TWI782388B - 電路板、發光二極體（ｌｅｄ）照明系統及其製造方法 - Google Patents

電路板、發光二極體（ｌｅｄ）照明系統及其製造方法 Download PDF

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倫光 譚
智蛘 邢
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Abstract

本發明描述電路板、LED照明系統及製造方法。一電路板包含一陶瓷載體及在該陶瓷載體上之一主體。該主體包含介電層及完全穿過該等介電層之一厚度形成之狹槽。該等狹槽填充有一電介質材料。在各狹槽之與該陶瓷載體相對之一表面上提供一導電墊。

Description

電路板、發光二極體(LED)照明系統及其製造方法
本申請案涉及用於發光二極體(LED)陣列之陶瓷載體及增層載體。
精度控制照明應用可需要生產及製造小型可定址發光二極體(LED)照明系統。此等系統之較小大小可需要非習知組件及製程。
描述電路板、LED照明系統及製造方法。一電路板包含一陶瓷載體及在該陶瓷載體上之一主體。該主體包含介電層及完全穿過該等介電層之一厚度形成之通孔。該等通孔填充有一金屬材料。在各狹槽之與該陶瓷載體相對之一表面上提供一導電墊。
102:LED陣列
120:發射器
122:信道
200:電路板
202:陶瓷載體
204:電介質材料之層
206:通孔
208:金屬墊
212:主體
214:底表面
216:底表面
218:頂表面
220:頂表面
300:LED照明系統
302:阻焊層
304:發光二極體(LED)裝置
306:波長轉換層
308:半導體結構
310a:金屬接觸件
310b:金屬接觸件
400:車輛頭燈系統
402:電力線
404:資料匯流排
406:輸入濾波器及保護模組
408:匯流排收發器
410:感測器模組
412:LED直流電至直流電(DC/DC)模組
414:邏輯低壓差(LDO)模組
416:微控制器
418:主動頭燈
500:車輛頭燈系統
502:應用平台
504:線路
506:LED照明系統
508:LED照明系統
510:光學器件
512:光學器件
514:光束
514a:箭頭
514b:箭頭
516:光束
516a:箭頭
516b:箭頭
600:無線裝置
602:收發器
604:天線
606:揚聲器/麥克風
608:鍵台
610:顯示器/觸控墊
612:處理器
614:相機
616:記憶體
618:電源
700:無線裝置
720:殼體
740:透鏡
750:閃光燈
800:方法
802:步驟
804:步驟
806:步驟
808:步驟
810:步驟
900A:結構
900B:結構
900C:結構
900D:結構
900E:結構
900F:結構
900G:結構
900H:結構
900I:結構
900J:結構
900K:結構
900L:結構
900M:結構
900N:結構
900O:結構
900P:結構
900Q:結構
902a:陶瓷載體
902b:陶瓷載體
904:黏合劑
906a:金屬材料層
906b:金屬材料層
908a:膜
908b:膜
910a:圖案
910b:圖案
911a:開口
911b:開口
912a:第一金屬墊
912b:第一金屬墊
914a:電介質材料
914b:電介質材料
916a:通孔
916b:通孔
918a:金屬材料
918b:金屬材料
920a:膜
920b:膜
922a:第二金屬墊
922b:第二金屬墊
D1:距離
t1:厚度
w1:寬度
w2:寬度
w3:寬度
w4:寬度
可從結合隨附圖式藉由實例給出之以下描述獲得一更詳細理解，其中：圖1係一實例LED陣列之一俯視圖；圖2係一實例電路板之一橫截面視圖；圖3係併入圖2之電路板之一實例LED照明系統之一橫截面 視圖；圖4係併入圖3之LED照明系統之一實例車輛頭燈系統之一圖；圖5係另一實例車輛頭燈系統之一圖；圖6係一實例無線裝置之一方塊圖；圖7係另一實例無線裝置之一後視圖；圖8係製造一LED照明系統(諸如圖3之LED照明系統)之一實例方法之一流程圖；及圖9A、圖9B、圖9C、圖9D、圖9E、圖9F、圖9G、圖9H、圖9I、圖9J、圖9K、圖9L、圖9M、圖9N、圖9O、圖9P及圖9Q係製造方法中之各種階段之LED照明系統之橫截面視圖。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2020年1月7日申請之美國臨時申請案第62/958,058號及2020年3月30日申請之歐洲專利申請案第20166601.3號之權利，該等案之內容以引用的方式併入本文中。
下文中將參考隨附圖式更充分描述不同光照明系統及/或發光二極體(「LED」)實施方案之實例。此等實例並非相互排斥，且一個實例中找到之特徵可與一或多個其他實例中找到之特徵組合以達成額外實施方案。因此，將理解，隨附圖式中所展示之實例僅出於闡釋性目的而提供，且其等並不意欲以任何方式限制本發明。在各處，相同符號大體指代相同元件。
將理解，儘管術語第一、第二、第三等可在本文中用於描 述各種元件，然此等元件不應被此等術語限制。此等術語可用於將元件彼此區分。例如，在不背離本發明之範疇之情況下，一第一元件可被稱為一第二元件，且一第二元件可被稱為一第一元件。如本文中使用，術語「及/或」可包含相關聯列出項目之一或多者之任一者及全部組合。
將理解，當一元件(諸如一層、區或基板)被稱為在另一元件「上」或「延伸至」另一元件上時，其可直接在該另一元件上或直接延伸至該另一元件上或亦可存在中介元件。相比之下，當一元件被稱為「直接在」另一元件上或「直接延伸至」另一元件上時，可不存在中介元件。亦將理解，當一元件被稱為「連接」或「耦合」至另一元件時，其可直接連接或耦合至該另一元件及/或經由一或多個中介元件連接或耦合至該另一元件。相比之下，當一元件被稱為「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，該元件與該另一元件之間不存在中介元件。將理解，此等術語旨在除圖中所描繪之任何定向之外亦涵蓋元件之不同定向。
諸如「下方」、「上方」、「上」、「下」、「水平」或「垂直」之相對術語可在本文中用於描述如圖中繪示之一個元件、層或區與另一元件、層或區之一關係。將理解，此等術語意欲涵蓋除圖中描繪之定向以外的不同裝置定向。
此外，LED、LED陣列、電組件及/或電子組件是否容置於一個、兩個或兩個以上電子器件板上亦可取決於設計約束及/或應用。
半導體發光器件(LED)或光學功率發射器件(諸如發射紫外線(UV)或紅外線(IR)光學功率之器件)係當前可用之最高效光源之一。此等裝置(下文中「LED」)可包含發光二極體、諧振腔發光二極體、垂直腔雷射二極體、邊緣發射雷射或類似物。歸因於其等之緊湊大小及較低功率 要求，例如，LED可為許多不同應用之受矚目候選。例如，其等可用作手持式電池供電裝置(諸如相機及蜂巢式電話)之光源(例如，閃光燈及相機閃光燈)。其等亦可用於例如汽車照明、抬頭顯示器(HUD)照明、園藝照明、街道照明、視訊火炬、一般照明(例如，家庭、商店、辦公室及工作室照明、劇場/舞台照明及建築照明)、擴增實境(AR)照明、虛擬實境(VR)照明、作為顯示器及IR光譜儀之背光。一單一LED可提供亮度小於一白熾光源之光且因此多接面裝置或LED陣列(諸如單片LED陣列、微型LED陣列等)可用於其中期望或需要更多亮度之應用。
圖1係一例示性LED陣列102之一俯視圖。在圖1中繪示之實例中，LED陣列102係發射器120之一陣列。LED陣列可用於任何應用，諸如需要LED陣列發射器之精度控制之應用。LED陣列102中之發射器120可個別地定址或可以群組/子集定址。
亦在圖1中展示LED陣列102之一3x3部分之一分解視圖。如3x3部分分解視圖中展示，LED陣列102可包含各具有一寬度w1之發射器120。在實施例中，寬度w1可為約100μm或更小(例如，30μm)。發射器120之間的信道122可為一寬度w2寬。在實施例中，寬度w2可為約20μm或更小(例如，5μm)。信道122可在相鄰發射器之間提供一氣隙或可含有其他材料。從一個發射器120之中心至一相鄰發射器120之中心之一距離d1可為約120μm或更小(例如，30μm)。將理解，本文中提供之寬度及距離僅係實例且實際寬度及/或尺寸可變化。
將理解，儘管在圖1中展示配置成一對稱矩陣之矩形發射器，然任何形狀及配置之發射器適用於本文中描述之實施例。例如，圖1之LED陣列102可包含呈任何適用配置之超過20,000個發射器，諸如一 200x100矩陣、一對稱矩陣、一非對稱矩陣或類似物。亦將理解，多組發射器、矩陣及/或板可以任何適用格式配置以實施本文中描述之實施例。
如上文提及，LED陣列(諸如LED陣列102)可包含具有細微間距及行距之發射器。諸如此之一LED陣列可被稱為一微型LED陣列或簡稱為一微型LED。一微型LED可包含設置於一基板上之個別發射器之一陣列或可為劃分為形成發射器之片段之一單一矽晶圓或晶粒。後一類型之微型LED可被稱為一單片LED。另外，此等陣列可需要顯著電力來為其等供電，諸如60瓦特或更多，且因此可在操作期間發射顯著熱。因此，針對此等陣列，需要可適應細微行距且提供足夠熱消散之一電路板。
本文中描述之實施例可提供一電路板、併入電路板之一LED照明系統及製造方法，其等可支援具有一細微行距之一LED陣列且可提供足夠熱消散以滿足此一LED陣列之熱要求。此等LED陣列及LED照明系統可用於各種應用中，包含(例如)相機閃光燈及車輛照明系統應用。
圖2係一電路板200之一橫截面視圖。在圖2中繪示之實例中，電路板200包含一陶瓷載體202。陶瓷載體202可具有一頂表面218及一底表面214。一主體212安置於陶瓷載體202之頂表面218上。主體212具有一頂表面220及一底表面216，並且底表面216安置於陶瓷載體202之頂表面218上。主體212可由一電介質材料之層204形成。形成穿過電介質材料之層204之若干通孔206。在實施例中，通孔完全穿過電介質材料之層204中一厚度(t1)形成。通孔206可用一金屬材料填充及/或鍍覆。在形成完全穿過電介質材料之層204之整個厚度之通孔的情況下，通孔206中之金屬與陶瓷載體202接觸。一金屬墊208可安置於各通孔206之與陶瓷載體202相對之一表面上。
通孔206可成對配置，以實現接觸LED裝置或發射器，其等各可包含一對金屬接觸件。在實施例中，通孔206可為微通孔或狹縫，並且可具有一寬度w3，並且相鄰通孔對之間的一間隔可具有一寬度w4。在實施例中，w3可在50μm至200μm之範圍內，並且w4可在20μm至200μm之一範圍中。通孔206之小寬度及通孔206之對之間的小間距可使電路板200能夠與一LED陣列(例如，圖1之LED陣列100)一起使用，並具有細微行距。
通孔206可用具有良好導熱率之一金屬材料填充及/或鍍覆。在實施例中，金屬材料可為一銅、銀或鎳材料。陶瓷載體202可由具有高導熱率及高電阻率之一材料形成。在實施例中，陶瓷載體202可由氮化鋁(AlN)、氧化鋯(ZrO2)或氧化鋁(Al2O3)形成。將此一材料用於陶瓷載體202使通孔206既能夠用於與導電墊208進行電連接，又能夠消散來自安裝於導電墊208上之任何LED陣列或半導體裝置之熱。換言之，當形成穿過電介質材料之層204之整個厚度之通孔206時，通孔206可將來自安裝於金屬墊208上之一LED陣列或其他半導體裝置之熱消散至陶瓷載體202，其可歸因於其高導熱率將熱快速消散至環境中。此外，因為陶瓷載體202具有良好電阻率，故其可防止通孔206彼此短路。
如上文提及，主體212可具有一厚度t1。在實施例中，厚度t1可在20μm至50μm之一範圍中。因此，厚度t1可保持相對薄以最小化由電路板促成之絕緣。
圖3係一LED照明系統300之一橫截面視圖，LED照明系統300包含圖2之電路板200，其上安裝有發光二極體(LED)裝置304之一陣列。儘管圖3中繪示之實例包含個別LED裝置304之一陣列，但本文描述 之實施例適用於任何類型之LED陣列(諸如圖1之LED陣列102)，其可為個別LED裝置之陣列或一單塊LED陣列，其包含劃分為形成發射器之區段之一單晶矽或晶粒。當使用一單塊LED陣列時，陣列中之各發射器可具有一對金屬接觸件，其等可電耦合至電路板上之對應金屬墊對(例如，經由焊料)。
在圖3繪示之實例中，各LED裝置304包含一半導體結構308，在半導體結構308上方之一波長轉換層306以及兩個金屬接觸件310a及310b。半導體結構可為在激發時發光之任何類型之半導體結構，並且可包含一或多個p型區域、n型區域及主動、發光區域。在實施例中，兩個接觸件310a及310b可分別為p型電極及n型電極。波長轉換層306可遠離於、接近於或在半導體結構308正上方。半導體結構308中之主動層在導通時將光發射至波長轉換層306中，並且波長轉換層306用於進一步修改由主動層發射之光之波長。波長轉換層306可包含任何冷光材料，諸如例如一透明或半透明黏結劑或基質中之磷光體粒子或一陶瓷磷光體元素，其吸收一個波長之光且發射一不同波長之光。
在圖3中繪示之實例中，各LED裝置304之各對接觸件310a及310b經電耦合(例如，經由焊料)至電路板200上之一對應金屬墊208對。在電路板200之頂表面220上之未由金屬墊208佔據之區域中提供一阻焊層302。在實施例中，阻焊層302可為保護電路板及/或反射光之任何層或類型之材料。
如上文提及，一LED照明系統(諸如圖3中繪示)可用於數種不同應用中，且在其中可期望緊密封裝之LED陣列及/或可個別定址之LED裝置或發射器之車輛頭燈系統及閃光燈應用中可尤其有用。圖4、圖 5、圖6及圖7係可併入LED照明系統(諸如圖3之LED照明系統300)之實例應用系統之圖。
圖4係可併入一LED照明系統(諸如圖3之LED照明系統300)之一實例車輛頭燈系統400之一圖。圖4中繪示之實例車輛頭燈系統400包含電力線402、一資料匯流排404、一輸入濾波器及保護模組406、一匯流排收發器408、一感測器模組410、一LED直流電至直流電(DC/DC)模組412、一邏輯低壓差(LDO)模組414、一微控制器416及一主動頭燈418。在實施例中，主動頭燈418可包含一LED照明系統，諸如圖3之LED照明系統300。
電力線402可具有從一車輛接收電力之輸入，並且資料匯流排404可具有輸入/輸出，藉由該等輸入/輸出可在車輛與車輛頭燈系統400之間交換資料。例如，車輛頭燈系統400可從車輛中之其他位置接收指令，例如開啟轉向信號燈或開啟頭燈之指令，並且可視需要將回饋發送至車輛中之其他位置。感測器模組410可通信地耦合至資料匯流排404，並且可向車輛頭燈系統400或車輛中與(例如)環境條件(例如，一天中的時間、下雨、起霧或環境光位準)、車輛狀態(例如，停車、運動、運動速度或運動方向)以及其他目標(例如，車輛或行人)的存在/位置相關之其他位置提供額外資料。與通信耦合至車輛資料匯流排之任何車輛控制器分離之一頭燈控制器亦可包含於車輛頭燈系統400中。在圖4中，頭燈控制器可為一微控制器，諸如微控制器(μc)416。微控制器416可通信地耦合至資料匯流排404。
輸入濾波器及保護模組406可電耦合至電力線402，並且可(例如)支援各種濾波器以減少傳導發射並提供功率抗擾性。另外，輸入濾 波器及保護模組406可提供靜電放電(ESD)保護，甩負載保護，交流發電機磁場衰減保護及/或反極性保護。
LED DC/DC模組412可耦合於濾波器及保護模組406與主動頭燈418之間，以接收經濾波之電力並提供一驅動電流以為主動頭燈418中之LED陣列中之LED供電。LED DC/DC模組412可具有在7伏與18伏之間的一輸入電壓，具有大約13.2伏之一標稱電壓，且其之一輸出電壓可比LED陣列之一最大電壓稍高(例如，0.3伏)(例如，由歸因於負載、溫度或其他因素引起之因素或局部校準及操作條件調整判定)。
邏輯LDO模組414可耦合至輸入濾波器及保護模組406，以接收經濾波電力。邏輯LDO模組414亦可耦合至微控制器414及主動頭燈418，以為主動頭燈418中之微控制器464及/或矽背板(例如，CMOS邏輯)提供電力。
匯流排收發器408可具有(例如)一通用異步接收器傳輸器(UART)或串列週邊介面(SPI)介面，並且可耦合至微控制器416。微控制器416可基於或包含來自感測器模組410之資料來轉換車輛輸入。經轉換之車輛輸入可包含可傳輸至主動頭燈模組418中之一影像緩衝器之一視訊信號。另外，微控制器416可在啟動期間載入預設影像圖框並測試開路/短路像素。在實施例中，一SPI介面可在CMOS中載入一影像緩衝器。影像圖框可為全圖框、差分或部分圖框。微控制器416之其他特徵可包含CMOS狀態(包含晶粒溫度以及邏輯LDO輸出)之控制介面監測。在實施例中，可動態地控制LED DC/DC輸出以最小化淨空。除了提供影像圖框資料之外，亦可控制其他頭燈功能，諸如與側標記或轉向信號燈結合使用及/或啟動日間行車燈。
圖5係另一實例車輛頭燈系統500之一圖。圖5所繪示之實例車輛頭燈系統500包含一應用平台502、兩個LED照明系統506及508以及光學器件510及512。兩個LED照明系統506及508可為LED照明系統(諸如圖3之LED照明系統300)，或可包含LED照明系統300加上圖4之車輛頭燈系統400中之所有其他模組中的一些。在後者實施例中，LED照明系統506及508可為車輛頭燈子系統。
LED照明系統508可發射光束514(圖5中展示為在箭頭514a與514b之間)。LED照明系統506可發射光束516(圖5中展示為在箭頭516a與516b之間)。在圖5中展示之實施例中，一次要光學器件510與LED照明系統508相鄰，且從LED照明系統508發射之光行進通過次要光學器件510。類似地，一次要光學器件512與LED照明系統512相鄰，且從LED照明系統512發射之光行進通過次要光學器件512。在替代實施例中，在車輛頭燈系統中不提供次要光學器件510/512。
在包含之情況下，次要光學器件510/512可為或包含一或多個光導。一或多個光導可為邊緣照亮的或可具有定義光導之一內部邊緣之一內部開口。LED照明系統508及506(或一車輛頭燈子系統之主動頭燈)可插入一或多個光導之內部開口中，使得其等將光注入至一或多個光導之內部邊緣(內部開口光導)或外部邊緣(邊緣照亮光導)中。在實施例中，一或多個光導可塑形由LED照明系統508及506以一所要方式發射之光，諸如例如具有一梯度、一倒角分佈、一窄分佈、一寬分佈、或一角分佈。
應用平台502可經由線路504向LED照明系統506及/或508提供電力及/或資料，線路504可包含圖4之電力線402及資料匯流排404中 之一或多者或一部分。一或多個感測器(其可為系統400中之感測器或其他額外感測器)可在應用平台502之外殼內部或外部。替代地或另外，如圖4之實例LED照明系統400中展示，各LED照明系統508及506可包含其自身之感測器模組、連接及控制模組、電源模組及/或LED陣列。
在實施例中，車輛頭燈系統500可表示具有可操縱光束之一汽車，其中可選擇性地啟動LED以提供可操縱光。例如，一LED陣列(例如，LED陣列102)可用於定義或投射一形狀或圖案或僅照明一道路之選定區段。在一實例實施例中，LED系統506及508內之紅外相機或偵測器像素可為感測器(例如，類似於圖4之感測器模組410中之感測器)，其識別需要照明之一場景之部分(例如，道路或人行橫道)。
圖6係一實例無線裝置600之一圖。在圖6中繪示之實例中，無線裝置600包含一處理器612、一收發器602、一天線604、一揚聲器/麥克風606、一鍵台608、一顯示器/觸控墊610、一記憶體616、一電源618及一相機614。
處理器612可為一通用處理器、一專用處理器、一習知處理器、一數位信號處理器(DSP)、一微處理器、與一DSP核心相關聯之一或多個微處理器、一控制器、一微控制器、一特定應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)電路、一積體電路(IC)、一狀態機及類似物。處理器612可耦合至且可從揚聲器/麥克風606、鍵台608、顯示器/觸控墊610及/或相機614接收使用者輸入資料。處理器612亦可將使用者資料輸出至揚聲器/麥克風606、鍵台608、顯示器/觸控墊610及/或相機614接收使用者輸入資料。另外，處理器612可從任何類型之適合記憶體(諸如記憶體616)存取資訊且將資料儲存於其中。處理器612可從電源618 接收電力且可經組態以將電力分佈及/或控制至無線裝置600中之其他組件。
處理器612亦可耦合至相機614。在實施例中，相機614可包含例如一影像感測器、讀出電路、一閃光燈模組及/或操作相機614所需之任何其他所需電路或控制件。在實施例中，閃光燈模組可包含一LED照明系統(諸如圖3之LED照明系統300)及一驅動器、一或多個感測器及/或操作閃光燈所需之任何其他電路或控制件。
圖7係展示相機614之更多細節之一無線裝置700之一後視圖。在圖7中繪示之實例中，無線裝置700包含一殼體720及一相機614。相機614包含一透鏡740，相機之影像感測器(圖7中未展示)可經由其擷取一場景之一影像。相機模組614亦可包含可包含一或多個LED陣列之一閃光燈750，該一或多個LED陣列可為一或多個LED照明系統(諸如圖3之LED照明系統300)之部分。
圖8係製造一LED照明系統(諸如圖3之LED照明系統300)之一實例方法800之一流程圖。圖9A、圖9B、圖9C、圖9D、圖9E、圖9F、圖9G、圖9H、圖9I、圖9J、圖9K、圖9L、圖9M、圖9N、圖9O、圖9P及圖9Q係製造方法中之各種階段之LED照明系統之橫截面視圖。在實施例中，具有更精細幾何結構之一高密度互連增層程序用於在陶瓷載體上增層電介質層。可使用各種電介質材料，諸如例如有機材料，或更特定言之，雙馬來醯亞胺三嗪(BT)樹脂。陶瓷載體(例如，AlN載體)可用作增層程序之骨架。
在圖8之實例方法800中，如上所述，第一金屬墊形成在一陶瓷載體(諸如AlN載體)上(802)。圖9A、圖9B、圖9C、圖9D、圖9E、圖 9F及圖9G在第一金屬墊之形成中之各種點處提供實例結構。
在實施例中，方法可用於同時製造多個電路板。例如，如圖9A中展示，可使用(例如)一黏合劑904將兩個陶瓷載體902a及902b彼此附接以形成一結構900A。在實施例中，黏合劑可為一膠帶或一臨時膠。在圖9A繪示之實例中，黏合劑904安置於一第一陶瓷載體902a與一第二陶瓷載體902b之間。儘管圖9A至圖9Q中之實例繪示同時製造多個電路板，但一般技術者將認識到，可使用一類似方法來製造一單一電路板(例如，藉由不接合兩個載體並且不對兩個載體執行處理)。
如圖9B中展示，一金屬材料906a及906b之一層可形成在第一載體902a及第二載體902b之外表面(例如，未接合在一起之表面)上。在實施例中，金屬層可藉由濺射形成。例如，可對結構900A執行銅濺射，以在載體902a及902b之外表面上形成銅之一薄膜。然而，一般技術者將理解，可使用其他方法及材料來在第一載體902a及第二載體902b之表面上形成金屬層。
如圖9C中展示，可在金屬層906a及906b之各者上形成一膜908a及908b以形成一結構900C。在實施例中，膜可為使用乾膜層壓形成之一乾膜，諸如一光阻劑。然而，一般技術者將理解，可使用其他方法(諸如旋塗)來在金屬層906a及906b之表面上形成膜908a及908b。
如圖9D中展示，結構900C可經歷一成像或光微影程序以移除膜908a及908b之部分以在膜中形成開口並形成一結構900D。在實施例中，此可藉由將諸如一玻璃圖案之一圖案910a及910b放置在結構900C上方並且將結構900C曝露於透過圖案發射之光(例如，紫外線(UV)光)執行。此可導致UV光照射在期望移除之膜908a及908b之部分上，或替代 地，照射在不會移除之膜908a及908b之部分上。
如圖9E中展示，可(例如)藉由將一顯影劑施加至結構900D上而移除膜908a及908b之期望部分。可使用不同類型之顯影劑。在實施例中，在圖9D中曝露於光之膜908a及908b之部分可變得對顯影劑可溶，或在圖9D中未曝露於光之膜908a及908b之部分可對顯影劑可溶。結構900D曝露於顯影劑可導致結構900E具有在膜908a及908b中形成之開口911a及911b。開口911a及911b可在圖2之電路板200中形成通孔206之一部分。
如圖9F中展示，膜908a及908b中之開口911a及911b可用一金屬材料填充及/或鍍覆以形成結構900F。在實施例中，開口延伸穿過整個膜908a及908b，並且使陶瓷載體902a及902b之對應區域曝露。開口911a及911b可用一金屬材料(例如，銅)鍍覆及/或以其他方式填充以形成金屬鍍覆及/或填充之開口912a及912b。
如圖9G中展示，可移除膜908a及908b之剩餘部分以及在其等下方之金屬層906a及906b之部分，並且第一金屬墊912a及912b保留在載體902a及902b上以形成一結構900G。例如，此可藉由剝離膜908a及908b之剩餘部分，且接著對金屬層906a及906b下方之部分執行銅或其他金屬蝕刻而執行。接著，所得面板可準備用於進一步之增層程序。
返回參考圖8，可在第一金屬墊上方形成一電介質材料之一層(804)。圖9H提供一實例結構900H，其展示在第一金屬墊912a及912b上方形成之電介質材料914a及914b之層。在實施例中，可將電介質材料層壓在第一金屬墊912a及912b上方，但一般技術者將理解，可使用其他方法，諸如模製。
可在第一金屬墊上方之電介質材料中形成通孔(806)。圖9I提供一實例結構900I，其展示形成在電介質材料914a及914b之層中之通孔916a及916b。在實施例中，通孔916a及916b可為微通孔或狹槽，並且可(例如)使用雷射燒蝕或鑽孔形成，不過一般技術者將理解可使用其他方法。通孔916a及916b可在圖2之電路板200中形成通孔206之另一部分。開口911a及911b以及通孔916a及916b組合在一起可形成穿過圖2中之介電層204之整個厚度t1形成之通孔206。
可用一金屬材料填充通孔(808)。圖9J繪示一實例結構900J，其展示形成用一金屬材料918a及918b填充之通孔916a及916b。在實施例中，可使用銅鍍層填充通孔，如展示，其可在電介質材料914a及914b以及通孔916a及916b之最外表面上保留一層金屬材料918a及918b。然而，一般技術者將理解，可使用其他技術來填充通孔916a及916b。
可在各通孔上形成一第二金屬墊，以(例如)在電路板之最外表面上形成金屬墊(810)。圖9K、圖9L、圖9M、圖9N、圖9O、圖9P及圖9Q在第二金屬墊之形成中之各種點處提供實例結構。
如圖9K中展示，類似於上文關於圖9C描述之程序，一膜920a及920b可形成在結構900J之最外表面上(例如，在金屬918a和918b上方)以形成一結構900K。在實施例中，膜可為使用乾膜層壓形成之一乾膜，諸如一光阻劑。然而，一般技術者將理解，可使用其他方法(諸如旋塗)來形成膜920a及920b。
如圖9L中展示，結構900K可經歷一成像或光微影程序以移除通孔916a及916b之間的區域中之膜920a及920b之部分以形成一結構900L。在實施例中，此可藉由將諸如一玻璃圖案之一圖案922a及922b放 置在結構900K上方並且將結構900K曝露於透過圖案發射之光(例如，紫外線(UV)光)執行。此可導致UV光照射在期望移除之膜920a及920b之部分上，或替代地，照射在不會移除之膜920a及920b之部分上。
如圖9M中展示，可(例如)藉由將一顯影劑施加至結構900L上而移除膜920a及920b之期望部分。可使用不同類型之顯影劑。在實施例中，在圖9L中曝露於光之膜920a及920b之部分可變得對顯影劑可溶，或在圖9L中未曝露於光之膜920a及920b之部分可對顯影劑可溶。結構900L曝露於顯影劑可導致結構900M具有在通孔916a及916b上方保留之膜920a及920b之部分。
如圖9N中展示，可移除在膜920a及920b之剩餘部分之間的金屬層918a及918b之部分以形成一結構900N。此可(例如)藉由銅或其他金屬蝕刻來執行。
如圖9O中展示，可移除膜920a及920b之剩餘部分以形成一結構900O。例如，此可藉由剝離膜920a及920b之剩餘部分執行。
如圖9P中展示，第二金屬墊922a及922b可設置於各金屬填充通孔918a及918b上。在實施例中，此可使用NiAu鍍層執行，不過一般技術者將認識到可使用其他方法及/或金屬材料。
如圖9Q中展示，在同時製造兩個電路板之實施例中，可分離兩個電路板。在圖9Q中僅展示分離之電路板900Q之一者。電路板接著可準備藉由(例如)將個別LED裝置或單塊陣列之金屬墊焊接至電路板之金屬墊922a及/或922b而附接個別LED裝置或單塊LED陣列。
在已詳細描述實施例之情況下，熟習此項技術者將瞭解，鑑於本描述，可在不脫離發明概念之精神之情況下修改本文中描述之實施 例。因此，不意欲將本發明之範疇限於所繪示且描述之特定實施例。
200:電路板
202:陶瓷載體
204:電介質材料之層
206:通孔
208:金屬墊
212:主體
214:底表面
216:底表面
218:頂表面
220:頂表面
t1:厚度
w3:寬度
w4:寬度

Claims (19)

  1. 一種電路板，其包括：一陶瓷載體；一主體，其在該陶瓷載體上，該主體包括：複數個介電層，複數個通孔(vias)，其等完全穿過該複數個介電層之一厚度而形成，該複數個通孔中之各者具有在50μm至200μm之一範圍中之一寬度，以及一金屬材料，其填充該複數個通孔；及一導電墊，其在該複數個通孔中之各者之與該陶瓷載體相對之一表面上。
  2. 如請求項1之電路板，其中該複數個通孔中之相鄰對(adjacent pair)以在20μm至200μm之一範圍中之一寬度間隔(spaced apart)。
  3. 如請求項1之電路板，其中該陶瓷載體包括氮化鋁(AlN)、氧化鋯(ZrO2)及氧化鋁(Al2O3)中之一者。
  4. 如請求項1之電路板，其中該金屬材料包括銅、銀及鎳中之一者。
  5. 如請求項1之電路板，其中該複數個介電層包括一有機電介質材料。
  6. 如請求項1之電路板，其中該複數個介電層具有一總厚度在20μm與50μm之一範圍中。
  7. 一種發光二極體(LED)照明系統，其包括：一電路板，其包括：一陶瓷載體，複數個介電層，其等在該陶瓷載體上，複數個通孔對，其等完全穿過該複數個介電層之一厚度形成，該複數個通孔對中之各者具有在50μm至200μm之一範圍中之一寬度，一金屬材料，其填充該複數個通孔對，及一導電墊，其在該複數個通孔對中之各通孔之與該陶瓷載體相對之一表面上；及一發光二極體(LED)陣列，其在該電路板上。
  8. 如請求項7之系統，其中該LED陣列係一單塊LED陣列，其包括：複數個發射器，及一對導電墊，其等電耦合至該複數個發射器中之各者。
  9. 如請求項8之系統，其中該電路板之該複數個導電墊對中之各者經電耦合至電耦合至該複數個發射器中之各者之該等導電墊對中之一各自者。
  10. 如請求項7之系統，其中該LED陣列包括複數個個別LED裝置，其等 各具有一對導電墊，並且該電路板之該複數個導電墊對之各者經電耦合至該複數個個別LED裝置之一者之該等導電墊對中之一各自者。
  11. 如請求項7之系統，其中該複數個通孔中之相鄰對以在20μm至200μm之一範圍中之一寬度間隔。
  12. 如請求項7之系統，其中該陶瓷載體包括氮化鋁(AlN)、氧化鋯(ZrO2)及氧化鋁(Al2O3)中之一者。
  13. 如請求項7之系統，其中該複數個介電層具有一總厚度在20μm與50μm之一範圍中。
  14. 一種製造一發光二極體(LED)照明系統之方法，該方法包括：將一第一陶瓷載體黏附至一第二陶瓷載體；在該第一陶瓷載體及該第二陶瓷載體上形成複數個第一金屬墊，在該複數個第一金屬墊之各者之間包含空間(spaces)；在該複數個第一金屬墊上方形成一電介質材料之一層，並填充該複數個第一金屬墊之各者之間的該等空間；在該電介質材料之該層中形成複數個通孔，該複數個通孔之一各自者係形成在在該複數個第一金屬墊之各者上方，其中該複數個通孔中之各者具有在50μm至200μm之一範圍中之一寬度；用一金屬材料填充該複數個通孔；及在該複數個通孔之各者上方形成一第二金屬墊。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包括在該形成該複數個第一金屬墊，該形成該電介質材料之該層，該形成該複數個通孔，該填充該複數個通孔且該形成該第二金屬墊之後，將該第一陶瓷載體與該第二陶瓷載體分離。
  16. 如請求項14之方法，其中該形成該複數個第一金屬墊包括：在該陶瓷載體上方形成一金屬層；在該金屬層上方形成一光阻層；移除對應於該等第一金屬墊之區域中之該光阻層之部分，以形成複數個腔；用該金屬材料填充該複數個腔；及移除該光阻層之所有剩餘部分。
  17. 如請求項14之方法，其中該複數個通孔中之相鄰對以在20μm至200μm之一範圍中之一寬度間隔。
  18. 如請求項14之方法，其進一步包括將個別LED裝置焊接至該等第二金屬墊上。
  19. 如請求項14之方法，其進一步包括將一單塊LED陣列焊接至該等第二金屬墊上。
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