[发明专利]一种陶瓷基板表面金属化的方法及一种大功率LED底座

说明书

技术领域

本发明属于LED陶瓷基板的制作领域，具体涉及一种大功率LED陶瓷散热基板表面金属化的方法。

背景技术

由于陶瓷材料热导率和电绝缘强度较高，热膨胀系数与LED芯片匹配等优点，目前大功率LED多采用陶瓷材料作为散热基板。这就首先需要对陶瓷基板表面进行金属化以形成互联导线。目前现有技术中陶瓷表面金属化的方法工艺复杂，金属层与陶瓷基板的结合为沉积贴面式结合，结合力较低，所制成的陶瓷基板致密度和导热性不佳。

CN1582095公开了一种无需掩膜的陶瓷基板互联导线制造技术，将陶瓷基板通过激光图形刻蚀→活化处理→清洗处理→化学镀处理后，即可在陶瓷基板上直接获得互联导线图形，而无需掩膜处理。其制备工艺在激光图形刻蚀后还需离子钯或胶体钯对陶瓷基板进行活化，才能在陶瓷基板表面镀铜，加大了工艺的复杂性；同时采用活化液活化后直接镀铜，结合力较低，线路板可靠性不高。

发明内容

为了解决现有技术中陶瓷基板表面金属化工艺复杂、镀层与陶瓷基板结合力低和陶瓷基板的致密度和导热性不佳的问题，本发明提供了一种陶瓷基板表面金属化的方法，其具体步骤为：

S1、制备陶瓷基板，所述陶瓷基板的成分包括：陶瓷主体、功能助剂和烧结助剂，所述功能助剂为选自A的氧化物中的两种或多种组成的玻璃态粉末，A为铝、镁、硅、钡、钙、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、铟、锡、锑、铅或铋；

S2、采用能量束辐射陶瓷表面的选定区域，在选定区域形成化学镀活性中心；  

S3、对经过步骤S2的陶瓷基板表面进行化学镀，在选定区域形成金属层。

本发明还提供了一种大功率LED底座，包括陶瓷基板以及通过能量束直接对所述陶瓷基板表面活化后再进行化学镀制得的导线层和焊接金属层，所述导线层和焊接金属层分别位于所述陶瓷基板的上下表面，所述陶瓷基板的成分包括陶瓷主体、功能助剂和烧结助剂；所述功能助剂为选自A的氧化物中的两种或多种组成的玻璃态粉末，A为铝、镁、硅、钡、钙、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、铟、锡、锑、铅或铋。

本发明通过在陶瓷基板中添加玻璃态的功能助剂，陶瓷基板的制备过程中，玻璃态功能助剂在较低烧结温度下熔化成液相，并均匀分散在陶瓷主体中，液态烧结助剂填充进陶瓷主体粉末之间的空隙，使烧制之后的陶瓷基板更加致密，导热性更好。陶瓷基板的致密性对后期能量束活化并化学镀金属层有较大影响，陶瓷基板越致密活化后化学镀的效果越好。本发明的陶瓷基板生坯可直接采用流延工艺制得，仍具有良好的致密度，制备工艺简单、成本低，同时添加玻璃态功能助剂制备的陶瓷基板具有更高的导热率，特别有利于大功率LED的散热。本发明的陶瓷基板表面金属化的方法，当采用能量束辐射陶瓷基板表面时，分散在陶瓷主体中的功能助剂在能量束的作用下形成化学镀活性中心，由于功能助剂颜色较深，对能量束的吸收率高，使得在较低功率能量束的辐射下所述功能助剂即可形成化学镀活性中心，例如本发明的一个实施例，仅需在20w激光器的照射下即可完成陶瓷基板表面的活化。由于采用低功率能量束进行活化，可制备高精度的陶瓷基板表面互联导线。之后进行化学镀，在化学镀活性中心区域形成金属层，本发明的功能助剂起初以液态形式均匀分散在陶瓷主体中，冷却后与陶瓷主体结合牢固，致密度高，所形成的化学镀活性中心镶嵌于陶瓷主体粉末中，与陶瓷主体之间的结合为咬合，从而所形成的金属层与陶瓷基板结合力很高，所制得的陶瓷基板下表面的焊接金属层可直接作为焊接区域采用贴装焊接的方式与热沉底座进行焊接。本发明提供的陶瓷基板表面金属化方法工艺简单，成本低，易于在大规模生产中的应用。

附图说明

图1为本发明的大功率LED底座的剖视图；

其中附图标记1为陶瓷基板，2为陶瓷基板上表面的导线层，3为陶瓷基板下表面的焊接金属层，4为焊接层，5为热沉底座。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的陶瓷基板表面选择性金属化的方法，包括以下步骤：