TW200824009A - Device chip carriers, modules, and methods of forming thereof - Google Patents
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Description
200824009 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種高熱效晶片載體及模組之形成。特定 而§,本發明係關於介電質厚膜組合物及該等組合物在形 成晶片載體及模組中之應用。本發明之某些實施例係關於 用於各種照明應用之發光二極體(LED)晶片載體及模組, 該等照明應用包括,但不限於LED背光、液晶顯示器
(CD)…、明、與顯示器相關之光源、汽車照明、裝飾照 明、標誌及廣告照明及資訊顯示器應用。 【先前技術】 可以夕個共軛有機聚合物層來製造固態電子裝置。基於 共軛來合物之二極體且尤其發光二極體(led)及光偵測二 極體由於其可能用於顯示器及感測器技術而尤其具有吸引 力此類裝置具有一包括一藉自電極(陽極或陰極)結合在 相對側上且載於一固體基板上之光電活化共輕有機聚合物 層或膜之結構。 通常’在聚合物二極體且尤其PLED中用作活性層之材 料包括展示光致發光之半導體共輕聚合物。在某些較佳設 置中’該等聚合物展示光致發光且係可溶且可自溶液加: 成均勻薄膜。 基於有機聚合物之電子裝置之陽極通常由一相對較高 函數之金屬製成。該陽極用於將電洞注入半導體發光聚 物之以其他方式填充之P-帶。 相對車乂低功函數之金屬(諸如鎖或pm < I23708.doc 200824009 么陰極材料。此低功函數陰極用於將電子注入半導體發光 聚合物之其他空p*-帶。在陽極處注入之電洞與在陰極處 注入之電子在活性層内以輻射方式重新結合且發光。 led,⑼通^可由表示為坎德拉之同軸光強來表徵。光 強度闡述自一#限面積源所韓射之每一立體角度之通量。 此外,通量係自-源向所有方向所發出光之總量。出於本 發明之目# ’通量將用於闡述LED之亮度。 根據其輻射能及功率來規定輻射度光而不考慮該輕射之 視見效果。$度光係在人類可見響應方面根據⑽標準觀 察者響應曲線而進行規定。此外,在光子學及固態物理學 之領域中,將發光效率定義為以流明表示之光度通量與以 瓦特表示之輻射度通量之間的轉換。 應注意,發光效率係-特定LED發光源之主波長之函 數。舉例而言一氮化銦稼(InGaN)LED顯示:對應於主 波長自奈米位移至56G奈米,發光效率自85流明/瓦特 增至_流明/瓦特。另一方面,一磷化銘銦稼(Alln_ 不:對應於主波長自580奈米位移至640奈米,發光效率自 580流明/瓦特降至_流明/瓦特。出於本發明之目的,參 考LED峰值透射率之發光效率。 大多數典型先前技術LED經設計以不超過3〇至6〇毫瓦之 電功率運作。最近,已引入能夠在1瓦特輸入功率下連續 使用之市售LED。該等LED使用較先前咖之為大之半導 體晶片來處理大功率。出於散熱以使接面溫度降至最低且 保持照明效能之目的,通常將該等較大晶片安裝至一較先 123708.doc 200824009 前LED結構更有效之熱導體(例如金屬塊)上。 通常,5瓦特之LED可以1 8至22流明/瓦特之效率供使 用’ 10瓦特之LED可以60流明/瓦特之效率供使用。該等1〇 瓦特之LED光裝置將產生與一普通5〇瓦特白織燈泡大約相 同的光且將促進LED用於普通照明需要。
儘管目前可利用該等led裝置,但仍存在對可提供改良 之效能特性(諸如增加之散熱品質)、改良之製造製程及更 ⑩ 低成本之優點之改良LED模組之需要。其他優點包括TCE 與晶片之匹配更接近、更小之尺寸、重量輕、環境穩定、 電路整合能力提高、光反射率增強、製造簡化、提高之良 率、更寬之製程公差、高機械強度及有效散熱。無一先前 技術LED達成在一 LED晶片載體及LED模組之形成中使用 一厚膜電介質膏組合物,而在一 LED晶片載體及LED模組 之形成中使用一厚膜電介質膏組合物在基底材料(在某些 貝施例中之陽極處理層)中促成了改良之介電性質且因此 ⑩ 改良效能特性。 現有技術或材料可能無法耐受高溫應用,尤其在處理期 間。典型有機材料在低於300 °C之溫度下固化。而厚膜技 術可耐受高温應用,諸如3〇(rc以上之彼等應用。 一 一實例係頒予Larson之美國專利第5,687,062號。Larson 揭示一種高熱效電路板,該電路板具有一具有高熱傳導係 數及接近矽之熱膨脹係數之基底層,諸如碳化鋁。該基底 層之上係一陽極處理金屬層,該金屬層或係一形成於該基 底上且然後經陽極處理之單獨材料(諸如鋁),或係一該基 123708.doc 200824009 底本身之經陽極處理部分。㈣將_具有低熱傳導係數但 具有良好電絕緣及黏性品f之密封劑材料(諸如& f ^⑽⑧ FEP)施加至該經陽極處理之金屬。該密封劑流入經陽極處 理之多孔金屬結構之空腔中,產生_良好錯固黏結。铁後 將-金屬落層黏結至該密封劑之表面,且將該金屬箱層用 於使用習用方法來形成導電電路路徑圖案。^嶋揭示, 該經陽極處理金屬之微腔容許流人該金屬孔内之密封劑材 料錯固。Larson進-步❹,將Tefl〇n⑧咖 溫度赠,且然後在-卿平方英对之壓力下強:: 進入该乳化銘之多孔表面中該經陽極處理之金屬用作 岔封劑之基質,使該密封劑錨固至該陽極處理金屬。 舉例而言,印刷電路板設計通常由該等有機材料形成且 無法一耐受高温應用之必需高溫。本發明在高溫、高溫應用 (如高功率LED應用)中係有用。 本技術中已提供LED晶片載體裝置之各種設計及構造。 然而’其皆存在與各種功能、製造性及成本有關之問題。 包括用於LCD應用中之模組在内之照明應用仍需要使咖 裝置具有較好之效能特性,該等較好之效能特性容許改良 散熱性質及熱傳導係數性質以改良發光二極體模組之整體 色知Π口貝且延長模組壽命。此外,仍存在對容許生產成本 降低之LED裝置及生產一大面積LED裝置之技能之需要。 本發明已提供該等材料、方法、晶片載體及模組以達成照 明技術之此一創新。 【發明内容】 123708.doc 200824009 本發明提供一種形成一晶片載體之方法,該方法包含: 提供一具有相對之上及下表面之基底材料;提供一電介質 厚膜組合物;將該電介質厚膜組合物施加至該基底材料之 上表面;焙燒該電介質厚膜組合物及該基底材料,從而形 成一包含一經焙燒基底層及經焙燒電介質層之結構;及施 加一至少部分地覆蓋該電介質層之導電層。在一進一步實 施例中,揭示一種形成一晶片載體之方法,該方法進一步 包含如下步驟:焙燒該導電層;提供至少一個組件;將一 組件附接材料施加至該電介質層;將該組件放至該組件附 接材料上;及將該組件連接至該導電層。 【實施方式】 雖然藉由參考led應用來闡述本發明,但應瞭解各個實 %例可用於眾多電子應用中,包括各種照明應用。本發明 進一步提供新穎照明裝置,其包括:(1)薄且輕型訊息顯示 态’諸如機場、火車站及其他場所之公共資訊標誌;(2)狀 L才曰不為’諸如專業儀器儀錶及消費者音頻/視頻設備上 之開/關燈;(3)用於TV、DVD及VCR遙控器内之紅外線 LED ; (4)替代有色玻璃後之普通燈泡之交通信號燈中之群 本’(5)>又車指示燈;(6)腳踏車照明;(7)計算器及量測儀 叩顯不益,(8)必須保持夜視之環境中(諸如在飛機駕駛 鈿’曰艇及船橋、天文臺及諸如夜間動物觀察及戰場用途 之項域中)之指示器及字母數字顯示器之紅色或黃色LED ; ()在…、相暗室中提供不會導致底片不期望曝光之照明; (1〇)…、明,諸如閃光燈或火炬;(11)緊急或發訊燈塔及閃 123708.doc 200824009 光燈;(12)用於機械及光學 予冤胸巧鼠及軌跡球之運動感測 …(13)南端LED列印機;及(14)普通家庭照明。
本發月揭不-種提供—改良晶片載體及模組之改良製造 方法:在LED應用中,該等晶片可係(例如)—個(白、紅、 綠或藍)LED晶片或由至少三個(白、紅、綠及雖肋晶片 成之夕個LED日日片且其或具有_内置電路驅動器或且有 -至-:卜部電路驅動器同時提供散熱通路之連接。、 應注意,需要LED晶#與任何相關光學材料之某些特定 組合來自-單晶片組或模組提供白光。出 正文及中請專職圍之目的,白色LEDW表示= 晶片與光學材料之特定組合之類型,只要其產生白光。舉 例而口目岫在製造中之多數白色LED使用覆蓋有一微黃 色鱗光體塗層之45(M70奈米藍色氮化稼(GaN)LED,該磷 光體塗層通常由摻雜有鈽的釔鋁石榴石(YAG:c匀晶體製 成。YAG:Ce之單晶形式被視為閃爍體而非磷光體。由於 頁光刺激人眼之紅色及綠色感受器,因而由藍光與黃光形 成之此a光產生白光外觀。亦可藉由使用基於高效銪之紅 色及藍色螢光粉加上摻有硫化鋅之綠色發光銅及鋁 (ZnS:Cu,Al)之混合物塗佈近發射紫外光之lEd來製得白色 LED。製造白光LED之另一選擇係不使用磷光體,而基於 一 ZnSe基板上之同質壘晶生長之硒化鋅(ZnSe),其自其有 源區域發出藍光且同時自該基板發出黃光。儘管如此,通 常將白光用作LCD(液晶顯示器)背光,不論該光來自上述 單晶組或紅、綠及藍色LED之組合。 123708.doc -11- 200824009 形成一晶片/組件載體之方法 本發明提供-種形成-晶片(或組件)載體之新顆方法, 其包括:⑴提供-具有上、下相對表面之基底材料;提供 —介電質厚膜組合物;將該介電質厚膜組合物施加至該基 底材料之上表面卜培燒該介電質厚膜組合物及該基底材 料攸而形成一包含一經培燒基底層及經培燒介電質層之 結構’·施加一至少部分地覆蓋該介電質層之導電層。 在圖1中,s底材料由基底A1(圖i中符號1〇1)及一氧化 層(圖!中符號1〇2)組成。該介電質層由圖丄中符號ι〇3表 π ’ 1該導電層由中符號1G4表示。重要的是應注意, 圖1及圖2僅表示本發明之若干實施例,且本發明可使用包 括揭不於本文中之材料在内之眾多基底材料。 在—進-步實施例中,本發明揭示—種形成—晶片載體 之方法’其進一纟包含如下步驟··培燒該導電㉟;提供至 J個、、且件,將一組件附接材料施加至該介電質層丨將該 組件放置至該組件附接材料上;且將該組件連接至該導電 層。 基底材料(基板) 較佳係使用包含-為良好導熱體之上表面的基底材料或 基板。可用於本發明中之上表面之實例包括金屬材料。可 用之上表面包含,但不限於選自包含鋁、鈦、鈕及錯之組 群之孟屬。應瞭解,下及上相對表面可由相同材料形成。 可用作基底材料(包括相對之上表面及下表面兩者)之其他 材料包括,但不限於包含鋁、氧化鋁、類金剛石碳/鋁、 123708.doc -12- 200824009 銅、金屬基質鋁/碳/纖維複合物'銀、金、鈦、鈕、及錯 之組群。 在本發明一實施例中,該上表面係經氧化(在含鋁基板 材料之情況下係經陽極處理)。本文所用"氧化"意指與氧結 合或形成一含氧之膜或層。本文所用”氧化”包括陽極處 理。應注意,可提供一經氧化上表面予包括上及下表面之 整個基底材料。在本發明中,氧化該基底材料並非必要, 且其僅為視需要之步驟。
介電質厚膜膏或帶組合物 ^ ^中’介1 f厚膜膏及帶組合物係用作介電質 層。介電質厚膜膏及帶組合物係在工#中眾所習知且 面有售。通常,可用於本發 在雷早ή 士 “ “〒之^子膜“且合物之類型係 在电子工業中銷售之習用產品。 組合物,”在處理_ υ使用可培燒厚膜膏 該等組合物之有機物會被㈣ 或虼k掉。該厚膜膏及帶組 70 中之介電質於及物“ “政佈於有機介質 冤貝叔及/或無機黏結劑(無機相)。 該有機介質通常係-聚合物在溶劑 ϊ添加劑(諾如本品、工從此外,少 (4 士表面活性劑)可為該有機 於此目的之fL赍田取人1 貝之一口 P分。用 取㊆用♦合物係乙基纖維素。 例包括乙縫乙基纖維素、W合物之其他實 脂之混合物、清$ ft / A S 土纖維素與酚醛樹 4¼脂且亦可使用低 酉曰。在厚膜組合物中使用@ & 知聚甲基丙烯酸 〜T便用取廣泛之溶 心或萜品醇)或置盥1 ^ _ 糸酉曰醇及萜(諸如 ;^與其他溶劑(諸如,松、法^ , -甲酸二丁酯、丁基卡 ,々某油、鄰苯 %、丁基卡必醇乙酸_、己二醇 123708.doc -13 - 200824009 及高沸點醇及醇酯)之混合物。此外,施加至基板上之後 用以促進快速硬化之揮發性液體可包括於煤劑中。該等及 其他心劑之各種組合經調配以達成所需黏度及揮發性需 求。 在某些實施例中可用之無機黏結劑包含可購自Vi〇x公司 作為第24935及24935CM號商品之玻璃粉。本發明之無機 相亦可存在填充劑。普通填充劑包括氧化鋁及二氧化矽, 及彼等熟諳此項技術者所習知之諸多其他材料。 在培燒之前,-處理需求可包括_可選熱處理,諸如: 乾燥、固化、回&、銲接及㉟等熟諳厚膜技術者所習知之 其他處理。在本發明中可用作介電質層之厚膜膏及帶組合 物之實例包括可自Ε· L du p〇nt de Nem〇urs _
Company(納幕爾杜邦公司))購得之第35〇3號商品,介電質 及 在右干貝施例中,可用於本發明中之介電質厚膜 組合物(介電質A及B)包含3%乙基纖維素、4%薛品醇、4% 鄰苯二甲酸二丁酯、及85%玻璃/填充劑。所用玻璃及玻璃/ 填充劑係Vi〇x之第24935及24935CM號商品。 在一實施例中,本發明之厚膜介電質組合物係一無鉛厚 膜組合物。彼等熟諳此項技術者瞭解多種介電質厚膜組合 物可用於本發明之各個實施例中。該等可用組合物可根據 應用、系統需求、焙燒溫度曲線分佈等而改變。 在一實施例中,介電質厚膜組合物之無機相基於總厚膜 組合物係介於50至95重量百分比之範圍内。在一進一步範 圍内,無機相基於總厚膜組合物係介於6〇至9〇重量百分比 123708.doc •14- 200824009 之範圍内。在一進一步實施例中,介電質厚膜組合物之無 機相基於總厚膜組合物係介於80至重量百分比之範圍 内。 可藉由彼等熟習此項技術者所習知之多種施加方法施加 該厚膜組合物。該等施加方法包括,但不限於絲網印刷、 軋製、浸塗、噴塗及帶層壓。 本發明之厚膜介電質膏及帶組合物包含一種或多種玻 璃,一種或多種樹脂及一種或多種溶劑。一旦經焙燒或處 理(在一典型450至600C之範圍内且較佳地在480至560。〇 之範圍内,且更佳地在5〇〇至560 °C範圍内之焙燒溫度 下)’该介電質形成一提高黏結強度之玻璃/陶瓷複合物。 由於存在厚膜組合物(且其中含有玻璃)且由於所形成之玻 璃/陶瓷物理機械及化學黏結,該基底材料與該介電質層 之間的黏結強度明顯地高於先前技術之黏結強度。該介電 質層係熱反應,此達成至該基底材料之物理機械黏結及化 學黏結二者。 此外,焙燒後,所形成之介電質層展示一再熱非熱塑性 現象。有效的是,所形成之介電質層係非熱塑性。在某些 貫^例中,培燒後形成_結晶玻璃。 導電層 该導電層通常由一導電金屬形成。在一實施例中,該導 電層由一厚膜貧或帶組合物形成。該厚膜膏或帶可被固化 或焙燒。典型導電層包含選自包含Ag、Cu、A1等之組群 之金屬。可藉由該導電層形成一電路。 123708.doc -15- 200824009 市售厚膜f及帶可用於本發明中。在本發明中可用作導 電層之厚膜膏及帶組合物之實例包括可自E. [ h价心
Nemours and Company購得之第 7713號商品。 形成一晶片/組件模組之方法 根據形成一晶片/組件載體之上述方法,可藉由額外步 驟形成一晶片/組件模組。本發明一實施例係形成一晶片 (或組件)模組之方法,該方法包含··提供一具有相對之下
及上表面之基底材料,《中該上表面係可氧化;將該基底 材料之上表面氧化,從而形成一基底層及一氧化層;將一 介電質厚膜組合物施加至該氧化層上;培燒該介電質厚膜 組合物、基底層及氧化層,從而形成一經焙燒之基底層、、 氧化層及介電質層;施加—至少部分地覆蓋該介電質層之 :電層;提供至少一個組件;施加一組件附接材料(圖2中 付號105)至該介電質層,其中該(等)導電層⑽,2中符號 不接觸違組件附接材料·,將該组件(圖2中符號1〇6)放 至忒組件附接材料上;將該組件連接至該導電層(在一實 ^例中,藉由兩個或更多個銲線)(圖2中符號107)。存在兩 種而要不同黏著方法之典型組裝方法··⑴使用具有填充底 :(%\氧树脂)之銲料凸塊之覆晶方法;及(2)面朝上方法, 其中可使用環氡樹脂或具有Ag之金屬襯墊或銲料(晶片上 可权知之金屬襯墊)。本發明之各個實施例包含該等兩種
、且衣方法。晶片模組之一實施例係一用於LED應用中之發 光二極體晶片模組。 X 基底材料、介電質層及導電層之以上詳述適用於且可用 123708.doc -16- 200824009 之實施例中 以下進一 於本發明之形成 V取 組件模組之方法 步詳述形成組件模組之方法。 組件附接材料 種::Γ組件時’通常使用—環氧材料或銲料來附接。- ㈣Γ可❹某些實施財。例如,可❹l 、干八/見以上關於覆晶及面部朝上方法之 囊封劑
二!,?實施例V可將一介電質材料用作-囊封劑。該 =、w可心覆蓋該等導電(通常係銀厚臈膏組合物)跡 達成保護及/或提供一用於發光二極體應用中之反射 ㈣,附加效m的。舉例而言,若將介電質材料用作 :該等導電跡線上之囊封劑且㈣燒,若然後該囊封劑變 成白色,則其將可用作一反射囊封劑。可將各種介電質厚 膜組合物用作囊封劑。彼等組合物包括市售組合物。、 實例 將藉由舉出貫用實例進—步詳述本發明。然而,本發明 之範圍不以任何方式受限於該等實用實例。 實例1至17 該等實驗之目的係評價經陽極處理之鋁基板(具有一經 陽極處理鋁上表面之基底材料)上由Ε· I· du Pont de Nemours and Company提供之兩種單獨Dup〇nt實驗厚膜組 合物,介電質A及介電質b。該等介電質組合物係厚膜介 電質貧組合物。藉由四種不同導電層(即,銀A、B、c及 D)測試每一介電質A&B。此外,將每一介電質(介電質a 123708.doc •17· 200824009 及B)經-次培燒及兩次培燒,然後藉由該等四個不同導電 層之每一者測試經一次焙燒及兩次焙燒之介電質,如此共 給出16個實例。亦實施一無介電質層之控制實例Η。 將該等基板切割成由Nimet Industdes公司供應之 1 1厚40在耳之經陽極處理鋁。該經陽極處理之鋁基 底材料包含一陽極膜上表面層(即’ -經陽極處理之鋁表 面)。該陽極膜厚35至4〇微米。介電質A使用vi〇x c〇rp.之 第24935號(Pb-Zn-B)商品玻璃粉’且介電質B使用vi〇x C〇rP.之第24935CM (Pb_Zn_B_Ti)號商品玻璃粉。該無機相 佔總厚膜組合物之重4比係85%。該等有機物(有機介質或 煤劑)本質上由一乙基纖維素樹脂及鄰苯二甲酸二丁酯與 祐品醇之溶劑系統組成。#然彼等熟悉此項技術者所習知 之其他有機介質亦可用於本發明中。 藉由絲網印刷一塗層(焙燒〜14 μπι)施加該等介電質組合 物(介電質Α及介電質Β),在室溫下乾燥5分鐘且在15〇它下 乾餘15分鐘。然後以一峰值駐留時間〜4分鐘及一總焙燒時 間65分鐘@56(TC焙燒該等基板。亦將一組部件在56〇它下 再次培燒。然後使用—銀導體使用一用㈣有評價測試之 具有80x80密耳方形襯墊之DuP〇nt蛇形電極圖案(所用之一 V 體係可自 Ε· I· du P0nt de Nemours and Company購得之 第7713號商品)對經焙燒組及經二次焙燒組二者進行絲網 印刷。在該實驗中,評價用於經一次焙燒及二次焙燒之組 二者之四個不同Ag電極(分別使用銀a、B、C&D之電極 A、B、C及D)。在每一實例中,將該(等)銀組合物進行絲 123708.doc 18 200824009 網印刷(焙燒厚度〜15㈣’將該組合物在@室溫下乾燥5分 鐘,在@15(TC下乾燥丨5分鐘且在@5〇(rc下培燒以形成2 電極。該實驗亦包括一無介電質之控制部分,如實例丨7。 在將該銀導體焙燒後,觀察所有組之表面缺陷 包括浮泡及龜裂。 該等缺陷 評價該等組之電阻、銲料驗收及黏附力。使用—四線萬 用表(HP模型3478A萬用表)實施電阻量測。自銀襯墊至銀 襯墊測試電阻。
當將藉助引線組裝於襯墊上之各部分在22〇攝氏度之溫 度下曝露至62Sn/36Pb/2Ag銲料達5秒之駐留時間時,銲料 驗收測試評價所形成之銲料黏結力。然後觀察部件之銲料 驗收(電極與引線之間的黏結)。 隶後4價係藉由線拉力強度展示之黏附力。觀察後,醉 由將引線彎曲至90度以使MTS instron可測試該線、八§電 極、介電質、經陽極處理乂介面之黏附力來測試經銲接部 件之黏附力。拉力強度以牛頓量測。 所用組合物實例1β16 介電質組合物Α及Β(膏組合物)包含佔總膏組合物重量百 分比之3%乙基纖維素、4%萜品醇、4%鄰苯二甲酸二丁 酉旨、85%無機相(即,玻璃或玻璃/填充劑)。以下闡述益 八 t\Y\ 機相: 123708.doc -19- 200824009
介電質A
介電質B 將每
Viox玻璃號 24935
24935CM 玻璃組合物
Pb-Zn-B
Pb-Zn-B-Ti 描述 玻璃粉,玻璃CTE(ppm/ °C)=12,6,軟pt. (°〇=329, Tg(oC)=287,TX°C>308 由約40 wt· %填充劑 (PbTi03)及約 60 wt. % 無 機相玻璃剩餘物組成之共 研磨玻璃&填充劑無機相 介電質組合物(以上介電質A及B)焙燒1及2次(不 同於焙燐; & @個單獨塗敷介電質層)。 導電、* ,層繞合物(銀組合物):14 wt· %乙基纖維素、3 wt. %萜品醆 予、7〇 wt· %銀、5 wt· %玻璃,基於總重量百分比導電,♦ 、私予暝組合物。銀D約包含75 wt%銀及無玻璃。 銀 描述 玻璃 玻璃組合物
銀B 控制DuPont 7713
玻璃A
Pb-B-F-Si
銀C 7713之無Pb形式
玻璃B
Bi-Zn-B-Si-Al
銀D 7713之無Pb形式 7713之無玻璃料形式
玻璃C 無玻璃
Asahi ASF-1100B 不可應用 當比較資料時,重要的是注意,對介電質實施再焙燒係 可選且係非必要。該資料的確顯示與經陽極處理鋁一起使 用之讀等介電質之重要性及效益。在無介電質之情況下, 自Ag^墊至Ag襯墊量测到一 700莫姆之平均電阻。有介電 曾日$ 、、疋A或疋B,且經一次培燒或兩次培燒,皆未量測 到傳導性。對該等介電質之進一步評價顯示與銀D之軟銲 性及Ιέ附力良好且有機會最佳化銀之組合物以包括以扑為 123708.doc -20- 200824009 主或無Pb之銀導電組合物用作一候選電極。自該等測試所 得出之最重要結論係該等介電質(介電質A及B)的確可充當 一適當絕緣體用以增強π僅氧化鋁層”之絕緣,且該經焙燒 膜因在該介電質層或Ag電極中無浮泡而看似無缺陷。 實例18至27 :硬塗層經陽極處理A1-3003 [氧化A1-此與用 於先前實驗之以上實例卜16中之經陽極處理之基板相同] 良好及劣質組合物之判斷由觀察整個表面(龜裂、粗糙 度、浮泡等)且特別著重觀察龜裂、及浮泡或起泡來確 定。”起泡”在本文中界定為一脫氣現象及/或燒結現象,其 中一空或有孔穴留於所焙燒膜中且使該膜易受低擊穿及短 路之影響。另一表面缺陷係該氧化層上之組合物之反潤 濕。評價任一該等表面缺陷,且若存在缺陷,甚至在評價 進一步電測試(短路及擊穿電壓)之前使用所存在之缺陷排 除一候選介電質組合物。 對於硬塗層經陽極處理之Al-3003(厚度40密耳),若干組 合物不成功。列於下表之組合物在於540°C之標稱峰值溫 度下在該基板上印刷或焙燒時未得出希望之結果。 介電質 玻璃組合物 #層 平均厚 度(um) 焙燒 溫度 主要表 面缺陷 第18號實例-介電質C Viox第24927號商品 (PbAlBTiZn),其約佔 總厚膜組合物之86 wt·%,無填充劑, TCE=11.4 ^ Is=353t: 1及2 14/27 540及 500 浮泡/ 氣泡 123708.doc -21 - 200824009 第19號實例-介電質D-DuPont 第 3503 万虎商品 Viox市售玻璃產品第 24927CM 號 (PbAlBTiZn)·共研磨 1及2 14/27 540及 500 龜裂/ 反濕潤 第20號實例-介電質E Viox市售玻璃產品第 V2086號(無Pb含 鉈),TCE=10.65 ls=451°C 1 14 540 嚴重龜 裂至剝 落 第21號實例-介電質F Viox市售玻璃產品第 V2088號(無Pb含 鉈),TCE=10.6, Ts=448〇C 1 14 540 嚴重龜 裂至剝 落 第22號實例-介電質G Viox市售玻璃產品第 V2088CM號(無 Pb 含 銘,填充劑為銘酸 矽),TCE=5.3 1 14 540 嚴重龜 裂至剝 落 實例23-介電 質Η Asahi 第 ASF-1100B 號 商品 1 14 540 剝落 實例24-介電 質I 以矽為填充劑之玻璃I 1 14 540 剝落 實例25-介電 質1(重製) 以矽為填充劑之玻璃I 1 14 540 剝落 實例26-介電 質J 玻璃I-無填充劑 1 14 540 剝落 實例27-介電 質Κ 玻璃II-以矽為填充劑 之無Pb玻璃 1 14 540 剝落 玻璃組合物在總玻璃組合物中所佔重量比 玻璃ID號
Si02 Al2〇3 B2O3 CaO ZnO Bi203 Sn02 Na20 Li20 玻璃 I 1.7 0.3 11.8 84.7 2.50 0.4 0.8 玻璃 II 7.11 2.13 8.38 0.53 12.03 69.82 無一無Pb之組合物提供一良好焙燒膜。Viox Corp.之第 24935及24935CM號商品在560攝氏度之升高溫度下能夠顯 示良好結果,而Viox Corp·之第24927號商品當在480攝氏 123708.doc -22- 200824009 度之低於標準溫度下焙燒時其顯示相當良好之結果。然而 即使該玻璃仍顯示輕微龜裂之跡象。重要的是應注意,藉 由修改處理溫度分佈圖(包括焙燒條件等)或修改整個系統 (即,若藉由不同之基底材料或導電層來處理),任一該等 介電質組合物均可顯示良好結果。 實例28至43 :裸A1基板(裸A1-1050) ^ 在無經陽極處理層之裸鋁基板(基底材料)上實施測試。 僅有如下參數不同於以上所述之參數1)無氧化層,及2) • 焙燒溫度係520攝氏度。以下表格將實施良好之組合物與 彼等不好(NG)之組合物分開。該等材料之組合物係玻璃、 可選填充劑(二氧化矽)、乙基纖維素樹脂,及溶劑萜品 醇0 組合物 玻璃組合物 層 焙燒厚 度(μπι) 主要 表面 缺陷 狀態 實例28-介電質D-DuPont 第 3 503 號 商品 Viox 第 24927CM 號玻 璃商品(PbAffiBZn)- 共研磨 1 14 無 好 實例29-介電質L Viox第24109號商品 (PbBSiAl), TCE=11 ^ ls=361°C 1 16 氣泡 不好 實例30_介電質Μ 填充劑為二氧化矽之 含玻璃料BSiAlPb, TCE=7.7,Ts=470〇C 1 22 龜裂 不好 123708.doc -23- 200824009 實例31-介電質N 含玻璃料之 BSiAlPb,TCE=7.7, 18-470^: 1 27 無 好 實例32-介電質〇 以上Y研磨玻璃II, TCE=9,Ts=453〇C 1 11 無 好 實例33-介電質P 無Pb陶瓷玻璃料-高 TCE玻璃料, TCE=22 1 16 氣泡 不好 實例34-介電質Η Asahi 第 ASF-1100B 號 商品 1 12 氣泡 不好 實例35-介電質J 玻璃I 1 10 凹陷 不好 實例36-介電質J 玻璃II 2 28 無 好 實例37-介電質L Viox第24109號商品 (PbBSiAl), TCE=11,Ts=361〇C 2 45 氣泡 不好 實例38-介電質Μ 填充劑為二氧化矽之 含玻璃料BSiAlPb, TCE=7.7,Ts=470〇C 2 50 龜裂 不好 實例39_介電質Ν 含玻璃料之 BSiAlPb,TCE=7,7, Ts=470〇C 2 42 無 好 實例40-介電質0 以上Y研磨玻璃II, TCE=9,Ts=453〇C 2 32 無 好 實例41-介電質Ρ 無Pb陶瓷玻璃料-高 TCE玻璃料’ TCE=22 2 70 氣泡 不好 實例42-介電質Η Asahi 第 ASF-1100B 號 商品 2 24 氣泡 不好 實例43-介電質J 玻璃I 2 23 凹陷 不好 三種組合物看起來皆良好。藉由測試BDV、黏附力及軟 123708.doc -24- 200824009 銲性進一步取介電質j組合物。重要的是應注意,藉由 修改處理溫度分佈圖(包括焙燒條件等)或修改整個系統 (即,若藉由不同之基底材料或導電層來處理),任一該等 介電質組合物皆可顯示良好結果。 金屬基複合材料(MMC)基板(鍍有鎳或鍍有a丨及鎳之裸A1) 之進一步實例
具有妷纖維之鋁複合材料雖然因TCE而不同於其他鋁, 仁亦〃有更粗糙之表面。表面粗糙度可影響龜裂。在讀上亦測試以上所有介電質且所有均具有龜裂問題。 【圖式簡單說明】 圖1表示一本發明之晶 圖2表示其中安裝有一 剖視側圖。 片/組件載體之剖視側圖。 組件之本發明之晶片/組件模組之 【主要元件符號說明】
101 102 103 104 基底層 氧化層 介電質層 導電層 105 106 組件附接材料 晶片/組件 107 連接導線 123708.doc 25
Claims (1)
- 200824009 十、申請專利範圍: 1. 一種形成一晶片載體之方法,該方法包括: 提供一具有相對之下及上表面之基底材料; 提供一介電質厚膜組合物; 將该介電質厚膜組合物施加至該基底材料之該上表 面; 焙燒該介電質厚膜組合物及該基底材料,如此形成一 包含一經焙燒基底層及一經焙燒介電質層之結構;及 施加一至少部分地覆蓋該介電質層之導電層。 2 ·如明求項1之方法,其中該基底材料係選自由鋁、氧化 鋁、鋁合金、類金剛石碳/鋁、銅、鋁金屬基質、銅、鋁/ 碳/纖維複合物金屬基質組成之群組。 3·如明求項1之方法,其中該基底材料包含一上及下表 面,其中該上表面係經氧化。 4·如清求項1之方法,其中該介電質厚膜組合物係選自包 a 厚膜貧組合物及一厚膜帶組合物之群組。 5·明求項1之方法,其進一步包含在焙燒之前使該介電質 厚膜組合物乾燥。 6·如明求項1之方法,其中該導電層係一厚膜膏組合物。 如明求項2之方法,其中該上表面包含選自由鋁、鈦、 鈕及锆組成之群組之氧化金屬。 8·如請求, $ 1之方法,其中該晶片載體係一發光二極體晶 片载體。 種I成一晶片模組之方法,該方法包括·· 123708.doc 200824009 提供一具有相對之下及上表面之基底材料; 提供一介電質厚膜組合物; 將該介電質厚膜組合物施加至該基底材料之該上表 面; 培燒該介電質厚膜組合物及該基底材料,藉此形成一 包含一經焙燒基底層及一經焙燒介電質層之結構; 施加一至少部分地覆蓋該介電質層之導電層; 焙燒該導電層;提供至少一個組件; 將一組件附接材料施加至該介電質層; 將該組件放置至該組件附接材料上;及 將該組件連接至該導電層。 〇· π求項9之方法,其進一步包含在焙燒之前使該介電質 厚膜組合物乾燥。 11.如請求項9之方法’ Α中藉由一選自由如下材料组成之 群=之材料將該㈣連接至該導電層:兩個或更多個連 ,㈣’·焊料及導電晶片附接材料(包括,但不限於導電 環氧材料)。 12·如請求項9之方法 料。 其中該導電層不接觸該組件附接材 13· 14. 15. / 項9之方法,其中該導電層包含Ag。 清求項9t 覆蓋該導電層進一步包含施加-囊封劑以部分地 如^項9之方法,其中將該導電層鍍有-Ni_Au層。 123708.doc 200824009 16 ·如請求項$ 只y之方法’其中在一步驟中焙燒該介電質厚膜 組合物及該導電層。 如明求項9之方法,其中該晶片模組係一發光二極體晶 片模組。 1 8·種藉由晴求項i之方法形成之發光二極體晶片載體。 19· -種藉由請求項9之方法形成之發光二極體晶片模組。 20. —種包含請求項19之模組之裝置。123708.doc
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