TWI648882B - 發光二極體載具及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種發光二極體載具，其包含一陶瓷基板、一銅電路層、一銅電極層及一金覆層。銅電路層佈設在陶瓷基板的一表面。銅電極層覆蓋銅電路層之僅一部分。絕緣反光結構覆蓋基板以及銅電路層的其餘部分，絕緣反光結構之表面與銅電極層之表面齊平。金覆層完全覆蓋銅電極層之表面，金覆層凸出絕緣反光結構之表面且金覆層之邊界與銅電極層之邊界重合。

Description

發光二極體載具及其製造方法

本發明係有關於發光二極體，特別是一種發光二極體載具及其製造方法。

由於發光二極體晶粒的體積微小，無法直接藉由導線導接至電源。因此發光二極體晶粒一般設置在發光二極體支架上，發光二極體支架佈設有電路，其電路中具有電極供設置發光二極體晶粒且藉此電性接至電源。在傳統的製程中，電路及電極為銅製成，為了使光二極體與電極之間有效電性連接，一般在電極上電鍍銀覆層，銀覆層導電性佳且價格不貴。由於電極皆為成對配置，各對電極的二電極之間的間距相當狹窄，當發光二極體支架置入錫爐進行焊接作業時，錫爐中的高溫作業環境，易造成相鄰的電極之銀鍍層中的銀離子遷移而短路，因此致使LED而損壞。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人改良之目標。

本發明係有關於發光二極體，特別是一種發光二極體載具及其製造方法。

本發明提供一種發光二極體載具，其包含一陶瓷基板、一銅電路層、一銅電極層及一金覆層。銅電路層佈設在陶瓷基板的一表面。銅電極層覆 蓋銅電路層之僅一部分。絕緣反光結構覆蓋基板以及銅電路層的其餘部分，絕緣反光結構之表面與銅電極層之表面齊平。金覆層完全覆蓋銅電極層之表面，金覆層凸出絕緣反光結構之表面且金覆層之邊界與銅電極層之邊界重合。

本發明的發光二極體載具，其銅電路層之厚度小於銅電極層之厚度。銅電極層形成一對電極，陶瓷基板上形成圍繞電極的一擋牆且絕緣反光結構位在擋牆所圍設成的區域之內。銅電路層形成擋牆。銅電路層形成相互分離的複數電路區塊且擋牆的至少一部分與擋牆的其餘部分分別形成在不同的各電路區塊之內。銅電路層形成相互分離的複數電路區塊，成對的各電極分別配置在不同的各電路區塊之內，成對的電極緊鄰且相互分離配置。絕緣反光結構包含二氧化矽及二氧化鈦的其中之一。

本發明的發光二極體載具，可以更包含圍繞擋牆的一燈杯。

本發明另提供一種發光二極體載具的製造方法，其包含步驟：提供一陶瓷基板；在陶瓷基板的一表面上電鍍佈設一銅電路層；在銅電路層的表面上電鍍佈設一銅電極層，且銅電極層僅覆蓋銅電路層之一部分；在陶瓷基板上覆蓋一絕緣膠；使絕緣膠固化而形成一絕緣反光結構；將絕緣反光結構之表面去除至與銅電極層之表面齊平；在銅電極層的表面上化學鍍上一金覆層，金覆層完全覆蓋銅電極層的表面，金覆層凸出絕緣反光結構之表面且金覆層之邊界與銅電極層之邊界重合。

本發明的發光二極體載具的製造方法，其銅電路層之厚度小於銅電極層之厚度。銅電極層形成一對電極，陶瓷基板上形成圍繞該對電極的一擋牆，絕緣膠填注在擋牆所圍設成的區域之內。該擋牆可為光阻結構或銅電路層形成且可在形成絕緣反光結構後去除擋牆。銅電路層形成相互分離的複數電路 區塊且擋牆的至少一部分與擋牆的其餘部分分別形成在不同的各電路區塊之內。銅電路層形成相互分離的複數電路區塊，成對的電極分別配置在不同的各電路區塊之內，對電極緊鄰且相互分離配置。絕緣膠包含二氧化矽及二氧化鈦的其中之一。

本發明的發光二極體載具的製造方法，可以更包含一步驟：形成圍繞擋牆的一燈杯。

本發明的發光二極體載具的製造方法藉由化學鍍之方式在銅電極層的表面上鍍上一金覆層，其金覆層之化學性質較傳統的電鍍銀覆層穩定，而且化學鍍之作業成本遠小於電鍍。

10‧‧‧發光二極體

20‧‧‧導線

100‧‧‧陶瓷基板

101‧‧‧穿孔

200‧‧‧銅電路層

201a/201b/201c‧‧‧電路區塊

210/210a/210b‧‧‧擋牆

300‧‧‧銅電極層

310a/310b‧‧‧電極

400‧‧‧絕緣反光結構

500‧‧‧金覆層

600‧‧‧燈杯

a~h‧‧‧步驟

圖1係本發明第一實施例之發光二極體載具的製造方法之流程圖。

圖2至圖7係本發明第一實施例之發光二極體載具的製造方法之各步驟示意圖。

圖8至圖9係本發明第一實施例之發光二極體載具的各種使用方式之示意圖。

圖10至圖12係以本發明的發光二極體載具的製造方法製造另一形式的發光二極體載具之各步驟示意圖。

參閱圖1，本發明的第一實施例提供一種發光二極體載具的製造方法，其包含後述之步驟。

參閱圖1及圖2，首先，於步驟a中提供一陶瓷基板100。

參閱圖1至圖3，接續步驟a，於步驟b中在陶瓷基板100的至少其中一表面上電鍍佈設一銅電路層200，當銅電路層200分別佈設在陶瓷基板100的二面時可以在陶瓷基板100設置穿孔101供銅電路層200附著在穿孔101的內壁，藉此電性連接佈設在陶瓷基板100二面上的銅電路層200。在本步驟中，銅電路層200的最外側部分形成一擋牆210而圍繞銅電路層200的其餘部分，但本發明不以此為限，擋牆210也可以是由另外在陶瓷基板100上設置的光阻結構所構成。銅電路層200中形成相互分離的複數電路區塊201a/201b，各電路區塊201a/201b內各處相互電性連接，各電路區塊201a/201b之間則相互分離絶緣。

參閱圖1及圖4，接續步驟b，於步驟c中在銅電路層200的表面上電鍍佈設一銅電極層300，銅電極層300僅覆蓋銅電路層200之一部分且銅電路層200之厚度小於銅電極層300之厚度。銅電極層300形成一對電極310a/310b，且前述的擋牆210圍繞此對電極310a/310b。此對電極310a/310b中的各電極310a/310b分別配置在不同的各電路區塊201a/201b之內，此對電極310a/310b緊鄰且相互分離配置而相互絶緣。

參閱圖1及圖5，接續步驟c，於步驟d中在陶瓷基板100上覆蓋一絕緣膠，絕緣膠包含二氧化矽及二氧化鈦的其中之一。絕緣膠覆蓋銅電路層200的其餘部分；且絕緣膠填注在擋牆210所圍設成的區域之內。

接續步驟d，於步驟e中使絕緣膠固化而形成一絕緣反光結構400，本發明不限定其固化之手段，其可能為靜置乾燥固化、加熱固化或是照射紫外光固化等方式。絕緣反光結構400中包含二氧化矽及二氧化鈦的其中之一而能夠具有較佳的反射特性，因此除了用於各電路區塊201a/201b之間的絕緣用途，更可用於反射光線。

參閱圖1及圖6，接續步驟e，於步驟f中將絕緣反光結構400之表面去除至與銅電極層300之表面齊平，本發明不限定去除反光結構表面之手段，其可能為刨除或是研磨等方式

參閱圖1及圖7，接續步驟f，於步驟g中將銅電極層300浸入含有金離子的鍍液中而在銅電極層300的表面上以化學鍍之方式鍍上一金覆層500。銅電極層300完全裸露未被覆蓋，且鍍液中的金離子只附著在金屬表面，因此金覆層500完全覆蓋銅電極層300的表面且金覆層500之邊界與銅電極層300之邊界重合，即使得本方法所製成的光二極體載具具有金覆層500的範圍與銅電極層300的範圍重合之特徵。而且，絕緣反光結構400之表面至與銅電極層300之表面齊平，因此金覆層500凸出絕緣反光結構400之表面。在此步驟中也可以移除銅電路層200或是光阻結構所構成的擋牆210。

參閱圖7，本發明的發光二極體載具的製造方法所製成的發光二極體載具其成對的電極310a/310b用於設置一發光二極體10，發光二極體10跨接在此對電極310a/310b之間，由於此對電極310a/310b的二電極310a/310b分別位於不同的電路區塊201a/201b，當二電極310a/310b所在的各電路區塊201a/201b分別被加載不同電位的電壓即能夠使發光二極體10發光。

參閱圖8，於本實施例中，本發明的發光二極體載具的製造方法，可以視使用之需求更包含一步驟接續g的步驟h：形成圍繞擋牆210的一燈杯600以供填注螢光膠。

參閱圖7，於本實施例中，本發明的發光二極體載具的製造方法所製成的發光二極體載具之構詳述如後。本發明的發光二極體載具包含一陶瓷基板100、一銅電路層200、一銅電極層300及一金覆層500。銅電路層200佈設在 陶瓷基板100的一表面，銅電路層200形成一擋牆210且銅電路層200形成相互分離的複數電路區塊201a/201b。銅電極層300覆蓋銅電路層200之僅一部分且其銅電路層200之厚度小於銅電極層300之厚度，銅電極層300形成一對電極310a/310b，擋牆210圍繞此對電極310a/310b，成對的各電極310a/310b分別配置在不同的各電路區塊201a/201b之內，成對的電極310a/310b緊鄰且相互分離配置。絕緣反光結構400位在擋牆210所圍設成的區域之內，且絕緣反光結構400覆蓋基板以及銅電路層200的其餘部分，絕緣反光結構400之表面與銅電極層300之表面齊平。金覆層500完全覆蓋銅電極層300之表面，金覆層500凸出絕緣反光結構400之表面且金覆層500之邊界與銅電極層300之邊界重合，絕緣反光結構400包含二氧化矽及二氧化鈦的其中之一，因此除了用於各電路區塊201a/201b之間的絕緣用途，更可用於反射光線。

參閱圖8，本發明的發光二極體載具，可以更包含圍繞擋牆210的一燈杯600。其燈杯600內可供填注具有顏色的螢光膠以改變發光二極體10產生的光色。

於圖7或圖8所示的實施方式中，發光二極體10可以跨設在其相對應的二電極310a/310b之間，發光二極體10分別接觸相對應的各電極310a/310b上的金層而分別電性接相對應的各電極310a/310b。參閱圖9，發光二極體10也可以設置在其相對應的其中一電極310a上，並且藉由一導線20與相對應的另一電極310b電性連接。

參閱圖10至12，本發明的第二實施例提供一種發光二極體載具，其係藉由如第一實施例所述的發光二極體載具的製造方法所製成。本實施例與第一實施例之差別在於銅電極層300形成多對電極310a/310b。

銅電路層200形成相互分離的複數電路區塊201a/201b/201c且至少一部分擋牆210a與其餘部分擋牆210b分別形成在不同的各電路區塊201a/201b之內，各對電極310a/310b之中的二者分別配置在不同的電路區塊201a/201b/210c之內。因此前述相互分離的二部分擋牆210分別形成在不同的各電路區塊201a/201b之內而可用於分別電性連接各對電極310a/310b中的其中之一者而構成並聯電路。並且通過前述二部分的擋牆210a/210b分別加載不同電位的電壓源，以使各對電極310a/310b產生電位差。

本發明的發光二極體載具的製造方法藉由化學鍍之方式在銅電極層300的表面上鍍上一金覆層500，其金覆層500之化學性質較傳統的電鍍銀覆層穩定而能夠承受高溫的焊接作業環境，而且化學鍍之作業成本遠小於電鍍。得發明的發光二極體載具的製造方法所製成的光二極體載具具有金覆層500的範圍與銅電極層300的範圍重合之特徵。

相較於現有技術，若金覆層500的範圍在銅電極層300的範圍之內則必需要先設置遮罩銅電極層300中不需鍍金的部分再行鍍金；若金覆層500的範圍超出銅電極層300而含蓋了絶緣反光結構的一部分，除了需要設置遮罩以外更需要在絶緣反光結構的表面佈設種子層以使金離子能夠附著在絕緣反光結構400的表面。因此現有技術的鍍金手續繁複且成本高。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

Claims (17)

1. 一種發光二極體載具，包含：一陶瓷基板；一銅電路層，佈設在該陶瓷基板的一表面；一銅電極層，覆蓋該銅電路層之僅一部分；一絕緣反光結構，覆蓋該陶瓷基板以及該銅電路層的其餘部分，該絕緣反光結構之表面與該銅電極層之表面齊平；及一金覆層，完全覆蓋該銅電極層之表面，該金覆層凸出該絕緣反光結構之表面且該金覆層之邊界與該銅電極層之邊界重合；其中該銅電極層形成一對電極，該陶瓷基板上形成圍繞該對電極的一擋牆且該絕緣反光結構位在該擋牆所圍設成的區域之內。
2. 如請求項1所述的發光二極體載具，其中該銅電路層之厚度小於該銅電極層之厚度。
3. 如請求項1所述的發光二極體載具，其中該銅電路層形成該擋牆。
4. 如請求項3所述的發光二極體載具，其中該銅電路層形成相互分離的複數電路區塊且該擋牆的至少一部分與該擋牆的其餘部分分別形成在不同的各該電路區塊之內。
5. 如請求項4所述的發光二極體載具，其中該銅電路層形成相互分離的複數電路區塊，該對電極分別配置在不同的各該電路區塊之內，該對電極緊鄰且相互分離配置。
6. 如請求項1所述的發光二極體載具，其中該絕緣反光結構包含二氧化矽及二氧化鈦的其中之一。
7. 如請求項1所述的發光二極體載具，更包含圍繞該擋牆的一燈杯。
8. 一種發光二極體載具的製造方法，包含步驟：a)提供一陶瓷基板；b)在該陶瓷基板的一表面上電鍍佈設一銅電路層；c)在該銅電路層的表面上電鍍佈設一銅電極層，且該銅電極層僅覆蓋該銅電路層之一部分；d)在該陶瓷基板上覆蓋一絕緣膠；e)使該絕緣膠固化而形成一絕緣反光結構；f)將該絕緣反光結構之表面去除至與該銅電極層之表面齊平；及g)在該銅電極層的表面上化學鍍上一金覆層，該金覆層完全覆蓋該銅電極層的表面，該金覆層凸出該絕緣反光結構之表面且該金覆層之邊界與該銅電極層之邊界重合；其中該銅電極層形成一對電極，該陶瓷基板上形成圍繞該對電極的一擋牆，該絕緣膠填注在該擋牆所圍設成的區域之內。
9. 如請求項9所述的發光二極體載具的製造方法，其中該銅電路層之厚度小於該銅電極層之厚度。
10. 如請求項8所述的發光二極體載具的製造方法，其中該擋牆為光阻結構且在步驟f中去除該擋牆。
11. 如請求項8所述的發光二極體載具的製造方法，其中該銅電極層形成該擋牆。
12. 如請求項11所述的發光二極體載具的製造方法，其中在步驟f中去除該擋牆。
13. 如請求項8所述的發光二極體載具的製造方法，其中該銅電極層形成一對電極，該銅電路層形成圍繞該對電極的一擋牆且該絕緣膠填注在該擋牆所圍設成的區域之內。
14. 如請求項13所述的發光二極體載具的製造方法，其中該銅電路層形成相互分離的複數電路區塊且該擋牆的至少一部分與該擋牆的其餘部分分別形成在不同的各該電路區塊之內。
15. 如請求項13所述的發光二極體載具的製造方法，其中該銅電路層形成相互分離的複數電路區塊，該對電極分別配置在不同的各該電路區塊之內，該對電極緊鄰且相互分離配置。
16. 如請求項8所述的發光二極體載具的製造方法，其中該絕緣膠包含二氧化矽及二氧化鈦的其中之一。
17. 如請求項8所述的發光二極體載具的製造方法，更包含一步驟：形成圍繞該擋牆的一燈杯。