一种UVLED陶瓷基座的封装方法及UVLED陶瓷基座封装结构技术

一种UVLED陶瓷基座的封装方法及UVLED陶瓷基座封装结构，属于LED封装领域。封装方法包括：在陶瓷烧结体基板上设置金属层，得到陶瓷金属衬板前体，金属层包括电路连接部以及围绕电路连接部的封装连接部；在封装连接部上设置焊料层，及将封装金属框附于焊料层后进行封接得到UVLED陶瓷基座。UVLED陶瓷基座封装结构是采用前述的封装方法封装而成的。本发明专利技术在能够实现对UVLED陶瓷基座的无机封装，避免使用有机封装材料，延长LED器件的使用寿命基础上，低温制备出导电性及导热性均良好的UVLED陶瓷基座，并同时解决了金属层与陶瓷及框体结合力差的问题，从而提高了UVLED陶瓷基座的稳定性及可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种UVLED陶瓷基座的封装方法及UVLED陶瓷基座封装结构
本专利技术涉及LED封装领域，具体而言，涉及一种UVLED陶瓷基座的封装方法及UVLED陶瓷基座封装结构。
技术介绍
随着LED技术的快速发展以及可见光领域的日趋成熟，短波长的紫外光发光二极管(UVLED)逐渐被广大研究人员所关注，由于其光谱波段集中在紫外范围内，相比传统紫外光源，拥有独一无二的优势，包括功耗低、发光响应快、可靠性高、辐射效率高、寿命长、对环境无污染、结构紧凑等诸多优点，故其具有广阔的市场应用前景，在丝网印刷、聚合物固化、环境保护、白光照明以及军事探测等领域都有重大应用价值。目前LED的主流封装方式是采用有机封装，且主要封装材料多为环氧树脂及硅树脂等有机材料。若对紫外LED而言，由于紫外光波长更短，辐射能量高，这些有机材料受到其长时间照射容易出现老化，从而降低LED芯片的发光效率，影响其使用性能和寿命。目前为了提高UVLED的寿命及使用性能，目前业内主要通过以下两种方式进行改善:一是从光和热等多方面延缓有机材料老化速度，在有机封装材料添加光稳定剂、抗氧剂和热稳定剂等方面来进行改善，但此方法并没有彻底解决根本问题，依然存在LED失效的风险。二、采用无机材料进行封装，现有UVLED陶瓷基座主要通过共烧技术也即HTCC或LTCC实现，这两种方法虽然能避免有机材料的使用并且气密性较好，但各自依然存在一些工艺上所带来的缺点。针对HTCC技术：也即在陶瓷粉中添加增塑剂、分散剂、粘结剂等有机成分，配成泥状浆料，用流延法制成生坯；然后依据各层的设计钻导通孔，采用丝网印刷金属浆料进行布线和填孔，最后将各生胚层叠加，最后在1500～1700℃高温下烧结并形成陶瓷基座。针对LTCC技术：与HTCC类似，只是在陶瓷粉中混入30％-50％低熔点玻璃料，使烧结温度降低至850-900℃，因此可以采用导电率更好的铜银等金属作为电极和布线材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种UVLED陶瓷基座的封装方法，在实现对UVLED陶瓷基座的无机封装基础上，低温制备出导电性及导热性均良好的UVLED陶瓷基座，并解决了金属层与陶瓷及框体结合力差的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种UVLED陶瓷基座封装结构，其能够提高UVLED陶瓷基座的稳定性及可靠性。本专利技术的实施例是这样实现的：一种UVLED陶瓷基座的封装方法，其包括：在陶瓷烧结体基板上设置金属层，得到陶瓷金属衬板前体，金属层包括电路连接部以及围绕电路连接部的封装连接部；在封装连接部上设置焊料层；以及将封装金属框附于焊料层后进行封接。一种UVLED陶瓷基座封装结构，其是采用上述的封装方法封装而成的。本专利技术实施例的有益效果是：1、本专利技术选用主要成分为低熔点且导电性优异的银或银铜合金作为电路浆料层，并且基板选用陶瓷烧结体基板，无需加入过多低熔点玻璃料来降低烧结温度，导热性提高。故本专利技术制备UVLED陶瓷基座具有导热性、导电性均良好并且烧结温度低等优点。2、本专利技术通过选用与金属层热膨胀系数相匹配且延展性较好的框体如银、铜等与陶瓷金属衬板进行封接，封接后陶瓷基座残余应力较小，并且封接过程中封装金属框通过与焊料层形成的共晶液相，其能与陶瓷金属衬板得到较好的结合，并形成了致密的整体结构。由此制备UVLED陶瓷基座气密性良好，且金属层与框体及陶瓷烧结体基板结合力均较好，从而提高了UVLED陶瓷基座的稳定性及可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的UVLED陶瓷基座的封装方法的工艺流程图；图2为本专利技术的UVLED陶瓷基座封装结构的结构示意图；图3为本专利技术的UVLED陶瓷基座封装结构的陶瓷金属衬板的局部放大图；图4为本专利技术的UVLED陶瓷基座封装结构在设置LED芯片后的结构示意图；图5为本专利技术中实施例1制备的UVLED陶瓷基座气密性测试图片；图6为本专利技术中实施例1制备UVLED陶瓷基座结合力测试后图片，其中图a为金属层与陶瓷结合力测试后图片，图b为金属层与框体结合力测试后图片。图标：100-UVLED陶瓷基座封装结构；110-陶瓷烧结体基板；120-金属层；121-电路连接部；122-封装连接部；123-第一金属层；124-第二金属层；130-焊料层；140-封装金属框；150-陶瓷金属衬板；200-LED芯片；210-导电线。需要说明的是，本专利技术的金属层120在陶瓷烧结体基板110上沿横向划分，金属层120包括电路连接部121和封装连接部122；沿纵向划分，金属层120包括第一金属层123和第二金属层124。因此，也可以理解：电路连接部121和封装连接部122均包括第一金属层123和第二金属层124。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。现有的UVLED陶瓷基座制作工艺主要为共烧技术也即HTCC或LTCC。专利技术人在研究中发现，以上工艺存在一定的问题。例如，HTCC技术存在烧结温度高，能耗巨大，金属导体材料选择受限且导电性差等缺点，目前导体材料主要为熔点较高的钨、钼、锰等金属及其合金。LTCC技术中，由于制备的UVLED陶瓷基座热导率相对较低，且共烧的材料存在匹配性问题，导致其烧结后易变形开裂，使得金属层与陶瓷结合力相对较差(＜50N)，因而也导致UVLED陶瓷基座应用时可靠性较低。依据现有技术的缺陷，本专利技术提出一种制作UVLED陶瓷基座封装结构的工艺。本专利技术的一种UVLED陶瓷基座封装结构100的封装方法如图1所示的工艺流程图，包括以下步骤：步骤1：设置金属层120在陶瓷烧结体基板110上设置金属层120，获得陶瓷金属衬板150的前体。陶瓷烧结体基板可为氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷或氮化硅陶瓷，优选设置：氮化铝陶瓷作为陶瓷烧结体基板，陶瓷烧结体基板的形状和厚度均不受限制，只要能够用于制备金属化陶瓷基板即可。金属层120包括电路连接部121以及围绕电路连接部121的封装连接部122。较佳地，通过印刷方式设置金属层120。其中，印刷可以分一次或多次，如两次、三次、四次以及更多次进行。在一些示例中，印刷设置金属层120是分两次进行的，且印刷工艺可通过以下内容而被限定。首先，在陶瓷烧结体基板110上进行第一次印刷，印刷的金属浆料为第一金属浆料。第一金属浆料包括第一导电成分。第一导电成分包括Ag和Cu及活性成分，用于在陶瓷烧结体基板110上形成导电层。活性成分包括Ti、Zr和Hf中的至少一种。例如，活性成分为Ti，或者活性成分为Zr，或者活性成分为Hf，或者活性成分为Ti和Hf的混合物，或者活性成分为Ti和Zr的混合物，或者活性成分为Zr和Hf的混合物，或者活性成分为Ti、Zr和Hf的混合物。本专利技术采用的陶瓷烧结体基板110是氮化铝陶瓷，活性成分中的活性元素Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种UVLED陶瓷基座的封装方法，其特征在于，其包括：在陶瓷烧结体基板上设置金属层，得到陶瓷金属衬板前体，所述金属层包括电路连接部以及围绕所述电路连接部的封装连接部；在所述封装连接部上设置焊料层；以及将封装金属框附于所述焊料层后进行封接。

【技术特征摘要】
2016.08.24 CN 20161072083871.一种UVLED陶瓷基座的封装方法，其特征在于，其包括：在陶瓷烧结体基板上设置金属层，得到陶瓷金属衬板前体，所述金属层包括电路连接部以及围绕所述电路连接部的封装连接部；在所述封装连接部上设置焊料层；以及将封装金属框附于所述焊料层后进行封接。2.根据权利要求1所述的UVLED陶瓷基座的封装方法，其特征在于，所述陶瓷烧结体基板为氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷或氮化硅陶瓷。3.根据权利要求1所述的UVLED陶瓷基座的封装方法，其特征在于，采用印刷的方式在所述陶瓷烧结体基板上设置所述金属层。4.根据权利要求3所述的UVLED陶瓷基座的封装方法，其特征在于，在所述陶瓷烧结体基板上印刷所述金属层包括第一次印刷和第二次印刷。5.根据权利要求1所述的UVLED陶瓷基座的封...

【专利技术属性】
技术研发人员：王太保，黄世东，王顾峰，于岩，杨涛，陈开康，
申请(专利权)人：浙江德汇电子陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33