TW201328460A - 陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法及導電膠組成物 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法及導電膠組成物，解決習知方式經濟效益較差以及品質不佳的缺失；本發明方法之步驟包括：A.以包含有一第ㄧ平面及至少ㄧ凹陷區域之一陶瓷基板為工件，前述凹陷區域係自該第ㄧ平面凹陷，且前述凹陷區域包含有ㄧ較低的第二平面，及ㄧ連接於該第ㄧ平面與第二平面之間的銜接面；B.以一塗佈件作為附著加工之施工工具，該塗佈件包含有在加工時移向該銜接面與第二平面之ㄧ供膠端，該供膠端在加工時具有對應上述銜接面與第二平面之形狀；C.由該供膠端供給ㄧ導電膠，使該導電膠附著於該銜接面與第二平面之預設位置，形成ㄧ導電層；本發明可快速在銜接面與第二平面上成型導電層。

Description

陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法及導電膠組成物

　　本發明係有關於一種陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法及導電膠組成物，特別是指可在陶瓷基板上呈漸縮的凹陷區域直接印刷導電層之曲面印刷方法，以及配合使用之導電膠組成物。

　　LED具有發光亮度高、使用壽命長、省能及環保之優點，因此世界各國皆極力推廣LED照明，但是高效率的LED照明設備目前仍存在有價格過高及散熱不佳的問題。

　　因此在中華民國新型專利第M366013號提出「發光二極體燈具模組」；其利用直接將LED晶粒設置在散熱基座的方式提高散熱效率，並使LED晶粒位在一基板的透孔中，但是LED晶粒設置在基板的透孔中，當透孔周緣的內面呈垂直基座時，LED晶粒發光會因為透孔周緣之垂直內面的影響，會有假影現象產生，導致發光面不均勻，因此為了避免假影現象，透孔周緣的內面通常會設置成漸擴的斜面。

　　如第九圖所示，又為了因應打線需求，吾人在基板（F）的斜面（F1）上再延伸設置一平面（F2），並於基板（F）之斜面（F1）及平面（F2）上印刷一層連接基板（F）表面網印層（F3）的導電層（F4），在打線製程時，直接將導電線（G）連接在基板（F）之平面（F2）及LED晶粒（H）上，LED晶粒（H）則是以散熱膠（I）黏固在基座（J）上。

　　但是此種方式又面臨有以下困難：

　　通常我們會以網印方式在基板（G）表面印刷網印層（G3），但網印方式無法在斜面（G1）及平面（G2）上印刷導電層（G4），所以導電層（G4）的成型方式一般是以濺鍍法或噴霧法製成；其中濺鍍法雖然可以成型品質佳的導電層（G4），但其製程速度太慢，影響LED發光件產出數量，間接造成LED發光件價格過高，而噴霧法利用將液體狀的導電物質噴在前述斜面（G1）及平面（G2）上，此種方式因為液體狀導電物質容易發生沈澱，有時容易使噴頭發生阻塞，且液體狀導電物質在斜面（G1）及平面（G2）上時又因為流動性高，會有暈開的現象，導致導電層（G4）的品質不佳。

　　有鑑於習知技術在「具有高低差表面」型態的透孔內面印刷導電層具有上述缺失，本發明提出一種陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，用以解決上述缺失。

　　本發明之步驟包括有：

　　A.以包含有一第ㄧ平面及至少ㄧ凹陷區域之一陶瓷基板為工件，前述凹陷區域係自該第ㄧ平面凹陷，且前述凹陷區域周緣包含有ㄧ較低的第二平面，及ㄧ連接於該第ㄧ平面與第二平面之間的銜接面；B.以一塗佈件作為附著加工之施工工具，該塗佈件包含有在加工時移向該銜接面與第二平面之ㄧ供膠端，該供膠端在加工時具有對應上述銜接面與第二平面之形狀；C.由該供膠端供給ㄧ導電膠，使該導電膠附著於該銜接面與該第二平面之預設位置，形成ㄧ導電層。

　　進一步，前述導電膠成份包括有重量百分比介於55％至75％之金屬粉末，重量百分比介於20％至40％之膠狀基材，重量百分比介於1％至2％之分散劑，以及重量百分比介於4％至6％之玻璃。在步驟C中，並將該陶瓷基板進行烘烤，使前述導電層固化，烘烤過程中，當前述烘烤溫度介於100℃至300℃時，導電膠(3)之膠狀基材係先氣化，當烘烤溫度到達500℃至1000℃時，導電膠(3)中之玻璃係熔融而附著於陶瓷基板(1)。

　　進一步，在該陶瓷基板上加工成型前述導電層之前，預先在該第一平面上附著有一平面導電層，並使前述銜接面之導電層連接該平面導電層。

　　進一步，該供膠端在加工時更包含有對應該第一平面之形狀，藉以同步在該第一平面、銜接面與第二平面形成該導電層。

　　進一步，該塗佈件內部中空並置入該導電膠，該供膠端上則有複數噴孔連通該塗佈件內部，使該供膠端接近該陶瓷基板，在前述供膠端與該銜接面及第二平面之間相距一工作間隙，例如0.2微米，再透過一工作壓力將該導電膠由前述噴孔噴出附著於該陶瓷基板上。

　　進一步，該塗佈件之供膠端為軟質可變形，預先在該供膠端沾黏導電膠，並將該供膠端接觸該陶瓷基板，利用壓印方式使該導電膠附著於該陶瓷基板。

　　進一步包括有步驟D：將前述陶瓷基板電鍍處理，在前述導電層上鍍上一金屬層。

　　進一步，前述銜接面為斜面、內凹之弧面或是不規則表面任一種。

　　配合上述方法，本發明亦提供一種導電膠組成物，包括有重量百分比介於55％至75％之金屬粉末，重量百分比介於20％至40％之膠狀基材，重量百分比介於1％至2％之分散劑，以及重量百分比介於4％至6％之玻璃。

　　進一步，該金屬粉末為銀粉或銅粉；該膠狀基材為環氧樹脂或石蠟；該分散劑為亞麻油或甲基纖維酵素。

　　本發明具有下列功效：

　　1.利用曲面印刷的方式至少在銜接面及第二平面上印刷導電層，具有印刷速度快、經濟效益佳的優點。

　　2.配合供膠端的設計，可進一步同時在第一平面、銜接面及第二平面上成型導電層。

　　3.本發明之方法利用前述導電膠，其為膠狀物質且混合型態均勻，利用膠狀物質之流體流動性差的特性，可以在銜接面成型品質較佳的導電層，並且具有導電層之形狀容易控制的優點。

　　綜合上述技術特徵，本發明之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法及導電膠組成物的主要功效可在下述實施例清楚呈現。

　　本發明第一實施例請參閱第一圖所示，本實施例之步驟包括有：

　　A.以一陶瓷基板(1)為工件，該陶瓷基板(1)包含有一第ㄧ平面(11)及至少ㄧ凹陷區域(12)，前述凹陷區域(12)係自該第ㄧ平面(11)凹陷，且前述凹陷區域(12)周緣包含有ㄧ較低的第二平面(13)，及ㄧ連接於該第ㄧ平面(11)與第二平面(13)之間的銜接面，本實施例該銜接面為斜面(14)，首先在該陶瓷基板(1)之第一平面(11)上先以網印方式印刷出一平面導電層(15)，並且前述平面導電層(15)是包括有正、負極不相交之平面導電層(15) [請配合參閱第二圖及第三圖所示]。

　　B.以硬材質製成之一塗佈件(2)作為附著加工之施工工具，該塗佈件(2)內部中空並注入有導電膠(3)，使該塗佈件(2)具有一供膠端(21)，該供膠端(21)具有對應上述斜面(14)與第二平面(13)之形狀，並在該供膠端(21)上設置有複數噴孔(211)連通該塗佈件(2)內部，加工時將該供膠端(21)移向該斜面(14)與第二平面(13)，使該供膠端(21)朝向前述斜面(14)與第二平面(13)。前述供膠端(21)與該斜面(14)及第二平面(13)之間係相距有一工作間隙，例如0.2μm，該工作間隙即為導電膠(3)預設之披覆厚度。

　　C.透過一工作壓力(P)將該導電膠(3)由前述噴孔(211)噴出附著於該斜面(14)與該第二平面(13)之預設位置，藉以披覆各代表正、負極之一導電層(16)，披覆過程中使該斜面(14)之導電層（13）各別連接前述代表正、負極之平面電極層(15)[請配合參閱第二圖及第三圖所示]，再將該陶瓷基板(1)進行烘烤，使前述導電層(16)固化。

　　前述導電膠(3)成份包括有重量百分比介於55％至75％之金屬粉末[例如銀粉、銅粉]，重量百分比介於20％至40％之膠狀基材[例如是環氧樹脂或石蠟]，重量百分比介於1％至2％之分散劑[例如亞麻油或甲基纖維酵素]，以及重量百分比介於4％至6％之玻璃；前述導電膠(3)是混合均勻的膠狀物質，膠狀物質之流體流動性較差，可在該斜面(14)及第二平面(13)成型品質較好的導電層(16)，且導電層(16)之形狀易控制。烘烤過程中，當前述烘烤溫度介於100℃至300℃時，導電膠(3)之膠狀基材係先氣化，當烘烤溫度到達500℃至1000℃時，導電膠(3)中之玻璃係熔融而附著於陶瓷基板(1)，利用此方式可快速在斜面(14)及第二平面(13)上成型並固定該導電層（13）。

　　D.將該陶瓷基板(1)電鍍處理，而在前述平面導電層(15)及導電層(16)之上鍍上一金屬層(17)，電鍍材料可使用金、銀、銅或其合金任一種，藉以增加導電性，例如導電層(16)之材質為銅，則可以在導電層(16)上電鍍一導電性較佳之銀，但如果導電層(16) 之材質已具備良好導電性，則本電鍍程序可以省略。之後將該陶瓷基板(1)固定於一基座(A)上，並利用一散熱膠(B)將一LED晶粒(C)黏固於該基座(A)上，且使該LED晶粒(C)位在前述陶瓷基板(1)之凹陷區域(12)中，再進行打線處理將二條分別代表正、負極之導電線(D)連接在該第二平面(13)的導電層(16)及前述LED晶粒(C)上，完成完整的導電線路，最後再進行封裝處理形成封裝層(E)，完成LED發光件的製作。

　　當該銜接面為不同傾斜狀態時，本發明方法可以藉由使該塗佈件之供膠端呈相對應之形狀，而能夠快速的在銜接面上成型品質佳的導電層(16)，例如第四圖中所示，該銜接面為內凹之弧面(14A)，該塗佈件(2A)之供膠端(21A)亦具有相對應形狀；或者如第五圖所示，該銜接面為不規則表面(14B)，該塗佈件(2B)之供膠端(21B)亦具有相對應形狀。

　　本發明第二實施例請參閱第六圖所示，與第一實施例不同之處在於，該塗佈件(2C)之供膠端(21C)進一步包含有對應該第一平面(11)之形狀，因此加工時可同步在該第一平面(11)、斜面(14)與第二平面(13)上形成一導電層(16A)。

　　本發明第三實施例請參閱第七圖及第八圖所示，其中該塗佈件(2D)(2E)之供膠端(21D)(21E)為軟質可變形，預先在該供膠端(21D)(21E)沾黏導電膠(3)，並將該供膠端(21D)(21E)接觸該陶瓷基板(1)，利用壓印方式使該導電膠(3)附著於該陶瓷基板(1)。

　　綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

(1)．．．陶瓷基板

(11)．．．第一平面

(12)．．．凹陷區域

(13)．．．第二平面

(14)．．．斜面

(14A)．．．弧面

(14B)．．．不規則面

(15)．．．平面導電層

(16)．．．導電層

(17)．．．金屬層

(2)．．．塗佈件

(21)．．．供膠端

(2A)．．．塗佈件

(21A)．．．供膠端

(2B)．．．塗佈件

(21B)．．．供膠端

(2C)．．．塗佈件

(21C)．．．供膠端

(2D)．．．塗佈件

(21D)．．．供膠端

(2E)．．．塗佈件

(21E)．．．供膠端

(211)．．．噴孔

(3)．．．導電膠

(d)．．．工作間隙

(A)．．．基座

(B)．．．散熱膠

(C)．．．LED晶粒

(D)．．．導電線

(E)．．．封裝層

(F)．．．基板

(F1)．．．斜面

(F2)．．．平面

(F3)．．．網印層

(F4)．．．導電層

(G)．．．導電線

(H)．．．LED晶粒

(I)．．．散熱膠

(J)．．．基座

　　第一圖係為本發明方法之流程簡圖。

　　第二圖係為本發明第一實施例中，在陶瓷基板之斜面上成型導電層連接第一平面之平面導電層之立體外觀圖。

　　第三圖係為第二圖之上視圖。

　　第四圖係為本發明第一實施例中，在不同傾斜狀態的銜接面成型導電層之示意圖之一。

　　第五圖係為本發明第一實施例中，在不同傾斜狀態的銜接面成型導電層之示意圖之二。

　　第六圖係為本發明第二實施例中，以塗佈件之供膠端同步在陶瓷基板之第一平面、斜面與第二平面上形成導電層之示意圖。

　　第七圖係為本發明第三實施例中，以壓印方式在陶瓷基板之斜面與第二平面上形成導電層之示意圖。

　　第八圖係為本發明第三實施例中，以壓印方式在陶瓷基板之第一平面、斜面與第二平面上形成導電層之示意圖。

　　第九圖係為一種陶瓷基板為了打線需求，在透孔周緣之斜面延伸設置一平面之示意圖。

(1)．．．陶瓷基板

(11)．．．第一平面

(12)．．．凹陷區域

(13)．．．第二平面

(14)．．．斜面

(15)．．．平面導電層

(16)．．．導電層

(17)．．．金屬層

(2)．．．塗佈件

(21)．．．供膠端

(211)．．．噴孔

(3)．．．導電膠

(d)．．．工作間隙

(A)．．．基座

(B)．．．散熱膠

(C)．．．LED晶粒

(D)．．．導電線

(E)．．．封裝層

Claims (17)

1. 一種陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，步驟包括有：
   　　A.以包含有一第ㄧ平面及至少ㄧ凹陷區域之一陶瓷基板為工件，前述凹陷區域係自該第ㄧ平面凹陷，且前述凹陷區域周緣包含有ㄧ較低的第二平面，及ㄧ連接於該第ㄧ平面與第二平面之間的銜接面；
   　　B.以一塗佈件作為附著加工之施工工具，該塗佈件包含有在加工時移向該銜接面與第二平面之ㄧ供膠端，該供膠端在加工時具有對應上述銜接面與第二平面之形狀；
   　　C.由該供膠端供給ㄧ導電膠，使該導電膠附著於該銜接面與該第二平面之預設位置，形成ㄧ導電層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，其中前述導電膠成份包括有重量百分比介於55％至75％之金屬粉末，重量百分比介於20％至40％之膠狀基材，重量百分比介於1％至2％之分散劑，以及重量百分比介於4％至6％之玻璃。
3. 如申請專利範圍第2項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，在步驟C中進一步將該陶瓷基板進行烘烤，使前述導電層固化。
4. 如申請專利範圍第3項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，前述烘烤溫度介於100℃至1000℃之間，其中烘烤溫度介於100℃至300℃時，導電膠之膠狀基材係先氣化，當烘烤溫度到達500℃至1000℃時，導電膠中之玻璃係熔融而附著於陶瓷基板。
5. 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，在該陶瓷基板上加工成型前述導電層之前，預先在該第一平面上附著有一平面導電層，並使前述銜接面之導電層連接該平面導電層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，其中該供膠端在加工時進一步包含有對應該第一平面之形狀，藉以同步在該第一平面、銜接面與第二平面形成該導電層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，其中該塗佈件內部中空並置入該導電膠，該供膠端上則有複數噴孔連通該塗佈件內部，使該供膠端接近該陶瓷基板，在前述供膠端與該銜接面及第二平面之間相距一工作間隙，並透過一工作壓力將該導電膠由前述噴孔噴出附著於該陶瓷基板上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，其中該工作間隙為0.2微米。
9. 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，其中該塗佈件之供膠端為軟質可變形，預先在該供膠端沾黏導電膠，並將該供膠端接觸該陶瓷基板，利用壓印方式使該導電膠附著於該陶瓷基板。
10. 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，進一步包括步驟D：將前述陶瓷基板電鍍處理，在前述導電層上鍍上一金屬層。
11. 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，其中前述銜接面為斜面。
12. 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，其中前述銜接面為內凹之弧面。
13. 如申請專利範圍第1項所述之陶瓷基板漸縮凹陷區域之導電層附著加工方法，其中前述銜接面為不規則表面。
14. 一種導電膠組成物，包括有重量百分比介於55％至75％之金屬粉末，重量百分比介於20％至40％之膠狀基材，重量百分比介於1％至2％之分散劑，以及重量百分比介於4％至6％之玻璃。
15. 如申請專利範圍第14項所述之導電膠組成物，其中該金屬粉末為銀粉或銅粉。
16. 如申請專利範圍第14項所述之導電膠組成物，其中該膠狀基材為環氧樹脂或石蠟。
17. 如申請專利範圍第14項所述之導電膠組成物，其中該分散劑為亞麻油或甲基纖維酵素。