一种形成有内建散热部的共烧陶瓷基板及具该基板的发光二极管，其中共烧陶瓷基板，是在基材内形成有多个凹陷，并分别形成内建散热部，经烧结成形后，在基材的一侧面上形成一层中介层，经曝光微影形成预定图案，再于中介层上设置一层电路，供发光二极管固设其上，可选择部分贯穿的内建散热部作为导接柱；另部分作为导热部而增加导热性，提升基板的散热效率。结合烧结、曝光微影、与电镀技术，不仅大幅提升电路布局的精准度，且增加电路设计的弹性与变异性，对产品的微小化产生帮助。
【技术实现步骤摘要】
具有内建散热部的共烧陶瓷基板及具该基板的发光二极管方法
本专利技术是关于一种共烧陶瓷基板，尤其是一种具有内建散热部的共烧陶瓷基板及具有该基板的发光二极管。
技术介绍
目前发光二极管(LED)已相当普及，不仅体积小、反应时间快、使用寿命长、亮度不易衰减、且耐震动，因此LED元件渐渐取代包括显示器背光光源、照相机闪光灯、交通号志、车头及车尾灯，甚至逐渐进入一般照明市场。然而，随着高功率LED照明设备的应用发展，大电流所伴随的高热问题，绝非目前一般印刷电路板材料或半导体基板所能承受，故成为众所瞩目的议题。为能承受高亮度LED所发的大量热能，业界多选择耐高温的陶瓷基板作为LED晶粒的承载件，为将基板与用以致能LED晶粒的电路结合，一般可选择低温共烧多层陶瓷(LTCC)或高温共烧多层陶瓷(HTCC)基板。由于所谓共烧工艺，就是将电路或内埋 散热柱与陶瓷基板共同烧结，因此无论是千度以上的高温、或千度以下的低温烧结，都可以制成具有散热结构与电路的陶瓷基板。一种LTCC的工艺，是先将例如无机的氧化铝粉与约30% 50%的玻璃材料加上有机粘结剂，使其混合均匀成为泥状的浆料，接着利用刮刀把浆料刮成片状，再经由一道干燥过程将片状浆料形成一片生胚，然后于生胚上钻出导通孔，再分别于导通孔内注入金属料材填孔，并于生胚表面印制金属线路，最后放置于850 900°C的烧结炉中烧结成型，导通孔内所注入的浆料形成为内建散热部，以作为传递能量或讯号、及导热之用。HTCC制造过程与LTCC极为相似，主要差异点在陶瓷粉末并未加入玻璃材质，故在工艺上必须以高温1300 1600°C的环境干燥硬化成生胚，接着同样钻导通孔，并进行填孔、及以网版印刷技术印制金属线路。因此，共烧陶瓷基板可在陶瓷散热基板内埋设线路或内埋散热柱；但在烧结过程中，由于陶瓷材料本身无法绝对均匀、受热状态亦无法绝对均匀，因此在批次的大量生产作业时，即使是同一批生产制造的多片共烧陶瓷基板，仍会因为膨胀与收缩比例不同，导致各基板间的尺寸不一、布线或内埋散热柱彼此累进公差过大等问题，令成形于基板表面的电路接点在对位上不精准，而且在基板外表面印制线路的方式，同样受限于共烧工艺而使得电路在厚度以及厚度方向上的精准度都受到限制，此种精度不佳的问题，严重地阻挠电路元件微型化的趋势。因此，若能确保LTCC或HTCC陶瓷散热基板所包含的电路与内埋散热柱等结构的累进公差被控制更精准的范围内，一方面让所有设置在该基板上的元件能够更加精准对位，除可提升广品良率，还将提供进一步微型化的契机；另方面，若布局电路时，可以精准控制电路的位置与厚度，不仅增加布局弹性，更可以进一步利用金属电路本身作为导热途径，提升整体基板导热能力，从而从容适应例如高亮度LED等高发热元件的需求，避免大量的热能累积，让利用此种基板的高亮度LED，可以有更高的散热效率，成为具有绝佳产品竞争力的解决方案。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于提供一种电路布局精度良好的形成有内建散热部的共烧陶瓷基板，藉以提升组装良率。本专利技术另一目的在于提供一种散热效率绝佳的形成有内建散热部的共烧陶瓷基板。本专利技术再一目的在于提供一种电路布局具有高度弹性的形成有内建散热部的共烧陶瓷基板，藉以适应电路元件微型化的趋势潮流。本专利技术又一目的在于提供一种可以批次制造的形成有内建散热部的共烧陶瓷基板，让工艺可以自动化，不仅元件品质易于管控，产品也更具有市场竞争力。本专利技术又另一目的在于提供一种散热效率绝佳的发光二极管，藉以确保使用过程中，发光二极管的光强度不轻易劣化，提供良好的发光能力；并且延长整体使用寿命。本专利技术又再一目的在于提供一种电路布局精准、使产品可进一步微小化的发光二极管。本专利技术所揭示的一种具内建散热部的共烧陶瓷基板，是供设置至少一个发热的电路元件，该共烧陶瓷基板包括一片具有两个绝缘表面、其中布局有内部线路、及形成至少一个容置部的基材，该容置部是由前述二表面中，供设置该发热电路元件的表面凹陷形成；至少一个填充于前述容置部的内建散热部；至少形成于前述内建散热部上、并暴露于该基材的供设置该发热电路元件表面上的中介层；及一个形成于该中介层上、供前述电路元件设置的电路。进一步应用上述基板，本专利技术揭示一种发光二极管，包括至少一个具有二致能端部的发光二极管晶粒；及一片具内建散热部的共烧陶瓷基板，包括一片具有两个绝缘表面、其中布局有内部线路、及形成至少一个容置部的基材，该容置部是由前述二表面中，供设置该发热电路元件的表面凹陷形成；至少一个填充于前述容置部的内建散热部；至少形成于前述内建散热部上、并暴露于该基材的供设置该发热电路元件表面上的中介层；及一个形成于该中介层上、供前述电路元件设置的电路。由于在内建散热部与陶瓷材料共同烧结后，让内建散热部暴露于陶瓷基材供设置该发热电路元件的侧面，因此当在基材的该侧面成形一层中介层时，将可覆盖于所有内建散热部的一端，并利用曝光微影制程，可将中介层成形为预定电路布局图案，并随后在中介层所形成的布局图案上以例如电镀方式增厚，再成形焊垫(pad)。相对地，内建散热部中若有部分是同时要作为导接之用，则将会与原本基板内埋的线路连接，或直接在制造时将凹陷的容置部在底面形成穿孔，使内建散热部直接贯穿基材的顶面至底面的两侧，将就此区分为负责导接基材两侧作为电路一部份的导接柱，以及仅供提升基板导热能力的导热柱。如此，一方面可以让共烧陶瓷基板藉由内建散热部而提升散热效率，另方面，后制程所形成的电路布局也彻底解决共烧陶瓷的热涨冷缩不均匀问题，使得电路及晶粒等的设置更精准，让电路元件微型化成为可行。尤其厚度方面的精度与变异性都提高，更可藉由电路本身的金属材质作为辅助的导热途径，让例如发光二极管晶粒等发热元件所发的热更可透过接触而加速导离，确保操作环境温度不致过高、保持良好发光状态、更增加产品使用寿命及产品价值，达成所有上述目的。图式简单说明图I是本案第一较佳实施例的具内建散热部的共烧陶瓷基板先制作的生胚的示意图；图2是图I的生胚的侧示剖面图；图3是图I的生胚烧结成型为基板、且基材形成有贯穿两个表面的穿孔的侧示剖面图；图4是图3于穿孔内填孔、形成内建散热部的侧示剖面图；图5是图4于基材及内建散热部的表面溅镀一层中介层的侧示剖面图；图6是图5于中介层表面设置一层牺牲高分子层、并以一个预定电路图案的光罩 遮蔽部分牺牲高分子层的侧示剖面图；图7是图6的牺牲高分子层剩下对应于光罩的非预定电路图案部分的仍然遮蔽在中介层的部分区域上的侧示剖面图；图8是图7于中介层暴露的区域上电镀一层导电层的侧示剖面图；图9是图8的牺牲高分子层去除以及蚀刻移除非预定电路图案部分的中介层的侧示剖面图；附图说明图10是图9形成的电路形成有导电端的俯示图；图11是图10的尚未被分离的基材上供发光二极管晶粒安装并同置入一个模具的侧示剖面图；图12是图11的基材与基材间彼此断开分离形成发光二极管元件的侧示剖面图；及图13是本案第二较佳实施例的侧示剖面图，是说明具有一个非贯穿的容置部，及左右两侧分别形成有端部电极。主要元件符号说明I生胚11导通孔2基板21、21’ 基材213绝缘表面214穿孔20、20’内建散热部201导接柱202导热柱22、22’ 中介层31牺牲高分子层 32光罩231导电层23本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具内建散热部的共烧陶瓷基板，是供设置至少一个发热的电路元件，其特征在于，该共烧陶瓷基板包括：一片具有两个绝缘表面、其中布局有内部线路、及形成至少一个容置部的基材，该容置部是由前述二表面中，供设置该发热电路元件的表面凹陷形成；至少一个填充于前述容置部的内建散热部；至少形成于前述内建散热部上、并暴露于该基材的供设置该发热电路元件表面上的中介层；及一个形成于该中介层上、供前述电路元件设置的电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余河洁，黄安正，
申请(专利权)人：瑷司柏电子股份有限公司，信通交通器材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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