[实用新型]无机基板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于制备半导体发光光源的基板，进一步涉及一种采用全无机材料制备的适用于半导体发光光源的无机基板。

背景技术

随着发光效率的提升和制造成本的下降，半导体发光光源已被广泛应用于背光、显示和照明等领域。半导体发光光源包括有LED、COB、模组、灯板、灯条等多种类型。在不久的将来，半导体发光光源有可能替代传统光源成为普通照明的主要光源。

半导体发光光源中，一种常见的基板或LED支架结构有如图1所示，包括金属底板1，绝缘层2，焊垫3a、3b，焊盘3c、3d，互连金属3e、3f，半导体发光元件放置区4。焊垫3a、3b，焊盘3c、3d，互连金属3e、3f构成通常所说的基板导电电路。

所述金属底板1通常采用铝或铝合金，其导热系数>200W/mK；绝缘层2通常采用填充高导热填料的高分子材料（如中国专利CN201210246366.8、CN201110220802.X、CN201020694951.0、CN200810146884.6），厚度75~150微米，其导热系数<1.5W/mK。当半导体发光元件固定到半导体发光元件放置区4，并与所述导电电路完成相应的导电连接后，固定在绝缘层2表面的半导体发光元件产生的热量很难通过绝缘层2传导到金属底板1上。显然，绝缘层2成为整个半导体发光光源的导热瓶颈。

为了消除半导体发光光源的导热瓶颈，半导体发光元件放置区4可以直接设置在金属底板1表面。通过基于金属焊料的固晶方法，如共晶焊，放置在所述半导体发光元件放置区4上面的发光元件所产生的热量就可以很快传导到金属底板1上。由于金属底板1导电，把发光元件直接固定在底板1上会对可以使用的半导体发光元件的种类以及多元件之间的串并联带来限制。当半导体发光元件中的一电极与金属底板1导通时，又会对实际使用、安装以及安全带来不便和隐患。此外，绝缘层2所采用的有机高分子材料，其耐热、耐紫外光辐照、耐高电压冲击、耐老化及阻燃防火等级都比较差，不能满足作为普通照明光源，特别是在恶劣环境下使用的要求，往往会导致使用寿命短、衰减快及可靠性差等问题。

为了避免有机高分子材料作为绝缘层所带来的缺点，有通过对金属基板的表面处理，包括阳极氧化、微弧氧化，如中国专利CN200910065377.4、CN200610053598.6、CN200810026047.X、CN201010231866.5、CN201010231866.5、CN200620108149.2、CN200610033054.3、CN201010505050.7、美国专利US5859581，在金属基板表面形成无机绝缘层，但表面处理产生的绝缘层厚度均匀性差，基板面积越大，工艺控制难度就越大。高温下表面处理产生的多孔状绝缘层的绝缘性能不佳，制造过程耗能，且污染环境。

也有通过热喷涂法，包括等离子喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂，如中国专利CN201210240712.1、CN200910238895.1、CN200910238896.6，直接在金属基板上形成无机绝缘层，其绝缘性能优于单纯的阳极氧化层或微弧氧化层，但其工艺流程长，大面积喷涂厚度均匀性差、耗时、成本高，工艺设备复杂昂贵，难以维护保养。

也有采用激光选择性熔融涂敷在基板焊盘（电极）附近表面的玻璃陶瓷涂层制备无机绝缘层，如中国专利CN201010231866.5、CN201010231888.1。所述玻璃陶瓷层主要由玻璃相、陶瓷粉和有机载体混合组成。采用激光选择微小区域熔融玻璃陶瓷涂层并形成相应的绝缘层，可实现精细化加工，但不适合用在大面积基板表面形成玻璃陶瓷基绝缘层，且设备成本高，工艺复杂，不易控制与操作。

也有采用真空条件下的物理气相沉积法（PVD）在金属基板上制备无机绝缘层，如中国专利CN201210182211.2。所制备的绝缘层绝缘性能好，但沉积速度慢，成本高。从进腔体，抽真空，气相沉积，到回复大气压后出腔体，整个过程繁复，耗时，自动化程度低，工艺设备复杂昂贵，难以维护保养。受真空腔体尺寸局限，物理气相沉积法不适合应用于大批量产业化生产大尺寸基板。

由于在底板上制备所述无机绝缘层和高分子绝缘层以后，通常还要在所述绝缘层上制备导电电路，使得底板的形状通常只能局限于平板状，很难制备有凹凸起伏或带有围堰的基板或支架，给后续荧光粉涂敷和灌封体成形带来极大的不便，其应用范围受到很大的局限。