槽，电路凹槽的深度为0.1~0.5mm。
8.如权利要求5~7任一项所述带电路凹槽的陶瓷基板，其特征在于，所述电路凹槽内还设有导电结构；所述导电结构通过烘干或烧结处理固定在电路凹槽内，并形成电路，设有导电机构的带电路凹槽的陶瓷基板采用如权利要求2所述的制备方法制备而成。
9.如权利要求5~7任一项所述带电路凹槽的陶瓷基板，其特征在于，基板本体上开设有穿线通孔，穿线通孔位于基板本体的中心或侧面中部；基板本体上开设有数个用于将基板本体固定在灯具上的定位孔。
10.如权利要求5~7任一项所述带电路凹槽的陶瓷基板，其特征在于，所述电路凹槽之间 还设有灯珠定位槽，用于对灯珠底座放置进行定位。
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