[发明专利]一种低成本高可靠的LED陶瓷基板

说明书

技术领域：

本发明涉及半导体照明产品，更具体地说，涉及LED照明元件的基础构件——LED陶瓷基板。

背景技术：

现在应用低温共烧陶瓷技术(LTCC)制作的LED陶瓷封装基座(也称LED陶瓷封装支架)，具有高导热、高可靠、高稳定度等特点，代表高功率LED封装基板的发展趋势。

其制作工艺流程包括：制备生瓷带，打孔、浆料填孔、印电极、叠片、等静压、热切、烧结等工艺。

LTCC陶瓷封装基座具有低的热膨胀系数(CTE)，可与LED芯片良好匹配；同时银浆填充在导热孔中与陶瓷共烧形成高热导率的银柱，极大的提高了LED发光芯片的散热效率，加上陶瓷固有的耐热耐湿特性，因此LTCC陶瓷基座是一种优良的LED封装材料。

现有的制造工艺中采用高含银量的银浆用于通孔填料、内电极和焊盘印刷，存在缺陷：

1.成本较高，银属于稀有金属，资源有限，非常不利于LED的推广。

2.金属银具有天然的银离子迁移现象，容易引起电极间短路而失效。在银浆中引入10～20％金属钯可以有效减轻银迁移现象，但成本更高。因此用贱金属代替银势在必行。

发明内容：

本发明用铜浆替代银浆，用于通孔填料、印刷内电极和焊盘；所用的铜浆，是以纳米或微米级的铜粉颗粒与玻璃粉、有机黏合剂混合而成，并在烧结过程采用氮气保护工艺措施，克服了铜浆在烧结过程中易氧化的困难，使铜浆替代银浆得以实现。

银的热导率为429W/mk，是自然界热导率最高的金属，铜的热导率为401W/mk，是与银热导率最接近的金属，用铜替代银可以大幅度降低成本，且资源充足；同时铜没有象银一样的离子迁移现象。可以有效解决上述的两个缺陷。

附图说明：

附图名称：LED封装基板的典型结构

附图标注：(1)陶瓷基板(2)陶瓷反射杯(3)LED芯片(4)金丝(5)内电极(6)导热通孔(7)导电通孔(8)焊盘

具体实施方式：

以下结合附图说明发明的具体实施方式：如附图所示，在陶瓷基板(1)上，经打孔形成导热通孔(6)和导电通孔(7)，再用铜浆填充通孔；经印电极工序形成内电极(5)和焊盘(8)；再经叠片、等静压、热切、烧结等工序形成完整的LED封装基板。附图中，陶瓷反射杯(2)叠加在陶瓷基板(1)上，内电极(5)通过金丝(4)连接到芯片(3)

填充通孔和印电极所用的铜浆，是以纳米或微米级的铜粉颗粒与玻璃粉、有机黏合剂混合而成，为防止烧结时有机黏合剂挥发后铜粉被空气氧化，烧结过程在氮气氛保护中完成。

用铜浆替代银浆的工艺流程中，制备生瓷带、打孔、浆料填孔、印电极、叠片、等静压、热切等工艺均与现有LTCC工艺相同，烧结及后续工序有所不同：银浆在空气中可直接烧结，而铜浆必须在氮气氛保护中烧成。

烧结后可经过化学镀或者电镀的方法在铜表面镀Sn、Ag、Au等，以适应芯片固晶、焊线及SMT工艺。