一种陶瓷基座封装结构的制作方法

本发明涉及的一种封装结构，特别是涉及应用于陶瓷基座封装领域的一种陶瓷基座封装结构。

背景技术：

1、目前led的主流封装方式是采用有机封装，且主要封装材料多为环氧树脂及硅树脂等有机材料。而由于紫外光波长更短，辐射能量高，这些有机材料受到其长时间照射容易出现老化，从而降低led芯片的发光效率，影响其使用性能和寿命。随着uvled封装技术不断进步，为了提高uvled使用稳定性，无机材料逐步代替有机材料进行封装，如今市场上大都采用陶瓷框进行无机封装，但是其与uvled封装衬板仍避免不了采用有机胶水进行连接。当然也有研究机构(如日本京瓷)研究出采用陶瓷框与封装衬板进行一体成型，省去了后续两者封装连接问题，但这种工艺复杂，并且需要制作精密模具，生产成本极高，不适合工业化批量生产。

2、为解决上述问题，中国专利cn206003815u说明书公开了一种uvled陶瓷基座封装结构，其包括陶瓷基板、金属层、焊料层以及封装陶瓷框，金属层包括分布在陶瓷基板上的电路连接部以及围绕电路连接部的封装连接部，在沿垂直于陶瓷基板的方向上，金属层包括第一金属层和第二金属层，第一金属层设置于陶瓷基板的表面，第二金属层设置于第一金属层的表面，焊料层设置于封装连接部，封装陶瓷框设置于焊料层，该uvled陶瓷基座封装结构能够实现对uvled陶瓷基座的无机封装，避免使用有机封装材料，延长led器件的使用寿命。

3、现有的陶瓷基座大多采用低温工烧（ltcc）工艺来进行多层陶瓷基体的烧结，从而得到整体性良好的陶瓷基座，但现有的陶瓷基座在封装时与封装芯片的结合大多是通过导线与引脚的焊接来完成的，使得封装芯片与陶瓷基座之间的结合力还不够牢固，导线承载主要的结合力会使得导线比较容易出现断裂等问题，且现有的陶瓷基座在多层结构之间的预连接大多通过压合来实现，其自身的预连接结构强度不高，易出现烧结之前的偏移或预连接过程中的偏移，影响后续的成型作业。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是如何提供一种能够增强与封装芯片之间的连接强度，同时增强陶瓷基座自身的结构强度和稳定性的陶瓷基座封装结构。

2、为解决上述问题，本发明提供了一种陶瓷基座封装结构，包括陶瓷基座，陶瓷基座由上下依次叠放的第一封层、第二封层和基层组成，第一封层上表面、第一封层与第二封层之间以及第二封层与基层之间均设置有金属电路层，第一封层、第二封层和基层内均设有竖直延伸的通孔，通孔内设置有连通电路，第一封层、第二封层、基层以及金属电路层和连通电路使用ltcc工艺烧结成型；

3、陶瓷基座上端固定有与连通电路电性连接的封装芯片；

4、第一封层上端开设有避开金属电路层开设有第一加固槽，第一加固槽底部开设有向下延伸的加固孔，加固孔下端开设有长或宽大于加固孔的长或宽的第二加固槽，第一加固槽、加固孔以及第二加固槽内均注有固结剂；

5、封装芯片下端部分区域通过固结剂固定在第一封层上；

6、第一封层、第二封层和基层之间设置有用于增加连接稳定性的加固结构。

7、在上述陶瓷基座封装结构中，通过设置第一加固槽能够增加封装芯片底部与第一封层之间的接触面积，并通过注入固结剂增强封装芯片与第一封层的连接稳定性，固结剂凝固后形成i形结构，使得安装的封装芯片牢固性更好，不易脱离，从而增强该陶瓷基座封装结构的整体稳定性；

8、此外，通过加固结构增加第一封层、第二封层和基层之间的连接稳定性，也同样达到了增强该陶瓷基座封装结构整体稳定性的目的。

9、作为本技术的进一步补充，加固结构包括锚固柱和承接槽，锚固柱设置有多个，多个锚固柱分别位于第一封层或第二封层下端并与第一封层或第二封层一体成型；

10、承接槽开设于第二封层和基层上端面，承接槽避开金属电路层设置，

11、锚固柱与承接槽插接固定。

12、在将第一封层、第二封层、基层以及金属电路层和连通电路使用ltcc工艺烧结成型之前，需要先将第一封层、第二封层、基层以及金属电路层和连通电路组合安装，并进行压合处理，使其定型后进行烧结，在预压合处理之前，将第一封层通过锚固柱插接在第二封层的承接槽内，同样的，将第二封层通过锚固柱插接在基层的承接槽内，从而使得第一封层、第二封层、基层以及金属电路层和连通电路组合完成，在压合之前就具有较为稳固的连接结构，从而保证该陶瓷基座封装结构在压合时不易出现位移或偏差，保证压合时的结构稳定性和压合后的精度，从而在一定程度上提高了该陶瓷基座封装结构的成品合格率，削弱了压合时的精度需求，有利于降低生产成本。

13、作为本技术的进一步补充，锚固柱下端周侧形成有向外凸出的外凸扩脚，外凸扩脚的截面呈半圆形；

14、承接槽内侧形成与外凸扩脚适配的凹入部，外凸扩脚的设置能够避免插接后的第一封层与第二封层或第二封层与基层之间出现受意外力产生上下分离的状况，从而避免了需要多次对接组合第一封层、第二封层和基层，进一步提升了该陶瓷基座封装结构组合后的稳定性。

15、作为本技术的进一步补充，加固孔与第一加固槽的接口处以及加固孔与第二加固槽的接口处均设置于过渡倒角部，过渡倒角部为向远离加固孔中部扩张的喇叭口状结构，通过过渡倒角部的设置，能够便于在注入固结剂时排出第二加固槽和加固孔内的空气，避免第二加固槽和加固孔出现空鼓，从而避免了该陶瓷基座封装结构因后续空鼓产生的一系列连接不稳定或其它问题。

16、作为本技术的又一种改进，第一封层上开设有主注胶孔，主注胶孔一端在第一封层上端面形成开口，主注胶孔另一端与其中一个第二加固槽底部连通；

17、多个第二加固槽之间通过辅助注胶孔相互连通；

18、通过主注胶孔和辅助注胶孔的设置，当需要注入固结剂时，工作人员可通过主注胶孔向其中一个第二加固槽内注入，并通过辅助注胶孔将固结剂同时注入多个第二加固槽内，达到一次性完成注入操作的目的，同时，从第二加固槽底部注入也能够最大限度的避免第二加固槽或加固孔在注入过程中产生空鼓，进一步避免了该陶瓷基座封装结构因后续空鼓产生的一系列连接不稳定或其它问题。

19、作为本技术的又一种改进的补充，第一封层、第二封层和基层两侧均开设有排胶槽，排胶槽的端部开口与金属电路层边缘相交；

20、第一封层、第二封层和基层内还开设有与排胶槽连通的排胶通道，排胶通道位于第一封层或第二封层或基层靠近金属电路层的端部；

21、排胶通道通过分支通道与第一封层或第二封层或第二封层与金属电路层的连接处连通，分支通道开设有一个或多个；

22、排胶通道和分支通道均避开锚固柱设置。

23、通过排胶槽、排胶通道和分支通道的设置，能够在烧结时更好的排出粘合剂烧结后的杂质，使得该陶瓷基座封装结构在烧结后其本身的结合性更好，从而提升该陶瓷基座封装结构的整体性，延长使用寿命。

24、作为本技术的再一种改进，排胶槽内设置有散热齿，散热齿设置有多个并沿排胶槽内壁呈齿状分布，多个散热齿分别与第一封层或第二封层或基层一体成型。

25、通过设置散热齿，能够在陶瓷基座封装结构的侧壁形成散热结构，使其具备更加良好的散热性能，从而延长该陶瓷基座封装结构的使用寿命。

26、作为本技术的另一种改进，第一封层、第二封层和基层靠近金属电路层的端部均固定嵌设有热管，热管一端靠近陶瓷基座的中部，热管另一端略微伸出陶瓷基座一侧，热管避开锚固柱设置。

27、通过设置热管同样能够起到散热作用，且热管的散热效果更好，散热效率更高，进一步延长该陶瓷基座封装结构的使用寿命。

28、综上所述，通过设置第一加固槽能够增加封装芯片底部与第一封层之间的接触面积，并通过注入固结剂增强封装芯片与第一封层的连接稳定性，固结剂凝固后形成i形结构，使得安装的封装芯片牢固性更好，不易脱离，从而增强该陶瓷基座封装结构的整体稳定性；

29、此外，通过加固结构增加第一封层、第二封层和基层之间的连接稳定性，具体的，在将第一封层、第二封层、基层以及金属电路层和连通电路使用ltcc工艺烧结成型之前，需要先将第一封层、第二封层、基层以及金属电路层和连通电路组合安装，并进行压合处理，使其定型后进行烧结，在预压合处理之前，将第一封层通过锚固柱插接在第二封层的承接槽内，同样的，将第二封层通过锚固柱插接在基层的承接槽内，从而使得第一封层、第二封层、基层以及金属电路层和连通电路组合完成，在压合之前就具有较为稳固的连接结构，从而保证该陶瓷基座封装结构在压合时不易出现位移或偏差，保证压合时的结构稳定性和压合后的精度，从而在一定程度上提高了该陶瓷基座封装结构的成品合格率，削弱了压合时的精度需求，有利于降低生产成本；

30、同时，通过主注胶孔和辅助注胶孔的设置，当需要注入固结剂时，工作人员可通过主注胶孔向其中一个第二加固槽内注入，并通过辅助注胶孔将固结剂同时注入多个第二加固槽内，达到一次性完成注入操作的目的，同时，从第二加固槽底部注入也能够最大限度的避免第二加固槽或加固孔在注入过程中产生空鼓，进一步避免了该陶瓷基座封装结构因后续空鼓产生的一系列连接不稳定或其它问题。

技术特征：

1.一种陶瓷基座封装结构，包括陶瓷基座（1），所述陶瓷基座（1）由上下依次叠放的第一封层（11）、第二封层（12）和基层（13）组成，所述第一封层（11）上表面、第一封层（11）与第二封层（12）之间以及第二封层（12）与基层（13）之间均设置有金属电路层（2），所述第一封层（11）、第二封层（12）和基层（13）内均设有竖直延伸的通孔，所述通孔内设置有连通电路（3），所述第一封层（11）、第二封层（12）、基层（13）以及金属电路层（2）和连通电路（3）使用ltcc工艺烧结成型，其特征在于：所述陶瓷基座（1）上端固定有与连通电路（3）电性连接的封装芯片（4）；

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷基座封装结构，其特征在于：所述加固结构包括锚固柱（14）和承接槽（15），所述锚固柱（14）设置有多个，多个所述锚固柱（14）分别位于第一封层（11）或第二封层（12）下端并与第一封层（11）或第二封层（12）一体成型；

3.根据权利要求2所述的一种陶瓷基座封装结构，其特征在于：所述锚固柱（14）下端周侧形成有向外凸出的外凸扩脚（141），所述外凸扩脚（141）的截面呈半圆形；

4.根据权利要求3所述的一种陶瓷基座封装结构，其特征在于：所述加固孔（112）与第一加固槽（111）的接口处以及加固孔（112）与第二加固槽（113）的接口处均设置于过渡倒角部（1121），所述过渡倒角部（1121）为向远离加固孔（112）中部扩张的喇叭口状结构。

5.根据权利要求2所述的一种陶瓷基座封装结构，其特征在于：所述第一封层（11）上开设有主注胶孔（5），所述主注胶孔（5）一端在第一封层（11）上端面形成开口，所述主注胶孔（5）另一端与其中一个第二加固槽（113）底部连通；

6.根据权利要求2所述的一种陶瓷基座封装结构，其特征在于：所述第一封层（11）、第二封层（12）和基层（13）两侧均开设有排胶槽（6），所述排胶槽（6）的端部开口与金属电路层（2）边缘相交；

7.根据权利要求6所述的一种陶瓷基座封装结构，其特征在于：所述排胶槽（6）内设置有散热齿（7），所述散热齿（7）设置有多个并沿排胶槽（6）内壁呈齿状分布，多个所述散热齿（7）分别与第一封层（11）或第二封层（12）或基层（13）一体成型。

8.根据权利要求2所述的一种陶瓷基座封装结构，其特征在于：所述第一封层（11）、第二封层（12）和基层（13）靠近金属电路层（2）的端部均固定嵌设有热管（8），所述热管（8）一端靠近陶瓷基座（1）的中部，所述热管（8）另一端略微伸出陶瓷基座（1）一侧，所述热管（8）避开锚固柱（14）设置。

技术总结
本发明涉及应用于陶瓷基座封装领域的一种陶瓷基座封装结构，包括陶瓷基座，陶瓷基座由上下依次叠放的第一封层、第二封层和基层组成，第一封层上端开设有避开金属电路层开设有第一加固槽，第一加固槽底部开设有向下延伸的加固孔，加固孔下端开设有长或宽大于加固孔的长或宽的第二加固槽，第一加固槽、加固孔以及第二加固槽内均注有固结剂，采用上述第一加固槽、加固孔和第二加固槽等结构，实现增加封装芯片底部与第一封层之间的接触面积，并通过注入固结剂增强封装芯片与第一封层的连接稳定性，固结剂凝固后形成I形结构，使得安装的封装芯片牢固性更好，不易脱离，从而增强该陶瓷基座封装结构的整体稳定性。

技术研发人员：张瑜,赵旭,魏旌帆
受保护的技术使用者：启东惜时智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5