斯利通氧化铝陶瓷基板制造方法

       随着LED照明的需求日趋迫切，高功率LED的散热问题益发受到重视，LED运作所产生的热量若无法有效散出，将会使LED结面温度过高，不但导致LED发光效率快速衰减，也会对LED的寿命造成致命影响。

       目前，大功率LED散热基板主要以陶瓷基板为主，市场上使用较多的大功率陶瓷基板主要有LTCC (低温共烧陶瓷)和DPC (直接镀铜陶瓷)两种。
       LED用LTCC基板主要生产工艺为:配料、制浆、流延、切割、冲孔、填孔、丝印、叠压、预压、脱脂、烧结、电镀；其主要成分为约40% -50%的氧化铝粉与约30% -50%的玻璃材料加上农业生产体系黏结剂。其优点是可以依据客户需求制成各种形状的环状反射杯；其不足是材料导热系数较低，只有2-3W/m.K，但通过加入导热银柱的方式，导热系数可以达到100W/m.K以上，再者由于LTCC材料烧结时收缩率难以控制，因而导致基板整体线路尺寸精度不高(误差约±3% )，不能满足对位精度要求较高的共晶/覆晶工艺要求，此外LTCC技术还有设备成本高、生产工艺复杂，良品率低的特点。
       LED用DPC基板主要生产工艺为:陶瓷基板前处理、溅射铜层、涂覆光刻胶、曝光、显影、蚀刻、去膜、电镀/化镀；其所用材料为96%氧化铝或氮化铝。其优点是尺寸精度高(误差低于±1%)，表面平整度高(<0.3μπι);其不足是设备成本非常高，且氧化铝材料的导热系数只有17-23W/m.K，而氮化铝的导热系数虽然可以达到160_200W/m.K，但价格却是氧化铝的数倍，此外以电镀方式填充导电通孔导致良品率降低，且蚀刻和电镀等生产工艺会造成很大的环境污染，不宜推广。  

       因此，如何用较低成本的生产设备能够稳定、效率高且环保的生产出高功率、高精度、低成本、高附着力、高表面平整度的LED用陶瓷散热基板一直是人们持续研究的目标。

       斯利通为解决现有技术中LED用陶瓷基板生产工艺复杂、生产效率低、生产设备昂贵、电镀和蚀刻工序造成环境污染等不足，斯利通提出了一种加工成本低，且生产设备能够稳定、效率高、环保的生产出高功率、高精度、高附着力、高表面平整度的LED用氧化铝陶瓷基板制造方法。

       斯利通的技术解决方案是这样实现的:一种LED用氧化铝陶瓷基板制造方法，该方法包括如下步骤:

       (I)、提供氧化铝基板，在所述基板上用激光冲钻导电通孔和导热通孔；

       (2)、用挤压填孔方式在所述导电和导热通孔内高温加热的方式使导电和导热通孔2内所注入导电浆料；3固化；

       (3)用喷墨打印的方式在所述基板上涂覆纳米银浆；

       (4)用高温加热的方式使所述被涂覆的纳米银浆；

       (5)用丝网印刷的方式在所述基板上印刷阻焊油墨；

       (6)用加热方式使所述阻焊油墨；
       (7)在所述陶瓷基板上印刷高温胶 ；

       (8)加热使上述高温胶固化，使环状反射杯固定于所述陶瓷基板之上； 

       斯利通中所述氧化铝基板优先采用96 %的氧化铝陶瓷，其粒径分布为:3 μ m < D90 < 5 μ m,其厚度为 0.2mm 至 2mm。在上述步骤中，导电银浆粒径分布为:D90 < 5 μπι ;导电通孔的直径为100 μ m至300 μ m，导热通孔的直径为100 μ m至1500 μ m。在斯利通中步骤2中用对应形状的30 μπι至100 μπι厚薄钢片制成的模具遮住氧化铝基板中除导电和导热通孔以外的部分，导电浆料在外界强大压力作用下填满了所有导电和导热通孔，具有成本低、效率高、良品率高的特点。斯利通中使用导电银浆，烧结后氧化铝散热基板的导热系数较高可以达到400W/m.K，其热阻大小可根据导热通孔的大小和多少进行调整。步骤4中纳米导电银浆的粒径分布为:D90 < 500nm，可得到导体图形的线宽/线间距较小为30 μπι，误差< 0.5%，表面平整度小于< 0.3 μπι。上述粒径分布要求比较高，常规的导电银浆粒径分布为:D90 < 5μπι;采用上述粒径分布，可以得到较小为30 μπι的线宽/线间距；否则常规的只能得到较小为10m的线宽/线间距。优选的纳米导电银浆无需电镀便具有很好的耐焊性和可焊性。步骤7中的阻焊油墨为绿色，采用热固化型。步骤8中印刷后高温胶的外径略小于陶瓷环的外径，而内径略大于陶瓷环的内径。在斯利通中环状反射杯采用陶瓷环，形状为圆形，角度为120度，高度0.5mm。在上述步骤(3)或(5)或(7)或(9)中的高温温度为100°C _900。提供的LED用高散热氧化铝陶瓷基板可以根据实际需要确定是否制作阻焊油墨或是否粘贴环状反射杯。