《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》是深圳市安培盛科技有限公司於2014年2月18日申請的專利，該專利的公布號為CN103762294A，授權公布日為2014年4月30日，發明人是鄔若軍。
《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》公開了一種具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法，該陶瓷基板包括分割成多個COB封裝基板的氧化鋁陶瓷基板；每個COB封裝基板上靠近預定貼裝LED裸片的位置上均燒結有NTC感測器，每個NTC感測器上絲印有保護釉；氧化鋁陶瓷基板上印刷有分別與LED裸片電連線的正極電源線和負極電源線，且氧化鋁陶瓷基板上還印刷有分別與NTC感測器電連線的正極引線和負極引線。該發明將NTC感測器燒結在氧化鋁陶瓷基板上，使得該陶瓷基板具有感溫功能，能夠輸出LED裸片的溫度信號，在工作時NTC感測器把感溫信號輸出給驅動電源，驅動電源根據LED裸片的工作溫度調節電源功率輸出，保證LED光源始終工作在安全溫度以下。
2020年7月14日，《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法
- 申請人：深圳市安培盛科技有限公司
- 申請日：2014年2月18日
- 申請號：2014100542325
- 公布號：CN103762294A
- 公布日：2014年4月30日
- 發明人：鄔若軍
- 地址：廣東省深圳市龍崗區平湖富民工業區富康路53號西座2-4樓
- Int. Cl.：H01L33/48(2010.01)I、H01L23/15(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
陶瓷COB（chip on board）封裝因其高密度、大功率、低成本的優勢已經成為LED封裝的發展趨勢。由於LED發光晶片固有的負溫度係數特性，需採用恆流輸出的驅動電源，或者採用正溫度係數補償方案，防止LED裸片過熱燒毀或者因過熱而降低壽命。2014年前一般都採用恆流輸出電源，但比恆壓輸出電源效率低10%以上，成本高30%以上；採用正溫度係數補償方案的效率更低。恆壓源的效率雖然較高，但無法保證LED光源始終工作在安全溫度以下，需要電源根據LED的工作溫度調整輸出電壓。
發明內容
專利目的
《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》提供一種成本低、工作安全、工序簡單的具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法，保證了測溫的可靠性。
技術方案
《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》提供一種具有溫感功能的陶瓷基板，包括分割成多個COB封裝基板的氧化鋁陶瓷基板；每個COB封裝基板上靠近預定貼裝LED裸片的位置上均燒結有NTC感測器，每個NTC感測器上絲印有保護釉；所述氧化鋁陶瓷基板上印刷有分別與LED裸片電連線的正極電源線和負極電源線，且所述氧化鋁陶瓷基板上還印刷有分別與NTC感測器電連線的正極引線和負極引線。其中，所述NTC感測器由NTC陶瓷漿料絲印而成。其中，所述保護釉為玻璃釉。
《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》還提供一種具有溫感功能的陶瓷基板的製作方法，包括以下步驟：
步驟1、絲印NTC陶瓷漿料：在氧化鋁陶瓷基板的每個COB封裝基板上靠近預定貼裝LED裸片的位置上均絲印NTC陶瓷漿料；
步驟2，第一次燒結：將絲印好NTC陶瓷漿料的氧化鋁陶瓷基板置於烘箱中，經過第一次燒結使NTC陶瓷漿料形成NTC感測器，並與氧化鋁陶瓷基板燒結為一體；
步驟3，第二次燒結：採用銀漿在每個COB封裝基板上絲印LED裸片的互連導線，並經過第二次燒結後，在每個COB封裝基板上均形成銀導電線路；
步驟4，第三次燒結：在NTC感測器上絲印上保護釉，經過第三次燒結並包封，使得該氧化鋁陶瓷基板具有感溫功能。
其中，所述步驟3中的互連導線包括分別與LED裸片電連線的正極電源線及負極電源線和分別與NTC感測器電連線的正極引線及負極引線。
其中，所述步驟2中的燒結溫度在1150-1250℃之間，燒結時間在60-120分鐘之間。
其中，所述步驟3中的燒結溫度在830-890℃之間，燒結時間在15-30分鐘之間。
其中，所述步驟4中的燒結溫度在500-850℃之間。
有益效果
1）將NTC感測器燒結在氧化鋁陶瓷基板上，使得該陶瓷基板具有感溫功能，能夠輸出LED裸片的溫度信號，在工作時NTC感測器把感溫信號輸出給驅動電源，驅動電源根據LED裸片的工作溫度調節電源功率輸出，保證LED光源始終工作在安全溫度以下；這種驅動模式還可補償市電電壓變化和環境溫度變化產生的影響，確保LED光源工作的可靠性；
2）NTC感測器在靠近預定貼裝LED裸片的位置設定，不僅保證了測溫的可靠性，而且就簡化了LED發光組件的組裝；
3）該製作方法只需增加極少的生產工序，使LED光源組裝工序簡化、所需設備少，達到了成本低廉的效果；
4）《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》不僅可用於LED發光組件的COB封裝，而且可用於其他需要溫度檢測的陶瓷印製電路板，以滿足高功率密度電子組件的需要。
附圖說明
圖1為《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》中絲印有NTC感測器的氧化鋁陶瓷基板的結構圖；
圖2為《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》中完成了銀導電線路的陶瓷基板的結構圖；
圖3為《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》中分割後單個COB封裝基板的結構圖；
圖4為《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》中貼裝了LED裸片並完成引線鍵合的陶瓷基板的結構圖；
圖5為《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》中分割後的單個COB封裝基板中LED發光組件的結構圖；
圖6為《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》的製作流程圖。
主要元件符號說明如下：10、氧化鋁陶瓷基板；11、NTC感測器；12、正極電源線；13、負極電源線；14、正極引線；15、負極引線；16、LED裸片；17、鍵合引線；18、COB密封膠；100、COB封裝基板。
技術領域
《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》涉及COB封裝領域，尤其涉及一種具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法。
權利要求
1.一種具有溫感功能的陶瓷基板，其特徵在於，包括分割成多個COB封裝基板的氧化鋁陶瓷基板；每個COB封裝基板上靠近預定貼裝LED裸片的位置上均燒結有NTC感測器，每個NTC感測器上絲印有保護釉；所述氧化鋁陶瓷基板上印刷有分別與LED裸片電連線的正極電源線和負極電源線，且所述氧化鋁陶瓷基板上還印刷有分別與NTC感測器電連線的正極引線和負極引線。
2.根據權利要求1所述的具有溫感功能的陶瓷基板，其特徵在於，所述NTC感測器由NTC陶瓷漿料絲印而成。
3.根據權利要求1所述的具有溫感功能的陶瓷基板，其特徵在於，所述保護釉為玻璃釉。
4.一種具有溫感功能的陶瓷基板的製作方法，其特徵在於，包括以下步驟：
步驟1、第一次燒結：在氧化鋁陶瓷基板的每個COB封裝基板上靠近預定貼裝LED裸片的位置上均絲印NTC陶瓷漿料；
步驟2，將絲印好NTC陶瓷漿料的氧化鋁陶瓷基板置於烘箱中，經過第一次燒結使NTC陶瓷漿料形成NTC感測器，並與氧化鋁陶瓷基板燒結為一體；
步驟3，第二次燒結：採用銀漿在每個COB封裝基板上絲印LED裸片的互連導線，並經過第二次燒結後，在每個COB封裝基板上均形成銀導電線路；
步驟4，第三次燒結：在NTC感測器上絲印上保護釉，經過第三次燒結並包封，使得該氧化鋁陶瓷基板具有感溫功能。
5.根據權利要求3、4所述的具有溫感功能的陶瓷基板，其特徵在於，所述步驟3中的互連導線包括分別與LED裸片電連線的正極電源線及負極電源線和分別與NTC感測器電連線的正極引線及負極引線。
6.根據權利要求4所述的具有溫感功能的陶瓷基板，其特徵在於，所述步驟2中的燒結溫度在1150-1250℃之間，燒結時間在60-120分鐘之間。
7.根據權利要求4所述的具有溫感功能的陶瓷基板，其特徵在於，所述步驟3中的燒結溫度在830-890℃之間，燒結時間在15-30分鐘之間。
8.根據權利要求4所述的具有溫感功能的陶瓷基板，其特徵在於，所述步驟4中的燒結溫度在500-850℃之間。
實施方式
參閱圖1-5，《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》提供的具有溫感功能的陶瓷基板，包括分割成多個COB封裝基板100的氧化鋁陶瓷基板10；每個COB封裝基板100上靠近預定貼裝LED裸片16的位置上均燒結有NTC感測器11，每個NTC感測器11上絲印有保護釉（圖未示）；氧化鋁陶瓷基板10上印刷有分別與LED裸片16電連線的正極電源線12和負極電源線13，且氧化鋁陶瓷基板10上還印刷有分別與NTC感測器11電連線的正極引線14和負極引線15。
《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》是將該氧化鋁陶瓷基板10分割為8行5列的矩形狀COB封裝基板100。當然，《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》並不局限於上述的分割方式，還可以可以根據實際情況對氧化鋁陶瓷基板10的分割方式進行改變，如果是對氧化鋁陶瓷基板10分割方式的改變，均落入該發明的保護範圍內。
在該實施例中，正極電源線12和負極電源線13均呈弧形狀，且正極電源線12和負極電源線13對稱印刷後圍合成預定貼裝LED裸片16的位置。《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》最佳的實施方式是將正負極電源線印刷成弧形狀的。當然，《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》並不局限於上述的形狀，還可以可以根據實際情況對正負極電源線的形狀進行改變，如果是對正負極電源的形狀的改變，均落入該發明的保護範圍內。
在該實施例中，正極電源線12和負極電源線13之間形成一間隙，NTC感測器11置於該間隙內。這種印刷方式不僅方便上述導線的印刷，合理利用空間，而且加快印製導線的固化。當然，也可以根據實際情況對導線位置的改變。
在該實施例中，NTC感測器11由NTC陶瓷漿料絲印而成。在每個COB封裝基板100上靠近預定貼裝LED裸片16的位置上，絲印NTC陶瓷漿料並通過燒結後形成NTC感測器11，且與氧化鋁陶瓷基板10燒結為一體。
在該實施例中，保護釉為玻璃釉。玻璃釉具有高亮度、高抗菌、高自潔、高防水等特性，將該玻璃釉用於NTC感測器11上，可保證NTC感測器11表面的高度平滑，而且極易清潔，提高了使用的方便性。當然，《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》並不局限於保護釉的類型，如果是對保護釉類型的改變，均落入該發明的保護範圍內。
參閱圖6，《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》還提供了具有溫感功能的陶瓷基板的製作方法，包括以下步驟：
步驟S1、絲印NTC陶瓷漿料：在氧化鋁陶瓷基板10的每個COB封裝基板100上靠近預定貼裝LED裸片16的位置上均絲印NTC陶瓷漿料；該NTC陶瓷漿料具有較高的溫度測量、感測、控制精度及負溫度係數，可與LED裸片16的負溫度係數配合工作。
步驟S2，第一次燒結：將絲印好NTC陶瓷漿料的氧化鋁陶瓷基板10置於烘箱中，經過第一次燒結使NTC陶瓷漿料形成NTC感測器11，並與氧化鋁陶瓷基板10燒結為一體；該步驟中的燒結溫度在1150-1250℃之間，燒結時間在60-120分鐘之間。
步驟S3，第二次燒結：採用銀漿在每個COB封裝基板100上絲印LED裸片16的互連導線，並經過第二次燒結後，在每個COB封裝基板100上均形成銀導電線路；該步驟中的燒結溫度在830-890℃之間，燒結時間在15-30分鐘之間。該導線包括與LED裸片16電連線的正極電源線12及負極電源線13和分別與NTC感測器11電連線的正極引線14和負極引線15。
步驟S4，第三次燒結：在NTC感測器11上絲印上保護釉，經過第三次燒結並包封，使得該氧化鋁陶瓷基板具有感溫功能。該步驟中保護釉燒結溫度在500-850℃之間，當然可以保護釉的特性選擇燒結溫度。
通過上述的四個步驟，即完成了具有溫感功能的陶瓷基板，然後在該陶瓷基板10上貼裝好LED裸片16後進行引線鍵合、滴注三基色螢光粉等典型的LED封裝工序，即構成能夠輸出溫度信號的LED 發光組件。上述封裝工序包括以下有兩種方案：第一種，按照圖2中的分割方式將陶瓷基板分割成多個具有感溫功能的LED陶瓷基板，分割結構如圖3所示。第二種，整塊陶瓷基板暫不分割，在整塊陶瓷基板上貼裝LED裸片16，並進行引線鍵合，LED裸片16與LED裸片16及LED裸片16與正負極電源線之間通過鍵合引線17連線。再採用半透明的COB密封膠18對氧化鋁陶瓷基板10上各個LED組件，LED組件包括LED裸片16、鍵合引線17以及NTC溫度感測器11，進行密封，完成陶瓷COB封裝的全套工序；最後將包封好的各個LED組件按照圖2中的分割成一個個單獨的LED組件，最終結果顯示如圖5。
榮譽表彰
2020年7月14日，《具有溫感功能的陶瓷基板及其製作方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
