CN114068794A - 一种cob封装镜面铝基板及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及封装光源的技术领域，具体公开了一种COB封装镜面铝基板及其加工工艺。一种COB封装镜面铝基板，包括基板层、绝缘层、阻焊层；其中绝缘层位于基板层与阻焊层之间，在绝缘层两侧上都制作线路层与焊接点；基板层平行于绝缘层的侧面的面积小于相对的绝缘层的面积，且焊接点位于基板层的一侧；基板层为镜面铝材质；其加工工艺为：将基板层通过半固化片压合在绝缘层一侧，半固化片由包括以下重量份的原料制备而成：70‑90份环氧树脂、10‑20份氧化铝颗粒、5‑10份二氧化硅颗粒。本申请的COB封装镜面铝基板在制作封装光源时，不仅有更好的光效，还有更好的散热效果。
Description
技术领域
本申请涉及封装光源的技术领域，更具体地说，它涉及一种COB封装镜面铝基板及其加工工艺。
背景技术
COB封装，就是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电气连接。如果裸芯片直接暴露在空气中，易受污染或人为损坏，影响或破坏芯片功能，于是就用胶把芯片和键合引线包封起来，人们也称这种封装形式为软包封。
COB封装中用的基板有陶瓷基板、铝基板，将线路基板组装在陶瓷基板或铝基板上。申请人发现，相对于陶瓷基板，使用铝基板制作的产品的光效有一定的提升、成品亮度有所提高，但是随着对光源光效的要求的逐渐提高，相关技术中的铝基板逐渐无法满足实际应用中对光源光效的要求，因此，进一步提升COB产品的光效是一个亟待解决的问题。
发明内容
为了提高COB封装镜面铝基板的光效，本申请提供一种COB封装镜面铝基板及其加工工艺。
第一方面，本申请提供一种COB封装镜面铝基板，采用如下的技术方案：
一种COB封装镜面铝基板，包括基板层、绝缘层、阻焊层；
其中绝缘层位于基板层与阻焊层之间，在绝缘层两侧上都制作线路层与焊接点；基板层平行于绝缘层的侧面的面积小于相对的绝缘层的面积，且焊接点位于基板层的一侧；基板层为镜面铝材质。
通过采用上述技术方案，不同于传统的单面可焊接技术，本申请的COB封装镜面铝基板双面可焊接，使用时可以焊接电源，实现光源自带电源，而且还可以提升光效，光源光效可以达到178-183Lm/W，功能区反射率可以达到99.15-99.23％，可以满足更高要求光效的光源需求。另外，相比于陶瓷基板或者单面焊接的铝基板，本申请的基板的散热性更好，可以减少热量在电源内部积存而造成电源损坏的几率。
第二方面，本申请提供一种COB封装镜面铝基板的加工工艺，采用如下的技术方案：一种COB封装镜面铝基板的加工工艺，包括以下步骤：
在绝缘层一侧铆合半固化片，然后将绝缘层铆合有半固化片的一侧与基板层叠合，然后进行压合；
半固化片由包括以下重量份的原料制备而成：70-90份环氧树脂、10-20份氧化铝颗粒、5-10份二氧化硅颗粒。
通过采用上述技术方案，在环氧树脂中加入氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒制备半固化片，氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒分散在环氧树脂中，对环氧树脂内部进行填充支撑，并且氧化铝颗粒的传热性好，提高绝缘层的散热效果，氧化铝与二氧化硅接触，可以将氧化铝吸收的热量分散到二氧化硅上，进一步提高散热效果。
优选的，所述氧化铝颗粒包括粒径为0.5-5μm与6-15μm两种粒径的氧化铝颗粒，6-15μm粒径的氧化铝颗粒与0.5-5μm粒径的氧化铝颗粒的重量比为1：(1-3)。
通过采用上述技术方案，不同粒径的氧化铝颗粒进行级配，较小粒径的氧化铝颗粒填充在较大粒径的氧化铝颗粒之间，提高氧化铝在环氧树脂内部分散的充实性，提高氧化铝的分散比表面积，进一步提高散热效果。
优选的，所述二氧化硅颗粒的粒径为2-8μm。
通过采用上述技术方案，此粒径范围内的二氧化硅颗粒可以更好的与氧化铝颗粒配合，加强对氧化铝颗粒上热量的分散，进而提高散热效果。
优选的，所述氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒外包裹有偶联剂。
通过采用上述技术方案，在氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒外包裹硅烷偶联剂提高氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒的分散性，使得氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒在环氧树脂内分散的更加均匀，有利于提高散热效果。
优选的，还包括以下步骤：
制备绝缘层：
1)在BT板两侧覆着铜箔，形成双面覆铜板；
2)对双面覆铜板的两侧分别进行刷板、涂布感光膜、预烘、曝光、显影、蚀刻、去膜等处理，在双面覆铜板两侧形成线路；
3)对双面覆铜板两侧通过化学镍钯金镀覆合金镀层，形成焊盘；
4)按照设计位置进行钻孔，得到绝缘层；
形成阻焊层：
在绝缘层一侧通过印刷阻焊白油形成阻焊层；
将所述半固化片铆合在绝缘层远离阻焊层的一侧。
优选的，所述铜箔的厚度为20-35μm。
通过采用上述技术方案，在BT层两侧设置线路与焊接点，实现所制备的镜面铝基板的双面可焊与双面线路，从而实现光效的提高。
优选的，所述绝缘层与半固化片铆合的条件为：加热温度为210-230℃，加热时间为20-25s。
优选的，所述绝缘层与基板层的压合过程为分步压合，首先在压强600-800KPa，温度140-150℃条件下压合8-10min；然后将压强升至900-1100KPa,温度升至150-160℃，继续压合8-10min；接着将压强升至1700-1900KPa,温度升至160-170℃，继续压合10-12min；再接着将压强升至2300-2500KPa,温度升至220-230℃，继续压合60-80min；最后将压强将至2000-2100KPa,温度将至155-165℃，继续压合20-30min。
通过采用上述技术方案，根据本申请制备的半固化片的性质设定铆合温度与压合条件，压合过程分段进行，先逐渐升高压合压强与压合温度，然后再将压合压强与温度降低，达到更好的压合效果，保证基板层与绝缘层连接的稳定性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请在绝缘层两侧设置线路与焊接点，然后再将绝缘层与镜面铝基板压合，实现COB封装镜面铝基板的双面可焊与双面线路，用本申请的COB封装镜面铝基板制备的COB光源，光效可以达到178-183Lm/W，功能区反射率可以达到99.15-99.23％，光效提升以满足对光源的更高要求。
2、本申请中优选采用在环氧树脂中加入氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒制备的半固化片来实现镜面铝基板与BT绝缘层的压合，制得的COB封装镜面铝基板的散热性能可以达到23-248W/m·K，散热性能提高。
3、本申请中优选采用在氧化铝颗粒颗粒与二氧化硅颗粒外包裹偶联剂，提高氧化铝颗粒颗粒与二氧化硅颗粒的分散性，制得的COB封装镜面铝基板的散热性可以达到255W/m·K，进一步提高COB封装镜面铝基板的散热性能。
附图说明
图1为本申请实施例结构示意图；
图2为本申请实施例另一角度结构示意图；
图3为本申请绝缘层结构示意图。
附图标记说明：1、基板层；2、绝缘层；21、焊接点；22、通孔；3、阻焊层。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
原料和中间体的制备例
原料
环氧树脂的分子量为375.9；
偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
制备例
制备例1
半固化片的制备方法为：
将5kg粒径为0.5-5μm的氧化铝颗粒、5kg粒径为6-15μm的氧化铝颗粒、10kg粒径为2-8μm的二氧化硅颗粒加入到70kg环氧树脂中，搅拌成混合胶体，然后将混合胶体压片成型，得到半固化片。
制备例2-3
与制备例1不同的是，制备例2-3中制备半固化片的原料配比不同，详见表1。
表1制备例1-3中原料配比表(kg)
制备例4
与制备例2不同的是，制备例4中氧化铝颗粒级配的不同，详见表2。
表2制备例2与制备例4-6中氧化铝颗粒的级配表(kg)
| 制备例2 | 制备例4 | 制备例5 | 制备例6 | |
| 6-15μm | 7.5 | 5 | 3.75 | 10 |
| 0.5-5μm | 7.5 | 10 | 11.25 | 5 |
制备例7
与制备例4不同的是，制备例7中二氧化硅颗粒的粒径为0.5-1μm。
制备例8
与制备例4不同的是，制备例8中二氧化硅颗粒的粒径为10-20μm。
制备例9
与制备例4不同的是，制备例9中的氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒外包裹有偶联剂：
将氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒分别侵入偶联剂中，浸泡10-15min，捞出，自然冷却至室温即可。
制备例10
与制备例2不同的是，用等量玻纤布替换氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒。
制备例11
与制备例2不同的是，用等量氧化铝颗粒替换二氧化硅颗粒。
实施例
实施例1
参照图1与图2，一种COB封装镜面铝基板，一次包括基板层1、绝缘层2、阻焊层3，绝缘层2的两个侧面都布设有线路与焊接点21，焊接点21上设置有通孔22，阻焊层3固定连接于绝缘层2一侧，基板层1固定连接于绝缘层2远离阻焊层3的一侧。基板层1与绝缘层2之间通过半固化片压合连接，基板层1与绝缘层2的接触面的面积小于绝缘层2与基板层1接触面的面积，使得焊接点21位于基板层1之外。
一种COB封装镜面铝基板，其加工工艺为：
S1.准备基板层1：
将镜面铝切割为涉及尺寸，备用；
S2.制备绝缘层2：
1)在BT板两侧通过粘合剂覆着铜箔，铜箔厚度为20μm形成双面覆铜板；
2)刷板：将覆铜板表面的氧化层及异物抛掉；
3)涂布感光膜：在覆铜板表面铜箔上均匀涂覆一层感光湿膜；
4)预烘：将印好湿膜的覆铜板在100℃下烘烤10min；
5)曝光：将预先光绘好的线路底片覆盖在预烘后的覆铜板上，用紫外曝光机曝光，能量设定值为150毫焦；
6)显影：将一次曝光后的覆铜板经过显影机显影，显影液为重量百分比2％的无水碳酸钠水溶液，温度为30℃，时间为1min；
7)蚀刻：用酸性氯化铜蚀刻液将没有被湿膜覆盖的铜层腐蚀掉，保留需要的线路铜箔，蚀刻液的条件：铜含量为135g/l，酸量为2N，氧化还原电位为400mv，温度为45℃；
8)去膜：用浓度为重量百分比4％的氢氧化钠溶液将蚀刻后的线路表面湿膜清除干净；
在双面覆铜板两侧形成线路；
9)对双面覆铜板两侧通过化学镍钯金镀覆合金镀层，形成焊盘；
10)按照设计位置进行钻孔，得到通孔22，得到绝缘层2；
S3.形成阻焊层3：
在S2得到的绝缘层2的一侧表面均匀涂覆感光白油；将印好白油的线路基板在65℃下烘烤40min；将预先光绘好的阻焊底片，覆盖在烘后的绝缘层2上，用10KW紫外曝光机曝光，能量设定值为800毫焦；将曝光后的绝缘层2经过显影机显影，显影液为的无水碳酸钠水溶液，温度为30℃，时间为1min；最后在150℃下烘烤70min，在绝缘层2一侧形成阻焊层3；
S4.将制备例1得到的半固化片裁剪为设计尺寸，然后将半固化片铆合在绝缘层2远离阻焊层3的一侧，铆合的条件为：加热温度为210℃，加热时间为25s；
S5.将S1中准备的基板层1叠放在S4得到的绝缘层2铆合有半固化片的一侧，然后进行压合；压合过程为：首先在压强600KPa，温度150℃条件下压合8min；然后将压强升至1100KPa,温度升至150℃，继续压合10min；接着将压强升至1700KPa,温度升至170℃，继续压合10min；再接着将压强升至2500KPa,温度升至220℃，继续压合80min；最后将压强将至2000KPa,温度将至165℃，继续压合20min。
实施例2-11
与实施例1不同的是，实施例2-11中S4中的半固化片分别来自于制备例2-11，其余步骤同实施例1。
实施例12
与实施例9不同的是，实施例12中S2中铜箔的厚度是35μm；S4中铆合的条件为：加热温度为230℃，加热时间为20s；S5中压合过程为：首先在压强800KPa，温度140℃条件下压合10min；然后将压强升至900KPa,温度升至160℃，继续压合8min；接着将压强升至1900KPa,温度升至160℃，继续压合12min；再接着将压强升至2300KPa,温度升至230℃，继续压合60min；最后将压强将至2100KPa,温度将至165℃，继续压合30min。
实施例13
与实施例9不同的是，S5中的压合过程为：直接在压强为2300KPa，温度为230℃下压合100min。
对比例
对比例1
与实施例1不同的是，在绝缘层2的一侧制作线路层与焊接点21。
对比例2
与实施例1不同的是，基板层1与绝缘层2的接触面的面积等于绝缘层2与基板层1接触面的面积。
对比例3
与实施例1不同的是，基板层1为陶瓷材质。
性能检测试验
检测方法/试验方法
将实施例1-13与对比例1-3中制得的COB封装镜面铝基板匹配同种型号的光源，制得COB光源。
按照GB/T 29295-2012中的方法检测利用实施例1-13与对比例1-3中COB封装镜面铝基板制得的COB光源的光效。
利用反射率测定仪检测利用实施例1-13与对比例1-3中COB封装镜面铝基板制得的COB光源的功能区反射率。
利用导热仪检测利用实施例1-13与对比例1-3中COB封装镜面铝基板的导热系数。
性能检测结果见表3。
表3性能检测结果
结合实施例1-13和对比例1-3，并结合表3可以看出，利用实施例1-13制得的产品的光效明显高于对比例1-3、功能区反射率也优于对比例1-3、导热系数明显高于对比例1-3，这说明本申请制得的COB封装镜面铝基板在光效与散热方面的性能更优。
结合实施例1-11，并结合表3可以看出，半固化片的不同对COB封装镜面铝基板光源的光效与反射率的影响不大，但是对COB封装镜面铝基板的散热性影响比较明显，实施例4中的COB封装镜面铝基板的散热性高于实施例2与实施例5-6，这可能是实施例4中氧化铝颗粒的级配效果更好；而且实施例6中的散热性降低，可能是因为实施例6中氧化铝颗粒的级配超出本申请的级配范围，从而导致氧化铝颗粒在环氧树脂内填充的密实性降低，导致散热性降低。实施例7-8中的散热性能较实施例4有所降低，这可能是因为实施例7-8中二氧化硅的粒径与氧化铝不能达到更好的级配，从而降低了氧化铝内的热量传递，影响散热性。实施例9中的散热性显著提升，这可能是因为在氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒外包裹偶联剂，提高了氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒在环氧树脂内分散的均匀性，有利于热量的散失。
结合实施例2与实施例10-11，并结合表3可以看出，实施例10中用玻纤布作为填充料，实施例11中用氧化铝颗粒作为填充料，相较于用氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒复配作为填充料而言，散热性能均会降低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种COB封装镜面铝基板，其特征在于，其包括基板层(1)、绝缘层(2)、阻焊层(3)；
其中绝缘层(2)位于基板层(1)与阻焊层(3)之间，在绝缘层(2)两侧上都制作线路层与焊接点(21)；基板层(1)平行于绝缘层(2)的侧面的面积小于相对的绝缘层(2)的面积，且焊接点(21)位于基板层(1)的一侧；基板层(1)为镜面铝材质。
2.一种权利要求1所述的COB封装镜面铝基板的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
在绝缘层(2)一侧铆合半固化片，然后将绝缘层(2)铆合有半固化片的一侧与基板层(1)叠合，然后进行压合；
半固化片由包括以下重量份的原料制备而成：70-90份环氧树脂、10-20份氧化铝颗粒、5-10份二氧化硅颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种COB封装镜面铝基板的加工工艺，其特征在于：所述氧化铝颗粒包括粒径为0.5-5μm与6-15μm两种粒径的氧化铝颗粒，6-15μm粒径的氧化铝颗粒与0.5-5μm粒径的氧化铝颗粒的重量比为1：（1-3）。
4.根据权利要求3所述的一种COB封装镜面铝基板的加工工艺，其特征在于：所述二氧化硅颗粒的粒径为2-8μm。
5.根据权利要求2所述的一种COB封装镜面铝基板的加工工艺，其特征在于：所述氧化铝颗粒与二氧化硅颗粒外包裹有偶联剂。
6.根据权利要求2所述的一种COB封装镜面铝基板的加工工艺，其特征在于：还包括以下步骤：
制备绝缘层(2)：
1） 在BT板两侧覆着铜箔，形成双面覆铜板；
2） 对双面覆铜板的两侧分别进行刷板、涂布感光膜、预烘、曝光、显影、蚀刻、去膜等处理，在双面覆铜板两侧形成线路；
3） 对双面覆铜板两侧通过化学镍钯金镀覆合金镀层，形成焊接点；
4） 按照设计位置进行钻孔，得到绝缘层(2)；
形成阻焊层(3)：
在绝缘层(2)一侧通过印刷阻焊白油形成阻焊层(3)；
将所述半固化片铆合在绝缘层(2)远离阻焊层(3)的一侧。
7.根据权利要求6所述的一种COB封装镜面铝基板的加工工艺，其特征在于：所述铜箔的厚度为20-35μm。
8.根据权利要求2所述的一种COB封装镜面铝基板的加工工艺，其特征在于：所述绝缘层(2)与半固化片铆合的条件为：加热温度为210-230℃，加热时间为20-25s。
9.根据权利要求2所述的一种COB封装镜面铝基板的加工工艺，其特征在于：所述绝缘层(2)与基板层(1)的压合过程为分步压合，首先在压强600-800KPa，温度140-150℃条件下压合8-10min；然后将压强升至900-1100KPa,温度升至150-160℃，继续压合8-10min；接着将压强升至1700-1900KPa,温度升至160-170℃，继续压合10-12min；再接着将压强升至2300-2500KPa,温度升至220-230℃，继续压合60-80min；最后将压强将至2000-2100KPa,温度将至155-165℃，继续压合20-30min。
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- 2021-11-11 CN CN202111335626.4A patent/CN114068794A/zh active Pending
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