CN104241496A - Led用的金属基板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED用的金属基板，作为金属基板的芯材而着眼于材质具有与Mo接近（是耐高温、热膨胀系数小、在真空中极为稳定的材料）的特性的其他金属，通过对其加以改善而具备高亮度、高散热的功能，即便是不熟练也不会失败而能够切实地粘接设置LED元件。在CuW合金的核心基板上隔着Ni或Ni-P合金的基底镀层而形成用于改善CuW的硬度的调整镀层，该调整镀层为如下三种调整镀层的任一种：AuSn的合金调整镀层（3）；Au和Sn层叠的复合调整镀层（4）；In和Au层叠的复合调整镀层（5），能够通过该调整镀层与LED元件的外延层粘接。
Description
技术领域
本发明涉及与硅晶圆等同样地按搭载的LED元件切出并使用、从而也被称为金属晶圆的LED用的金属基板。
背景技术
以往，本申请的申请人等以特征为高亮度、高散热的LED用的基板为目的物，进行了镀敷方法的研究、开发，而制造并提供了在Mo的芯材的两面镀Cu的金属基板（专利文献1）。在该说明书中将该金属基板称为“DMD”。
DMD现在用的很多并提供给厂商，在后续厂商处经过通过粘接来组装LED元件的精细的工序，而最终组装成LED芯片，但当被提供的后续厂商尤其是处于国外时，作业员对于该粘接工序并不能得心应手。
专利文献1：JP特开2012-109288号公报
其原因是：在DMD的情况下，作为其基底材料的芯材Mo具有柔性，因此在粘接工序中会产生翘曲，因此会产生未粘接部分等，导致接合出现问题。为此，进行了大量的实验，尝试了通过对DMD施加镀层来进行改善，但成为了在Mo（或DMD）的柔性的不稳定的问题之上施加镀层的方法（参照表1），因此无法从根本上解决该缺点。
[表1]
| DMD | CuW(11%Cu) | |
| 硬度 | 160 | 300 |
| 导热率(W/(m·k)) | 160～180 | 170～180 |
| 热膨胀系数(106/k) | 5.1～(通过Cu厚度调整) | 6.5 |
发明内容
本发明鉴于以上的情况，其课题在于提供一种LED的金属基板，作为金属基板的芯材而着眼于材质具有与Mo接近（是耐高温、热膨胀系数小、在真空中极为稳定的材料）的特性的其他金属，通过对其加以改善而具备高亮度、高散热的功能，即便是不熟练也不会失败而能够切实地粘接设置LED元件。
为了解决上述课题，本发明提供一种LED用的金属基板，其特征在于，在CuW合金的核心基板上隔着Ni或Ni-P合金的基底镀层而形成用于改善CuW的硬度的调整镀层，该调整镀层为如下三种调整镀层的任一种：
（1）AuSn的合金调整镀层3；
（2）Au和Sn层叠的复合调整镀层4；
（3）In和Au层叠的复合调整镀层5，
能够通过该调整镀层与LED元件的外延层粘接。
如上构成LED用的金属基板，因此作为中心的核心基板（芯材）为Cu和W的合金（CuW，Cu为5～20%(剩余为W)）。该CuW合金材料通过在W的烧结体熔浸Cu板而制造。此外，没有直接附加粘接剂，但能够通过调整镀层3、4、5与LED元件的外延层7粘接。
此外，核心基板1为CuW，虽然脆、但有硬度（参照表1），因此是在外延接合工序中难以翘曲的材料，能够使调整镀层3、4、5不变形而稳定地保持在其上。并且，该调整镀层3、4、5是适于调整的软质，由此将CuW的硬度缓和到具有适于LED元件的粘接的柔软性的程度。此外，具有高亮度、高散热的金属特性，适于搭载LED元件。
如上所述，根据本发明，该LED用的金属基板将耐高温、热膨胀系数小、在真空中也极为稳定的CuW作为核心基板，在其至少一面形成有CuW的硬度的调整镀层，从而改善了硬度高、形态没有柔软性的CuW的材质，容易正确无误地外延接合LED元件，因此不需要熟练就能够适当地搭载LED元件，且能有效地发挥高亮度、高散热的特性。
附图说明
图1是在使用状态下表示本发明的一个实施例的LED用基板的截面说明图。
图2是表示另一实施例的基板的截面说明图。
图3是表示又一实施例的基板的截面说明图。
图4是表示又一实施例的基板的截面说明图。
图5是表示又一实施例的基板的截面说明图。
图6是表示又一实施例的基板的截面说明图。
图7是表示又一实施例的基板的截面说明图。
图8是表示又一实施例的基板的截面说明图。
图9是表示又一实施例的基板的截面说明图。
具体实施方式
在本发明中，调整镀层3、4、5是软化核心基板1的“CuW”的硬度、若变形则也对其进行调整的层，有如下三种。
（1）AuSn合金的调整镀层3
（2）Au和Sn层叠的复合调整镀层4
此时，在接合时Au和Sn熔融而成为AuSn。
（3）In和Au层叠的复合调整镀层5
此时，In的熔点低至156.4℃，因此具有能够降低接合温度的优点。
此外，在（2）、（3）的情况下，为镀层层叠的复合镀层4、5，因此也存在高亮度的Au镀层10为外表面的情况（参照图4、图5、图8、图9）。
关于LED用的金属基板P的使用，对于LED元件的安装，经由粘接剂6将其外延层7和调整镀层3、4、5接合，而作为该粘接剂6，在调整镀层3、4可适当地使用AuSn合金，在Au、In层叠镀层5可适当地使用Au。
实施例1
图1表示一个实施例，该LED用的金属基板P中，核心基板1以铜和钨的合金即CuW为芯材，在其两面隔着Ni（或Ni-P合金）的基底层2、2而形成抑制硬度的软质的调整镀层3、3，从而具有两面AuSn合金镀层的多层结构。
图1表示使用状态，在上表面经由AuSn的粘接剂6安装LED元件，将自蓝宝石剥离的外延层7与调整镀层3接合。此外，在下表面同样地经由粘接剂6将封装基板8与AuSn的合金调整镀层3接合。另外，AuSn的合金比例为80:20。
实施例2
图2表示仅在上方实施的“单面AuSn”型，在CuW的核心基板1的两面隔着基底层2、2形成Au镀层9、9，在上表面，在其上形成AuSn的合金调整镀层3。另外，在其上通过外延层接合LED元件，下表面为Au镀层9，在此接合封装基板（省略图示）。
实施例3
图3表示“双面AuSn”型，与类似例子的上述图2的实施例不同，在下方的Au镀层9上施加AuSn的合金镀层，上下两面为与Au重叠的AuSn的合金调整镀层3、3，成为进一步缓和了CuW的硬度的构造。
实施例4
图4为“单面AuSn层叠”型，在核心基板1的两面形成Au镀层9、9，在上部，在该镀层9上形成以Au、Sn为上下镀层而层叠的复合调整镀层4，在此外表面为其中的Au镀层10，在下表面露出上述Au镀层9。
实施例5
图5表示图4的类似例子，在上下均在Au镀层9、9上形成以Au、Sn为上下镀层而层叠的复合调整镀层4、4，成为上下对称的多层结构。
实施例6
图6表示“单面In”型，在核心基板1的两面形成Au镀层9、9，仅在上方形成In、Au镀层层叠而成的复合调整镀层5，下表面为单独的Au镀层9。
实施例7
图7是与图6类似的“双面In”型，在上下表面形成In和Au的上下镀层层叠而成的复合调整镀层5、5，成为上下对称的多层结构。
实施例8
图8是“单面In”型，在核心基板1的两面形成Au的镀层9、9，在上表面，在其上形成In和Au的上下镀层层叠而成的复合调整镀层5，外表面为作为复合的一方的Au镀层10。
实施例9
图9是与图8的情况类似的“双面In”型，在下表面，也在Au镀层9上形成In和Au的上下镀层层叠而成的复合调整镀层5，在多层结构中，两外表面均为复合一方的Au镀层10、10，形成为高亮度、高软度。
符号说明
P LED用的金属基板
1 基底层
3 AuSn的合金调整镀层
4 Au和Sn层叠的复合调整镀层
5 In和Au层叠的复合调整镀层
7 外延层
9 Au镀层
10 复合调整镀层中的Au镀层
Claims (3)
1.一种LED用的金属基板，其特征在于，
在CuW合金的核心基板上隔着Ni或Ni-P合金的基底镀层而形成用于改善CuW的硬度的调整镀层，该调整镀层为如下三种调整镀层的任一种：
（1）AuSn的合金调整镀层；
（2）Au和Sn层叠的复合调整镀层；
（3）In和Au层叠的复合调整镀层，
能够通过该调整镀层与LED元件的外延层粘接。
2.根据权利要求1所述的LED用的金属基板，其特征在于，与LED元件的外延层粘接的搭载面为复合调整镀层中的Au镀层。
3.根据权利要求1或2所述的LED用的金属基板，其特征在于，复合调整镀层之下为Au镀层。
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