專利名稱：用于led面光源的陶瓷基板的表面處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，屬于LED封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode)作為一種新型光源產(chǎn)品，具有壽命長(zhǎng)、光效高、穩(wěn)定性高、安全性好、無汞、無輻射、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，正在各個(gè)領(lǐng)域中逐步取代傳統(tǒng)光源。使用陶瓷基板制作LED面光源具有散熱好、無眩光、發(fā)光均勻、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)，是封裝技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)方向之一。
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目前用于LED面光源的陶瓷基板大多采用氧化鋁或氧化鋁/氮化鋁復(fù)合陶瓷，基板上具有固定LED芯片和鍵合線區(qū)域，基板本身存在一定的光線透過率，在LED通電點(diǎn)亮?xí)r會(huì)有較多的光線透過基板后損失，因此采用陶瓷基板制備的LED面光源，在光效指標(biāo)上低于常見的直插式和貼片式封裝產(chǎn)品。目前產(chǎn)業(yè)界為提高陶瓷基板表面的反射率，常采用陶瓷基板表面鍍銀的工藝，但是在長(zhǎng)期工作的使用過程中，Ag層會(huì)被硫化，黑色的硫化銀會(huì)吸收LED發(fā)出的光，降低光效維持能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有的技術(shù)不足，提供一種用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，以增加基板反射率、提高光效和改善光衰減性能。本發(fā)明的用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，包括以下步驟
(1)用去離子水清洗表面具有固定LED芯片和鍵合線區(qū)域的陶瓷基板，然后在8(Tl2(TC溫度下烘干；
(2)在等離子清洗機(jī)中對(duì)步驟(I)得到的陶瓷基板進(jìn)行射頻處理，射頻功率為150 250W，Ar氣流量為20 35 SCCM，處理時(shí)間I 3min ；
(3)將硅膠、擴(kuò)散粉、抗沉淀粉和熒光粉以1:2飛0. oro. 08 :0. 02、. 15的重量比混合，在真空脫泡攪膠機(jī)中攪拌5"!Omin ；
(4)在經(jīng)步驟(2)處理的陶瓷基板上覆蓋掩模板，利用掩模板遮蓋住固定LED芯片和鍵合線區(qū)域，將步驟(3)得到的混合物涂布在有掩模板的陶瓷基板上；
(5)揭去掩模板，將陶瓷基板置于80 150°C的烘箱中烘烤2 5h，得到涂布了反光層的用于LED面光源的陶瓷基板。本發(fā)明中，所述的陶瓷基板可以為氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯和氧化硅中的一種或幾種。上述基板的表面也可以有鍍Ag層。本發(fā)明中，所述的擴(kuò)散粉可以是Ti02、Zr02、Al203和有機(jī)硅樹脂微球中的一種或幾種。本發(fā)明中，所述的抗沉淀粉為Si02、BaS04和CaCO3中的一種或幾種。本發(fā)明中，所述的熒光粉為釔鋁石榴石(YAG)、鋱鋁石榴石(TAG)、镥鋁石榴石(LuAG)、硅酸鹽、氮化物和氮氧化物中的一種或幾種。本發(fā)明中，所述的涂布可以采用絲網(wǎng)印刷、噴涂、輥涂或刷涂。本發(fā)明對(duì)陶瓷基板進(jìn)行表面處理，涂布反光層，可有效提高陶瓷基板的反射率，減少向下透過基板損失的光通量，提高LED面光源的光效，減少光衰減；反光層同時(shí)具有保護(hù)作用，提高LED面光源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；另外，反光層中添加了熒光粉，可充分利用芯片發(fā)出的藍(lán)光。


圖1為本發(fā)明處理后的陶瓷基板表面示意圖；圖中陰影部分為涂布反光層區(qū)域，空白區(qū)域I為固定芯片的位置，空白區(qū)域2為固定鍵合線的位置。圖2為實(shí)施例4的陶瓷基板制備成LED面光源的光衰減趨勢(shì)對(duì)比 圖3為實(shí)施例4的陶瓷基板制備成LED面光源的光通量變化對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
(1)用去離子水清洗表面具有固定LED芯片和鍵合線區(qū)域的氧化鋁陶瓷基板，然后在120°C烘箱中烘干30min ；
(2)在等離子清洗機(jī)中對(duì)步驟(I)得到的氧化鋁陶瓷基板進(jìn)行射頻處理，射頻功率為250W, Ar氣流量為20 SCCM,處理時(shí)間Imin ；
(3)將KER-2500(硅膠，日本信越化學(xué)產(chǎn))、Ti02、SiO2和YAG-04(黃色熒光粉，美國(guó)英特美產(chǎn))以1:5 :0. 08 :0. 15的重量比混合在一起，在真空脫泡攪膠機(jī)中攪拌IOmin ；
(4)在經(jīng)步驟(2)處理的氧化鋁陶瓷基板上覆蓋掩模板，利用掩模板遮蓋住固定LED芯片和鍵合線區(qū)域，將步驟(3)得到的混合物以絲網(wǎng)印刷的方式涂布在有掩模板的陶瓷基板上；
(5)揭去掩模板，得到如圖1所示的氧化鋁陶瓷基板，圖中陰影部分為涂布反光層區(qū)域，空白區(qū)域I為固定芯片的區(qū)域，空白區(qū)域2為固定鍵合線的區(qū)域。將氧化鋁陶瓷基板置于150°C的烘箱中烘烤2h，得到涂布了反光層的氧化鋁陶瓷基板，可用于制備LED面光源。實(shí)施例2
(1)用去離子水清洗表面具有固定LED芯片和鍵合線區(qū)域的氧化鋁/氮化鋁復(fù)合陶瓷基板，然后在80°C烘箱中烘干60min ；
(2)在等離子清洗機(jī)中對(duì)步驟(I)得到的氧化鋁/氮化鋁復(fù)合陶瓷基板進(jìn)行射頻處理，射頻功率為150W，Ar氣流量為35 SCCM，處理時(shí)間3min ；
(3)將0E-6650(硅膠，美國(guó)道康寧產(chǎn))、Zr02、Si02、Y4156 (綠色硅酸鹽熒光粉，美國(guó)英特美產(chǎn))和BR-102D(氮化物紅色熒光粉，日本三菱化學(xué)產(chǎn))以1:2 :0. 01 :0. 015 :0. 005的重量比混合在一起，在真空脫泡攪膠機(jī)中攪拌5min ；
(4)在經(jīng)步驟(2)處理的氧化鋁/氮化鋁復(fù)合陶瓷基板上覆蓋掩模板，利用掩模板遮蓋住固定LED芯片和鍵合線區(qū)域，將步驟(3)得到的混合物以噴涂的方式涂布在有掩模板的陶瓷基板上；(5)揭去掩模板，將陶瓷基板置于80°C的烘箱中烘烤5h，得到涂布了反光層的氧化鋁/氮化鋁復(fù)合陶瓷基板，可用于制備LED面光源。實(shí)施例3
(1)用去離子水對(duì)表面鍍Ag且具有固定LED芯片和鍵合線區(qū)域的的氮化鋁陶瓷基板表面進(jìn)行清洗，將表面清洗后的陶瓷基板在120°C烘箱中烘干45min ；
(2)在等離子清洗機(jī)中對(duì)步驟(I)得到的表面鍍Ag的氮化鋁陶瓷基板進(jìn)行射頻處理，射頻功率為200W，Ar氣流量為30 SCCM，處理時(shí)間2min ；
(3)將HK-Si5 40(硅膠，中國(guó)杭科光電產(chǎn))、Ti02、SiO2,Y36E (黃綠色鋁酸鹽熒光粉，臺(tái)灣奇美實(shí)業(yè)產(chǎn))和BR-102D(氮化物紅色熒光粉，日本三菱化學(xué)產(chǎn))以1:3. 5 :0. 05 0. 08 :0. 01的重量比混合在一起，在真空脫泡攪膠機(jī)中攪拌8min ；
(4)在經(jīng)步驟(2)處理的氮化鋁陶瓷基板上覆蓋掩模板，利用掩模板遮蓋住固定LED芯片和鍵合線區(qū)域，將步驟(3)得到的混合物以輥涂的方式涂布在有掩模板的陶瓷基板上；
(5)揭去掩模板，將氮化鋁陶瓷基板置于120°C的烘箱中烘烤3h，得到涂布了反光層的表面鍍Ag的氮化鋁陶瓷基板，可用于制備LED面光源。實(shí)施例4 應(yīng)用比較 例
選取480顆晶粒，隨機(jī)分成三組，每組160粒，按照4粒串聯(lián)4粒并聯(lián)的方式固晶、引線鍵合在氧化鋁陶瓷基板上，每組各十個(gè)。其中第一組為未進(jìn)行涂布工藝直接固晶、第二組為進(jìn)行涂布工藝但其中未添加熒光粉、第三組為涂布材料中包含熒光粉。具體如下
(I)取30片氧化鋁陶瓷基板用去離子水清洗、100°C烘干，并對(duì)氧化鋁陶瓷基板進(jìn)行等離子清洗，射頻功率為200W，清洗時(shí)間為2min。將第一組直接進(jìn)行固晶、鍵合金線、點(diǎn)膠、烘烤、測(cè)試，得到光通量數(shù)值，具體數(shù)據(jù)見表I。(2)對(duì)第二組進(jìn)行配膠，硅膠(KER-2500，日本信越化學(xué)產(chǎn))、Zr02粉、SiO2粉的重量比例為1:3 :0. 05，混合均勻，用噴涂方式使混合物均勻涂布于氧化鋁陶瓷基板上。150°C烘烤8h、固晶、鍵和金線、點(diǎn)膠、烘干、測(cè)試，得到光通量數(shù)值，具體數(shù)據(jù)見表I。(3)對(duì)第三組進(jìn)行配膠，硅膠(KER-2500，日本信越化學(xué)產(chǎn))、、ZrO2粉、SiO2粉、YAG-04 (美國(guó)英特美公司產(chǎn))的重量比例為1: 3 :0. 05 :0. 08，混合均勻，用噴涂方式使混合物均勻涂布于氧化鋁陶瓷基板上。150°C烘烤8h、固晶、鍵合金線、點(diǎn)膠、烘干、測(cè)試，得到光通量數(shù)值，具體數(shù)據(jù)見表I。 (4)對(duì)制備的氧化鋁陶瓷基板COB進(jìn)行通電點(diǎn)亮，定時(shí)測(cè)試，第一組經(jīng)IOOOh點(diǎn)亮后，光衰減8 %，第二組和第三組經(jīng)IOOOh點(diǎn)亮后，光衰減小于2 %。表I,第一、二、三組光通量①值(Im)
權(quán)利要求
1.一種用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，包括以下步驟 (1)用去離子水清洗表面具有固定LED芯片和鍵合線區(qū)域的陶瓷基板，然后在8(Tl2(TC溫度下烘干； (2)在等離子清洗機(jī)中對(duì)步驟(I)得到的陶瓷基板進(jìn)行射頻處理，射頻功率為150 250W，Ar氣流量為20 35 SCCM，處理時(shí)間I 3min ； (3)將硅膠、擴(kuò)散粉、抗沉淀粉和熒光粉以1:2飛0. 0Γ0. 08 0. 02、. 15的重量比混合，在真空脫泡攪膠機(jī)中攪拌5 10min ； (4)在經(jīng)步驟(2)處理的陶瓷基板上覆蓋掩模板，利用掩模板遮蓋住固定LED芯片和鍵合線區(qū)域，將步驟(3)得到的混合物涂布在有掩模板的陶瓷基板上； (5)揭去掩模板，將陶瓷基板置于80 150°C的烘箱中烘烤2飛h，得到涂布了反光層的用于LED面光源的陶瓷基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，其特征在于所述的陶瓷基板為氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯和氧化硅中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，其特征在于所述的陶瓷基板上有鍍Ag層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，其特征在于所述的擴(kuò)散粉為Ti02、ZrO2^Al2O3和有機(jī)硅樹脂微球中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，其特征在于所述的抗沉淀粉為Si02、BaSO4和CaCO3中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，其特征在于所述的熒光粉為釔鋁石榴石、鋱鋁石榴石、镥鋁石榴石、硅酸鹽、氮化物和氮氧化物中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，其特征在于所述的涂布為絲網(wǎng)印刷、噴涂、輥涂或刷涂。
全文摘要
本發(fā)明公開的用于LED面光源的陶瓷基板的表面處理工藝，步驟包括先用去離子水清洗表面具有固定LED芯片和鍵合線區(qū)域的陶瓷基板，烘干后再進(jìn)行射頻清洗；然后在陶瓷基板覆蓋掩模板，利用掩模板遮蓋住固定LED芯片和鍵合線區(qū)域，在其上涂布硅膠、擴(kuò)散粉、抗沉淀粉和熒光粉的均勻混合物；揭去掩模板，加熱固化，即得到涂布了反光層的陶瓷基板，可用于制備LED面光源。陶瓷基板的表面經(jīng)本發(fā)明處理后，可有效增加陶瓷基板的反射率，減少向下透過基板損失的光通量，提高LED面光源的光效，并更好地保護(hù)陶瓷基板表面性能。
文檔編號(hào)H01L33/60GK103044073SQ20121052957
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者嚴(yán)錢軍, 高基偉, 楊敬葵, 徐小秋, 李紅蘭 申請(qǐng)人:杭州杭科光電股份有限公司