專利名稱：一種安裝led的金屬基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電路板基材技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于大功率LED的金屬基板的生產(chǎn) 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通常導(dǎo)熱的材料多會(huì)導(dǎo)電，金屬是靠電子的移動(dòng)導(dǎo)熱，所以電阻越小的金屬(如 銀、銅、鋁)，其熱傳導(dǎo)率也越大(如銀約415W/mk、銅約395W/mk、鋁約275W/mk)。相反的， 絕緣的材料(如玻璃或木材)其熱傳導(dǎo)率也很低。許多工業(yè)產(chǎn)品，尤其為電子產(chǎn)品(如LED)需以電路驅(qū)動(dòng)。這些電路多為銅線。為 了大量復(fù)制電路，常以曝光及蝕刻的方法制成印刷電路板(PCB)。通常印刷電路板以玻璃 纖維強(qiáng)化的復(fù)合材料(FRC)做為絕緣的載板，其上以膠黏貼一薄層銅泊后再制成印刷電路 板，這就是常用的計(jì)算機(jī)主機(jī)板。然而LED的熱流卻常被復(fù)合材料所阻斷。LED的溫度升高后其亮度就迅速衰減，尤 以大功率的LED或密排的LED更是如此。因此LED的基板，例如電視的背光板及路燈的LED 載板，常采用金屬(如鋁或銅)基板而不用復(fù)合材料。但近年來LED的電功率及密集度都 有增加之勢。以膠做為絕緣層的散熱速度不夠，加上膠為有機(jī)物，很容易過熱變質(zhì)。有機(jī)膠 的熱膨脹也比金屬大，會(huì)造成變形問題。除此之外，膠會(huì)和水汽、碳酸或硫氣反應(yīng)，所以膠絕 緣的金屬基電路板(MCPCB)常經(jīng)不起明暗LED的冷熱交替，以致會(huì)干化、變形或剝離。印刷 電路板以膠絕緣時(shí)LED會(huì)有許多問題，包括亮度難以持久或背光的顏色差異等。有鑒于膠的不穩(wěn)定，其內(nèi)也可添加一些陶瓷粉(如氧化鋁或氮化鋁)。雖然這種 復(fù)合絕緣物的熱傳導(dǎo)率可以由膠的約0. 4W/mk提升至約4W/mk，但畢竟膠占絕緣層體積的 一半以上，不僅熱流的傳遞仍慢，熱干化、變形或剝離的問題也未解決，因此含膠的金屬基 電路板并不能用來承載大功率或極密集的LED光源。為了大幅提高絕緣層的熱傳導(dǎo)率及避免其它問題，金屬基電路板內(nèi)的膠必須完全 排除。金屬板上可直接包覆陶瓷膜(如AlN或SiO2),但陶瓷膜的熱傳導(dǎo)率還不夠高，對(duì)一 些大功率及極密集的LED冷卻效果不彰。除此之外，在陶瓷表面披覆銅層的附著力很差。細(xì) 微的銅電路很容易自陶瓷膜的表面剝離。導(dǎo)熱最快的薄膜為似鉆碳(Diamond Like Carbon，縮寫DLC)。DLC的熱傳導(dǎo)率可 高達(dá)600W/mk，比銀或銅高很多。似鉆碳分很多種，有些只含碳(如電弧或?yàn)R鍍的DLC)，而 有些可含氫(H)，氮(N)，氟(F)，氧(0)或硅(Si)(如以Radio Frequency CVD或RFCVD所 鍍之DLC)。純碳似鉆碳的導(dǎo)電率太高，并不能有效絕緣。似鉆碳內(nèi)也常含導(dǎo)電的石墨鍵， 這種似鉆碳也不能用來絕緣銅導(dǎo)線。一般說來，以物理氣相沉積(PVD)包覆的似鉆碳導(dǎo)電 率太高，因此多不適用。以化學(xué)氣相沉積(CVD)包覆的似鉆碳內(nèi)可含多量(占全部原子數(shù) 目的1/4-1/2)的H，N，F(xiàn)，0或Si原子。這些非碳原子會(huì)先減少碳的石墨鍵，使電流難以傳 遞。但氣體原子太多也會(huì)切斷鉆石鍵，使熱流也被阻斷，所以似鉆碳內(nèi)氣體原子所占比率應(yīng) 落在1/4至1/2的范圍。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于設(shè)計(jì)一種減小光衰的、適合大功率LED的金屬基板。本實(shí)用新型在鋁板外依次包覆含1/4-1/2原子比率的H、N、0、F或Si的似鉆碳層 絕緣層、能與碳反應(yīng)的金屬層、銅線電路層、防焊層和無鉛金屬層。本實(shí)用新型所形成的鋁基板既具有較好的絕緣性，似鉆碳層與基板的附著強(qiáng)度高 達(dá)20kg/cm2，本實(shí)用新型鋁基板的熱傳導(dǎo)率大于10W/mk，比傳統(tǒng)含膠絕緣層的熱傳導(dǎo)率大 兩倍以上。故本實(shí)用新型有較好的導(dǎo)熱性，特別適合于大功率LED的應(yīng)用，能有效降低光衰 速度，為人們充分利用LED節(jié)能產(chǎn)品創(chuàng)造條件。為了形成一定的絕緣性，所述似鉆碳絕緣層的厚度為200 lOOOnm。為了加強(qiáng)金屬板的絕緣能力，在鋁板和似鉆碳絕緣層之間設(shè)置氧化層。
圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，在鋁板1外依次包覆氧化層2、含1/4-1/2原子比率的H、N、0、F或Si 的似鉆碳層絕緣層3、能與碳反應(yīng)的金屬層4、銅線電路層5、防焊層和無鉛金屬層6。能碳化的金屬為鎂、硅、鉻、釩或鈦。似鉆碳絕緣層3的厚度為200 lOOOnm。權(quán)利要求1.一種安裝LED的金屬基板，包括鋁板，其特征在于在鋁板外依次包覆含1/4-1/2原子 比率的H、N、0、F或Si的似鉆碳層絕緣層、能與碳反應(yīng)的金屬層、銅線電路層、防焊層和無 鉛金屬層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述安裝LED的金屬基板，其特征在于鋁板和似鉆碳絕緣層之間設(shè)置氧化層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述安裝LED的金屬基板，其特征在于所述似鉆碳絕緣層的厚 度為 200 IOOOnm0
專利摘要一種安裝LED的金屬基板，涉及電路板基材技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于大功率LED的金屬基板的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。在鋁板外依次包覆含1/4-1/2原子比率的H、N、O、F或Si的似鉆碳層絕緣層、能與碳反應(yīng)的金屬層、銅線電路層、防焊層和無鉛金屬層。本實(shí)用新型所形成的鋁基板既具有較好的絕緣性，似鉆碳層與基板的附著強(qiáng)度高達(dá)20kg/cm2，本實(shí)用新型鋁基板的熱傳導(dǎo)率大于10W/mk，比傳統(tǒng)含膠絕緣層的熱傳導(dǎo)率大兩倍以上。故本實(shí)用新型有較好的導(dǎo)熱性，特別適合于大功率LED的應(yīng)用，能有效降低光衰速度，為人們充分利用LED節(jié)能產(chǎn)品創(chuàng)造條件。
文檔編號(hào)H01L33/64GK201829540SQ201020230669
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者宋健民 申請(qǐng)人:江蘇鑫鉆新材料科技有限公司