内设光反射层、用于LED封装的陶瓷印刷电路板及方法技术

一种内设光反射层、用于LED封装的陶瓷印刷电路板及其制作方法，包括用于电绝缘和/或用于导热/散热的陶瓷基底层，将陶瓷基底层相互在总体上平行的相对的两侧表面分别称作基底A面和基底B面；基底A面这一侧设置有用于固定或焊接LED芯片的电子线路和/或用于导热、散热的覆铜；基底B面这一侧设置有光反射层，用于反射LED发光体发出的并且透过陶瓷基底层的光；光反射层的另一面直接裸露或设置有保护层。光反射层裸露面自身发生钝化反应使光反射层得到保护或上覆保护层不与空气直接接触防止了氧化，可长期维持良好的反射特性；保护层可避免反射层物理化学变化导致的光衰，且可以通过增加保护层金属厚度来提高封装基板的复合导热系数和结构强度。

Internal light reflecting layer, ceramic printed circuit board and method for LED packaging

An internal light reflection layer, for the ceramic printed circuit board and its production method of LED package, including for electrical insulation and / or thermal / ceramic substrate layer for heat dissipation, the ceramic substrate layer on both sides of each other in the overall surface opposite parallel are respectively called A substrate surface and basal B surface; A surface of the substrate one side is provided with electronic circuit used for fixing or welding LED chip and / or for copper heat conduction and heat radiation; the substrate B surface this side is provided with a light reflecting layer, for reflecting LED emitted by the light emitting body and ceramic substrate layer through the light; the light reflecting layer on the other side is provided with the protective layer or directly exposed. The light reflection layer exposed surface passivation reaction itself in the light reflecting layer protection or the upper protective layer is not in direct contact with air to prevent oxidation, can maintain good reflection characteristics for long term; protective layer can avoid reflective layer physical and chemical change and decay, composite thermal conductivity and structural strength to improve the package substrate to increase the protective layer thickness of metal.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体封装和应用领域，尤其涉及封装LED所使用的单层或多层陶瓷印刷电路板及其制造方法，特别是涉及内设光反射层的陶瓷印刷电路板及其制造方法。
技术介绍
现有技术以陶瓷为载具的印刷电路板，其基底陶瓷材料的物理化学稳定性，具有高耐热性、高绝缘强度和低热膨胀系数等等优点，令业界瞩目。陶瓷基板的出现克服了树脂印刷电路基板难以克服的缺点，在LED应用领域广泛被用于制作陶瓷印刷电路板。在LED的应用中不仅仅需要基板具有很好的导热和散热功能，还需要有好的光学特性使得焊接或固定了LED芯片之后其整体光学特性表现优异。如图7所示的现有技术的LED封装用陶瓷印刷电路板中，某些陶瓷材质如三氧化二铝或蓝宝石类材质，具有透光的特性，LED发出的光会从陶瓷基板透射到非出光方向，有少部分也会被基板所吸收，从而增加光损耗，为了克服这样的问题，现有技术中也有在陶瓷电路板焊接或固定LED的一面设置有反射层，将照射到陶瓷电路板上的光从出光方向反射出去降低整体的光损耗。现有技术中在陶瓷电路板焊接或固定LED的一面设置有反射层，这些反射层通常为金属镀层；这些金属镀层一方面由于光照或和空气直接接触或封装金属反射镀层的硅胶也可以透过氧，因此这些金属镀层非常容易氧化和硫化导致反射效率变低而影响整个LED封装器件的光输出特性。现有技术中在陶瓷电路板焊接或固定LED的一面设置的金属反射层不仅需要与陶瓷电路板的基板和电路直接具有很好的机械联接特性也需要有好的电气特性，如需要和陶瓷电路板中的电路部分绝缘；但是带有金属反射镀层的陶瓷电路板还需要经过焊接LED芯片等过程，使得金属反射层非常容易和陶瓷电路板中的电路部分短路或达不到安全规范的要求，需要设置特别的绝缘层或者相关的工艺措施防止其短路并改善绝缘特性；工艺上实现非常困难，难度高，效率低。名词解释：氮化硅：其英文是Siliconnitride；Si3N4陶瓷是一种共价键化合物，基本结构单元为[SiN4]四面体，硅原子位于四面体的中心，在其周围有四个氮原子，分别位于四面体的四个顶点，然后以每三个四面体共用一个原子的形式，在三维空间形成连续而又坚固的网格结构。氮化硅的很多性能都归结于此结构。Si3N4热膨胀系数低、导热率高，故其耐热冲击性极佳。氮化铝：其英文是Aluminumnitride，缩写为AIN；共价键化合物，属于六方晶系，铅锌矿型的晶体结构，呈白色或灰白色。氮化铝是原子晶体，属类金刚石氮化物，最高可稳定到2200℃。室温强度高，且强度随温度的升高下降较慢、导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，氮化铝还是电绝缘体，介电性能良好，是陶瓷电路板载板的优选材料之一。三氧化二铝：也就是氧化铝，化学符号：，纯净氧化铝是白色无定形粉末，俗称矾土，密度3.9-4.0g/cm3，熔点2050℃、沸点2980℃，不溶于水，为两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中，主要有α型和γ型两种变体，工业上可从铝土矿中提取。在α型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密堆积，铝离子对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高。α型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等；高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的板基。LED为英文LightEmittingDiode的缩写，中文含义为发光二极管。COB为英文ChipOnBoard的缩写,中文含义为板上芯片；板上芯片封装是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷电路板上，芯片与基板的电联接用引线缝合方法实现，并用树脂覆盖以确保可靠性。COB光源：通过COB封装LED平面光源或集成光源又称COB光源；目前COB光源主要运用在室内外灯具照明中，如室内的射灯、筒灯、天花灯、吸顶灯、日光灯和灯带，室外的路灯、工矿灯、泛光灯及目前城市夜景的洗墙灯、发光字等。OSP是为英文OrganicSolderabilityPreservatives的缩写，中文含义为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。OSP在本专利申请中指的是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈，氧化或硫化等;但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于避免现有技术LED封装用陶瓷印刷电路板的陶瓷基板透光，在LED芯片焊接面上加镀反射层工艺复杂且容易氧化导致反射效率降低的不足之处而提出一种在非LED芯片焊接面上设置有反射层的LED封装用陶瓷印刷电路板。本专利技术为解决所述技术问题采用的技术方案是一种内设光反射层、用于LED封装的陶瓷印刷电路板(100)，包括用于电绝缘和/或用于导热/散热的陶瓷基底层，将该陶瓷基底层相互在总体上平行相对的两侧表面分别称作基底A面和基底B面；所述基底A面上设置有用于固定或焊接LED芯片的区域以及与芯片电连接的电子线路和/或用于导热、散热的覆铜；所述基底B面上设置有光反射层，光反射层用于将基底A面上各LED往非出光方向射出并透过所述陶瓷基底层泄漏的光，往出光方向反射回去，从而提高总的发光效率。所述光反射层由金属材料布覆构成，为铝Al、金Au、银Ag、铑Rh和铜Cu这些金属中的任意一种或两种及两种以上组合构成。所述光反射层的一面紧密覆于所述陶瓷基底层的基底B面上，该光反射层的另一面上则设置有保护层。所述保护层的厚度大于等于100纳米。所述保护层的材质为铜Cu或镍Ni或二氧化硅SiO2。所述保护层为铜Cu时，在其与外部接触的一面上须镀覆抗氧化薄膜，该抗氧化薄膜的材质为镍Ni和/或金Au。所述保护层为铜Cu时，在该保护层与外部接触的一面上做OPS，即覆上一层有机保焊膜。所述光反射层的厚度为50纳米至0.300毫米。所述光反射层的厚度为100纳米至500纳米。所述陶瓷基底层的厚度为0.100毫米至1.000毫米。所述陶瓷基底层的厚度为0.100毫米至0.635毫米。所述光反射层和所述保护层之间还设置有过渡层150。所述过渡层的材质包括钛Ti、钨W、铬Cr和鉬Mo这些金属中的任意一种或两种及两种以上的组合。所述过渡层的材质包括钛Ti、钨W、铬Cr和钼Mo这些金属分别与金属铜Cu组成Ti-Cu钛铜合金、W-Cu钨铜合金和/或Cr-Cu铬铜合金、Mo-Cu合金中的任意一种或两种及两种以上的组合。所述过渡层的材质还包括非金属的二氧化硅SiO2。所述过渡层的厚度为10纳米至600纳米。本专利技术为解决所述技术问题采用的技术方案还可以是一种内設光反射层、用于LED封装的陶瓷印刷电路板的制作方法包括以下步骤：A1：在一块薄片形、用于电绝缘和/或用于导热/散热的陶瓷基底层上，将其相互在总体上平行相对的两侧表面分别称作基底A面和基底B面；所述基底A面上设置有用于固定或焊接LED芯片的区域以及与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内设光反射层、用于LED封装的陶瓷印刷电路板(100)，包括用于电绝缘和/或用于导热/散热的陶瓷基底层(110)，将该陶瓷基底层(110)相互在总体上平行相对的两侧表面分别称作基底A面(112)和基底B面(114)；所述基底A面(112)上设置有用于固定或焊接LED芯片的区域以及与芯片电连接的电子线路和/或用于导热、散热的覆铜；所述基底B面(114)上设置有光反射层(130)，光反射层(130)用于将基底A面(112)上各LED往非出光方向射出并透过所述陶瓷基底层(110)泄漏的光，往出光方向反射回去，从而提高总的发光效率。

【技术特征摘要】
1.一种内设光反射层、用于LED封装的陶瓷印刷电路板(100)，包括用于电绝缘和/或用于导热/散热的陶瓷基底层(110)，将该陶瓷基底层(110)相互在总体上平行相对的两侧表面分别称作基底A面(112)和基底B面(114)；所述基底A面(112)上设置有用于固定或焊接LED芯片的区域以及与芯片电连接的电子线路和/或用于导热、散热的覆铜；所述基底B面(114)上设置有光反射层(130)，光反射层(130)用于将基底A面(112)上各LED往非出光方向射出并透过所述陶瓷基底层(110)泄漏的光，往出光方向反射回去，从而提高总的发光效率。2.根据权利要求1所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述光反射层(130)由金属材料布覆构成，为铝Al、金Au、银Ag、铑Rh和铜Cu这些金属中的任意一种或两种及两种以上组合构成。3.根据权利要求1所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板（100），其特征在于，所述光反射层(130)的一面紧密覆于所述陶瓷基底层(110)的基底B面(114)上，该光反射层(130)的另一面上则设置有保护层(160)。4.根据权利要求3所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述保护层(160)的厚度大于等于100纳米。5.根据权利要求3所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述保护层(160)的材质为铜Cu或镍Ni或二氧化硅SiO2。6.根据权利要求5所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述保护层(160)为铜Cu时，在其与外部接触的一面上须镀覆抗氧化薄膜，该抗氧化薄膜的材质为镍Ni和/或金Au。7.根据权利要求5所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述保护层(160)为铜Cu时，在该保护层(160)与外部接触的一面上做OPS，即覆上一层有机保焊膜。8.根据权利要求1所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述光反射层(130)的厚度为50纳米至0.300毫米。9.根据权利要求8所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述光反射层(130)的厚度为100纳米至500纳米。10.根据权利要求1所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述陶瓷基底层(110)的厚度为0.100毫米至1.000毫米。11.根据权利要求10.所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述陶瓷基底层(110)的厚度为0.100毫米至0.635毫米。12.根据权利要求2所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述光反射层(130)和所述保护层(160)之间还设置有过渡层(150)。13.根据权利要求12所述的用于LED封装的陶瓷印刷电路板，其特征在于，所述过渡层(150)的材质包括钛Ti、钨W、铬Cr和鉬M...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锐勋，王玉河，
申请(专利权)人：深圳市微纳科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44