СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТРАЖАЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ПОДЛОЖКИ ДЛЯ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2016 года по МПК F21K99/00 H05B33/00 H01L33/60 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к способу обеспечения отражающего покрытия для подложки для светоизлучающего устройства. Данное изобретение также относится к такой подложке и к светоизлучающему диоду, содержащему такую подложку.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Многие современные СИД-чипы монтируются на керамической подложке, содержащей монтажные контакты и дорожки электропитания для электрического запуска СИД-чипа. Модуль СИД-подложки обычно является припаянным или приклеенным к печатной плате (PCB) для электрического соединения с контактами и дорожками электропитания и для теплового соединения со стоком теплоты светоизлучающего узла. Монтажная подложка часто является поликристаллической керамикой высокой плотности, имеющей относительно высокую теплопроводность и относительно слабую отражательную способность. Известной мерой для увеличения отражательной способности керамики является увеличение пористости этой керамики. Однако это одновременно значительно уменьшает теплопроводность.

Одна попытка решения этих проблем обеспечена в WO2009/075530, описывающей полупроводниковый модуль, имеющий СИД-чипы, смонтированные на электродах, которые помещены на подложке. На верхней части этой подложки и рядом с этими электродами обеспечено отражающее покрытие, содержащее диоксид титана, TiO₂ и кремнийсодержащий связующий материал. Для достижения отражающего покрытия на верхней части подложки и не на этих электродах WO2009/075530 предлагает использование маски для защиты электродов. Однако этот способ, по-видимому, является слишком сложным и занимающим большой период времени, так как он включает в себя выравнивание маски с электродами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ввиду вышеупомянутых и других недостатков предшествующего уровня техники задачей данного изобретения является, таким образом, обеспечение улучшенного способа для обеспечения отражающего покрытия для подложки для светоизлучающего устройства (диода). Это отражающее покрытие является выгодным для повышения светового выхода СИД-модуля, уменьшающего потери света в частях, покрытого этим отражателем. Также, так как многие световые приложения склонны посылать по меньшей мере часть излучаемого светового потока обратно в СИД-модули, улучшенная отражательная способность этих модулей также повышает эффективность этой световой системы.

Согласно первому аспекту данного изобретения представлен способ обеспечения отражающего покрытия для подложки для светоизлучающего устройства, предусматривающий стадии: обеспечения подложки, имеющей первую часть поверхности с первым материалом поверхности и вторую часть поверхности со вторым материалом поверхности, отличающимся от первого материала поверхности; нанесения отражающего соединения, выполненного с возможностью присоединения к первому материалу поверхности с образованием связи с этой подложкой в первой части поверхности, которая является более сильной, чем связь между отражающим соединением и подложкой во второй части поверхности; по меньшей мере частичного отверждения отражающего соединения с образованием отражающего покрытия, имеющего связь между отражающим соединением и подложкой в первой части поверхности; и подвергания подложки механической обработке с такой интенсивностью, чтобы удалить отражающее покрытие по меньшей мере из части второй части поверхности, в то время как отражающее покрытие остается на первой части поверхности.

Данное изобретение основано на понимании того, что вся подложка может быть первоначально покрыта этим отражающим соединением. Посредством регулирования связи между частями поверхности подложки и отражающего покрытия после по меньшей мере частичного отверждения это отражающее покрытие может быть удалено из частей поверхности, причем желательно иметь чистую и не имеющую покрытия поверхность. Таким образом, отражающий слой структурируется саморазвивающимся путем на желаемых частях поверхности подложки. Преимущества данного изобретения включают в себя, например, то, что способ обеспечения отражающего покрытия для желаемых частей подложки может выполняться удобным и расходующим меньшее время образом, так как необходимость, например, в маске для защиты частей подложки может быть уменьшена. Кроме того, он может улучшить проблемы надежности и проблемы загрязнения такой обработки при помощи маски. Он также устраняет загрязнение маски и препятствует проливанию между маской и подложкой; что может приводить к покрытию покрывающих частей подложки, которые не должны иметь покрытия.

Согласно одному варианту осуществления данного изобретения этот способ может дополнительно содержать стадию пропитывания подложки в растворителе перед подверганием подложки механической обработке. Одним преимуществом является, например, то, что покрытие может быть более легко удалено из второй части подложки при подвергании пропитыванию перед механической обработкой.

Согласно одному варианту осуществления данного изобретения, отражающее соединение может содержать золь-гель-связующий материал. Этот золь-гель-связующий материал имеет относительно высокую теплопроводность и обеспечивает прочное и стойкое к механическим повреждениям покрытие на верхней части подложки. Также основанный на технологии золь-гель связующий материал может быть нанесен для лучшего прикрепления к керамической подложке первой части поверхности, чем к металлу второй части поверхности, что дополнительно упрощает удаление этого покрытия со второй части поверхности.

Кроме того, золь-гель-связующий материал может содержать по меньшей мере частично гидролизованный мономер силана. Этот мономер может быть частично конденсирован с образованием димеров, триммеров и, более часто, олигомеров более высокой молекулярной массы. Эти компоненты-предшественники обычно растворены в подходящем растворителе, но могут также, частично, образовывать малые, состоящие из наночастиц разновидности, диспергированные в растворителе. Для облегчения гидролиза и конденсации может присутствовать дополнительный катализатор, такой как кислота. Этот мономер, дополнительно, может быть, например, метилтриметоксисиланом, метилтриэтоксисиланом, фенилтриметоксисиланом, фенилтриэтоксисиланом, тетраметоксисиланом или тетраэтоксисиланом. Обычно алкилалкоксисиланы или алкоксисиланы и/или частично конденсированные или форполимеризованные версии этих материалов или смесей этих материалов являются подходящими в качестве материалов-кандидатов. Эти мономеры и форполимеры хорошо известны и могут быть легко обеспечены. Кроме того, когда мономеры силана являются по меньшей мере частично гидролизованными, они образуют силикатную или алкилсиликатную сетку после конденсации. Такая силикатная или алкилсиликатная сетка имеет состав материала, который лучше прикрепляется к первой части поверхности подложки, чем ко второй части поверхности подложки.

Силикатной или алкилсиликатной сеткой называют сетку, в которой каждый атом кремния совместно использует три атома кислорода с соседним атомом кремния, за исключением концевых групп этой сетки. Общей структурной формулой такой силикатной или алкилсиликатной сетки является:

причем «Si» обозначает атом кремния, «О» обозначает атом кислорода, и «R₁»-«R₁₀» обозначает алкильную, алкенильную, алкокси, арильную или фенильную группу. Силикатные или алкилсиликатные сетки отличаются от кремнийсодержащих сеток или сеток из чистого диоксида кремния. Кремнийсодержащие сетки состоят из линейных цепей молекулярного каркаса (-Si-O-Si-O-)_n, и эти материалы являются относительно гибкими материалами, с относительно высокой термостабильностью (обычно 0,2 В m^-1 К^-1) и относительно высоким коэффициентом теплового расширения, причем последний обычно находится в диапазоне 250-350 мд К^-1. Чистый диоксид кремния состоит из сетки, в которой каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода, которые совместно используются с соседними атомами кремния (за исключением концевых групп), и слои, изготовленные из этого материала, являются относительно стекловидными слоями. Эти силикатные или алкилсиликатные сетки являются менее плотными, чем чистый диоксид натрия, но более плотными, чем кремнийсодержащие сетки, что дает возможность изготавливать относительно толстого слоя покрытия (например, 50-100 мкм) в сравнении с чистым диоксидом кремния, который, однако, является все еще относительно хрупким и негибким, подобным слою, изготовленному из кремнийсодержащего материала. Теплопроводность силикатных или алкилсиликатных материалов является более высокой, чем теплопроводность кремнийсодержащих веществ, обычно приблизительно 1 W m^-1 K^-1, и коэффициент теплового расширения является более низким, чем коэффициент теплового расширения силикона, обычно в диапазоне 20-30 мд К^-1. Последний более сходен с коэффициентом теплового расширения керамической подложки и металлической проводки СИД. Отражающее покрытие, содержащее силикатную или алкилсиликатную сетку, является относительно хрупким, и, следовательно, селективное удаление из покрытия из второй части поверхности подложки увеличивается, так как отражающее покрытие будет разрушаться относительно легко на краю первой и второй части поверхности подложки.

Согласно одному варианту осуществления данного изобретения материал первой поверхности может быть керамическим материалом. Таким керамическим материалом может быть, например, оксид алюминия, Al₂O₃. Преимущество заключается в том, что такие материалы могут иметь высокую теплопроводность, такую как 20-30 W/mK для Al₂O₃, что позволяет теплу, генерируемому светоизлучающим устройством, переноситься, например, в сток теплоты. Посредством применения отражателя на первой части поверхности подложки теплопроводность может быть оптимизирована, не принимая во внимание отражающих свойств. Например, оксид алюминия может быть агломерирован до низкой пористости для увеличения теплопроводности, но существенного снижения его отражающих свойств. Однако для первой части поверхности подложки могут быть также применены другие материалы, такие как нитрид алюминия, диоксид циркония, упрочненный диоксидом циркония оксид алюминия, кремний, алюминий и т.д.

Кроме того, вторым материалом поверхности может быть металл, такой как золото. Металл имеет желаемую электропроводность для электрического возбуждения светоизлучающего устройства. Также металл является желательным, когда он может быть выполнен таким образом, чтобы иметь отличающуюся связь с отражающим соединением в сравнении с керамическим материалом первой части поверхности. Однако для второй части поверхности могут быть обеспечены другие металлы, чем золото, например медь или серебро. Эти материалы могут присутствовать в виде тонкого покрытия поверхности, например золото обычно наносится в виде тонкого слоя субмикронной толщины или толщины в несколько микрон для экономии расходов, и обычно покрывается более дешевым толстым слоем меди, например, толщины 10-100 мкм. Может присутствовать промежуточный адгезионный слой между обоими слоями, такой как никель, для связывания золота с медью.

Кроме того, вторая часть поверхности может содержать контактные площадки для электрического соединения светоизлучающего устройства с подложкой. Электрические дорожки на этой поверхности могут быть также присоединены к обратной стороне подложки посредством отверстий в подложке. Дополнительные дорожки на обратной стороне подложки в этом случае позволяют выполнять припаивание устройства на обратной стороне в виде монтируемого на поверхности устройства (SMD). Кроме того, могут быть дополнительные контактные площадки и дорожки для прикрепления других электрических компонентов, используемых в этом устройстве, таких как подавители переходного напряжения, резисторы, выпрямители, индукторы, конденсаторы, диоды, интегральные схемы, фотодиоды или другие сенсорные функции.

Согласно одному варианту осуществления данного изобретения связь между первой частью поверхности и отражающим соединением является химической связью. Преимуществом является по меньшей мере то, что химическая связь может регулироваться таким образом, что отражающее соединение прикрепляется лучше к первой части поверхности, чем ко второй части поверхности. Например, золь-гель-связующий материал может взаимодействовать с подложкой из оксида алюминия с образованием химической связи, в то время как такой связи нет между золотом и золь-гель-связующим материалом.

Кроме того, согласно одному варианту осуществления данного изобретения отражающее соединение может наноситься распылением. Таким образом, это отражающее соединение может быть обеспечено в подложке однородным и регулируемым образом. Альтернативные способы нанесения покрытия включают в себя другие способы нанесения покрытия или печатания, такие как трафаретная печать, печать с использованием антенной решетки, нанесение покрытия методом центрифугирования, нанесение покрытия с использованием режущего инструмента, нанесение покрытия методом погружения, струйная печать, шаблонная печать, офсетная печать и т.д.

Кроме того, отверждение может быть тепловым процессом. В качестве примера тепловой процесс может выполняться 10-50 минут при умеренном интервале температуры 60°С-100°С, предпочтительно между 20 и 40 минутами в температурном интервале 70°С-90°С и более предпочтительно в течение 30 минут при температуре 80°С. Конечное отверждение покрытия может осуществляться после отделения отражающего покрытия по меньшей мере от части второй части поверхности.

Кроме того, механическая обработка может иметь по существу одну и ту же интенсивность в первой части поверхности и во второй части поверхности. Таким образом, удаление отражающего покрытия может выполняться однородным образом и посредством этого уменьшает необходимость индивидуальной обработки второй части поверхности.

Согласно второму аспекту данного изобретения обеспечена подложка, приспособленная таким образом, чтобы обеспечивать светоизлучающее устройство, содержащее: носитель, проводниковую структуру для электрического соединения светоизлучающего устройства с подложкой; и отражающее покрытие, обеспеченное на этой подложке, содержит пигмент и силикатную сетку или алкилсиликатную сетку, причем эта сетка помещена таким образом, чтобы обеспечивать связь между отражающим покрытием и этим носителем, и причем эта проводниковая структура по меньшей мере частично не покрыта отражающим покрытием, и причем эта проводниковая структура не содержит светоизлучающего устройства, помещенного на эту проводниковую структуру.

Это светоизлучающее устройство обычно является твердотельным светоизлучателем, таким как светоизлучающий диод (СИД), лазерный диод (LD), лазер поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL). Светоизлучающее устройство, такое как СИД, может не включать в себя окрашенный свет, такой как синий, зеленый, красный, желтый или янтарный, или может даже не включать в себя UV-свет или IR-свет. СИД-чип, также как и подложка, может быть покрыт слоем фосфора для превращения обычно UV или синего света в другие цвета или даже смешанный белый свет. Этот отражатель тогда выполняет функцию усиления выделения света и уменьшения потери света, генерируемого СИД-кристаллами, а также фосфором.

Светоизлучающим устройством может также называться чип или элемент кристалла, который связан с контактными зонами подложки подходящими способами связывания. Альтернативно, светоизлучающее устройство может также называться модульным СИД-компонентом, обычно состоящим из СИД-кристалла, присоединенного к подложке-носителя, с необязательной дополнительной компоновкой со слоем фосфора и светоизлучающим слоем, таким как купол. Эта подложка-носитель может быть керамикой или может быть кремнием, PCB или PCB с металлическим заполнителем. Подложка-носитель имеет соединения связывающих площадок для электрического соединения этого устройства со второй частью поверхности подложки.

Кроме того, отражающее покрытие может быть обеспечено между носителем и структурой межсоединений. Таким образом, отражающее покрытие может быть обеспечено для этого носителя перед нанесением структуры межсоединений. Структура межсоединений позволяет светоизлучающему устройству быть желаемым образом электрически соединенным с подложкой.

Согласно одному варианту осуществления связь между отражающим покрытием и носителем является химической связью.

Эта подложка согласно различным вариантам осуществления может быть предпочтительно обеспечена в виде компонента устройства светового выхода, дополнительно содержащего по меньшей мере одно светоизлучающее устройство, смонтированное на подложке.

Кроме того, светоизлучающее устройство может содержать один светоизлучающий диод-чип (диодный чип).

Эффекты и признаки этого второго аспекта являются в значительной степени аналогичными эффектам и признакам, описанным в отношении вышеупомянутого первого аспекта данного изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты данного изобретения будут теперь описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие примерные варианты осуществления данного изобретения, в которых:

Фиг.1 схематически иллюстрирует перспективное изображение устройства светового выхода согласно одному варианту осуществления данного изобретения;

Фиг.2 является блок-схемой, схематически иллюстрирующей один вариант осуществления способа обеспечения отражающего покрытия для подложки согласно данному изобретению;

Фиг.3 схематически иллюстрирует один вариант осуществления подложки, имеющей контактные площадки, расположенные на ней;

Фиг.4 схематически иллюстрирует вариант фиг.3, имеющий отражающее соединение, нанесенное на подложку; и

Фиг.5 схематически иллюстрирует вариант фиг.4, причем отражающее покрытие было удалено с контактных площадок.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

В нижеследующем описании данное изобретение описывается со ссылкой на способ обеспечения отражающего покрытия на керамическую подложку для светоизлучающего устройства. Отражающее соединение обеспечено на верхней части подложки, имеющей металлические контактные площадки для электрического соединения со светоизлучающим устройством. Это отражающее соединение подвергается процессу отверждения и после этого удаляется из контактных площадок подложки. Нижеследующее будет также описывать подложку, обеспечиваемую этим способом.

Следует отметить, что это описание подложки никоим образом не ограничивает объем данного изобретения, которое равным образом применимо с другими материалами подложки, такими как нитрид алюминия, кремний, алюминий и т.д. В случае металлической подложки, такой как алюминий, может быть образован слой диэлектрика между подложкой и металлическими дорожками для электрического экранирования металлических электродов от проводящей подложки. Кроме того, металлические контактные площадки и металлические дорожки не должны быть обязательно скомпонованы из трех слоев различных металлических материалов; это изобретение равным образом применимо только с единственным или двойным слоем материала или может включать в себя даже большее количество слоев.

Фиг.1 схематически иллюстрирует слоистый (вафельный) материал 100, содержащий множество светоизлучающих устройств 102, причем каждое устройство 102 светового выхода имеет подложку 104, металлические контактные площадки 106 и металлические дорожки 108. Этот слоистый материал может быть в виде квадрата, но может также находиться в других формах, таких как прямоугольная или круглая форма. Более конкретно, каждое устройство 102 светового выхода содержит подложку 104, имеющую на ее верхней поверхности 110 металлические контактные площадки 106 и металлические дорожки 108 для электрического возбуждения светоизлучающего устройства 112, которое помещено на металлические контактные площадки 106 этой подложки. Зона/пространство между светоизлучающим устройством 112 и верхней поверхностью 110 может быть заполнена материалом наполнителя для поддержки устройства 112. Этот наполнитель может быть отражающим покрытием 114 или покрывать отражающее покрытие 114. Подложка 104 в описываемом варианте осуществления состоит из керамического материала, такого как оксид алюминия, Al₂O₃. Подложка 104 имеет желаемую теплопроводность и, следовательно, может действовать в качестве распространителя тепла для отведения тепла, генерируемого светоизлучающим устройством (обычно одного или нескольких светоизлучающих диодов - СИД). Кроме того, на первой части 16 поверхности подложки 104, которая не обеспечена металлическими контактными площадками 106 и металлическими дорожками 108, не обеспечена отражающим покрытием 114, которое помещено для отражения света, излучаемого светоизлучающим устройством 112 на ней. Кроме того, отражающее покрытие 114 содержит в иллюстрированном варианте осуществления пигменты, связывающий материал и дополнительные наполнители. Пигменты помещены для обеспечения желаемой отражающей характеристики этого покрытия и в иллюстрированном варианте осуществления являются материалом диоксида титана, имеющим распределение размеров частиц в диапазоне между 100-1000 нм. Пигмент вызывает рассеяние в покрытии. Посредством оптимизации количества пигмента относительно связующего материала и отбора пигментов и связующих материалов с большими различиями показателя преломления может быть получено высокорассеянное, следовательно, отражающее покрытие при применении подходящей толщины покрытия. Величина отражательной способности может быть настроена. Обычно желательно достижение высокой отражательной способности, например достижение отражательной способности, более высокой чем 80%, предпочтительно более высокой чем 90%, более предпочтительно более высокой чем 95%. Обычная толщина слоя для отражающего покрытия находится в диапазоне от приблизительно 1 микрона до приблизительно 10 микронов. Более толстый слой обычно приводит к более высокой отражательной способности. Связующий материал отражающего соединения помещают для обеспечения химической связи между покрытием 114 и первой частью 116 поверхности, так что покрытие 114 прикрепляется к первой части 116 поверхности желаемым образом. Связующий материал в иллюстрированном варианте осуществления предпочтительно является золь-гель-связующим материалом, полученным из мономера силана. Эти мономеры по меньшей мере частично гидролизуют перед обеспечением этой подложки. Типичные мономеры силана могут быть, например, метилтриметоксисиланом, метилтриэтоксисиланом, фенилтриметоксисиланом или алкилалкоксисиланами и т.д. Дополнительно также типичный дополнительный наполнитель может быть частицами диоксида кремния, частицами оксида алюминия или частицами диоксида титана с размером приблизительно 5-100 нм, которые помещают для усадки (сморщивания) покрытия 114 в фазе отверждения, которое будет дополнительно описано ниже в связи со способом обеспечения нанесения покрытия на подложку 104.

Примерный вариант осуществления способа согласно данному изобретению для обеспечения отражающего покрытия на подложке будет теперь описан со ссылкой на фиг 2, иллюстрирующей блок-схему этого способа. Следует отметить, что этот способ описан без светоизлучающего устройства 112, помещенного на металлические контактные площадки 106. Однако это не должно интерпретироваться как ограничение объема этой заявки, которая может быть также применима в светоизлучающем устройстве 112, помещенном на металлические контактные площадки 106 в связи с первой стадией 201 этого способа.

Согласно стадии 201 этого способа металлические контактные площадки 106 и металлические дорожки 108 размещены на верхней поверхности 110 подложки 104, которая подробно иллюстрируется на фиг.3. Кроме того, металлические контактные площадки 106 и металлические дорожки 108 в иллюстрированном варианте осуществления монтируются посредством слоя 201 меди, покрытой слоем 202 никеля и слоем 203 золота, причем слой 203 золота обеспечен на верхней поверхности 110 металлических контактных площадок 106 и металлических дорожек 108 для электрического возбуждения светоизлучающего устройства 112, расположенного на ней, как иллюстрировано на фиг.1. Альтернативно, слой золота может также покрывать медь соответствующим образом, с покрыванием, следовательно, также и боковых граней металлических контактных площадок 106 и металлических дорожек 108.

Теперь ссылка на вторую стадию 202 этого способа также иллюстрируется на фиг.4. Отражающее соединение 401 обеспечено на верхней поверхности 110 подложки 104, включающей в себя металлические контактные площадки 106 и металлические дорожки 108. Отражающее соединение 401 может быть обеспечено, например, посредством распыленного покрытия подложки 104 при заданной скорости в иллюстрированном варианте осуществления, например, со скоростью 10 мм/с. Подложка 104, металлические контактные площадки 106 и металлические дорожки 108, таким образом, после второй стадии 202 по меньшей мере частично покрыты отражающим соединением 401. Отражающее соединение содержит пигменты, связующий материал и дополнительный наполнитель, как описано в отношении фиг.1. Также отражающее соединение 401 дополнительно содержит растворитель, например воду или другие растворители, такие как этанол, изопропанол или бутанол. Напыленный слой может быть применен на всей площади подложки, но может также применяться только на части площади подложки. После нанесения покрытия подложку сушат для удаления по меньшей мере части этих растворителей.

После этого на третьей стадии 203 отражающее соединение 401 по меньшей мере частично отверждают при заданной температуре во время заданного времени, с образованием отражающего покрытия 114 на подложке 104, металлических контактных площадок 106 и металлических дорожек 108. Это по меньшей мере частичное отверждение является в иллюстрированном варианте осуществления тепловым процессом, причем соединение 401 нагревают в течение 30 минут при температуре приблизительно 80°С. При подвергании фазе отверждения силановые мономеры или форполимеры золь-гель-связующего материала будут реагировать с силикатной сеткой или алкилсиликатной сеткой с образованием сшивания этого связующего материала. Предпочтительно золь-гель-связующий материал образует метилсиликатную сетку, которая может слипаться желаемым образом с керамической подложкой первой части 116 поверхности подложки, но может слипаться меньше с верхней поверхностью 203 металлических контактных площадок 106 и металлических дорожек 108. Это осуществляется, так как образуется химическая связь между золь-гель-связующим материалом и подложкой из оксида алюминия. Однако различие в шероховатости поверхности может также обеспечить лучшее прилипание отражающего покрытия к отражающей подложке, чем к металлическим контактным площадкам 106 и металлическим дорожкам 108. Например, керамическая подложка может быть относительно неровной для обеспечения зоны для захвата отражающего покрытия, в то время как металлические контактные площадки 106 и металлические дорожки 108 имеют менее шероховатую поверхность. Кроме того, золь-гель-связующий материал может быть выполнен таким образом, что он прикрепляется также желаемым образом к материалам из меди 201 и никеля 202 металлических контактных площадок 106 и металлических дорожек 108. Дополнительно, согласно одному варианту осуществления данного изобретения отражающее покрытие 114 может иметь состав, содержащий между 10-60 об.% пигментов и остальную часть, образованную этим связующим материалом. Необязательно, может присутствовать дополнительный наполнитель, например, в количестве 0-30 об.%. Например, этот состав может быть 20 об.% наноSiO₂, 30 об.% метилсиликатным связующим материалом и 50 об.% TiO₂. Это покрытие может также включать в себя поры, не представленные в вышеупомянутых объемных процентах, которые могут также способствовать рассеянию. Кроме того, если желательным является увеличение толщины отражающего покрытия 114, например, для повышения отражающей способности или однородности поверхности или ровности (плоскостности) поверхности, первая стадия 201, вторая стадия 202 и третья стадия 203 могут повторяться, пока не будет нанесено удовлетворительное количество отражающего покрытия 114 на подложку 104.

После отверждения этого соединения, т.е. после стадии 203 этого способа, подложку подвергают фазе пропитывания, т.е. четвертой стадии 204 фиг.2. Таким образом, подложку 104 подвергают действию растворителя, например воды и/или ацетона, которые могут дополнительно уменьшать связь между отражающим покрытием 114 и металлическими контактными площадками 106 и металлическими дорожками 108. Этот растворитель может содержать травитель для металлических площадок, например кислоту, для облегчения высвобождения покрытия.

Теперь со ссылкой на фиг.5 иллюстрируется пятая стадия 205 этого способа, т.е. удаление отражающего покрытия 114 из металлических контактных площадок 106 и металлических дорожек 108. На этой стадии подложку 104 подвергают механической обработке, такой как давление распыления жидкости, которая удаляет отражающее покрытие 114 из металлических контактных площадок 106, а также из металлических дорожек 108. Однако вследствие химической связи между золь-гель-связующим материалом отражающего покрытия 114 и керамической подложки 104, как описано выше, отражающее покрытие 114 не удаляется из керамической подложки 104 при подвергании этой механической обработке. Таким образом, как показано на фиг.5, керамическая подложка 104 покрывается отражающим покрытием 114, в то время как металлические контактные площадки 106 и металлические дорожки 108 имеют «чистую» поверхность без обеспечения желаемого электрического соединения со светоизлучающим устройством 112, связанным с ней.

Согласно одному варианту осуществления данного изобретения и для дополнительного увеличения отражающей способности подложки 110 металлические дорожки 108 могут быть также обеспечены отражающим покрытием 114 после пятой стадии 205 этого способа. В таком случае по меньшей мере часть металлических дорожек 108, которые не должны находиться в соединении со светоизлучающим устройством 112 после сборки, могут быть обеспечены усилителем адгезии перед нанесением отражающего соединения 401, как иллюстрировано во второй стадии 202 этого способа, а также на фиг.4. Способом достижения этого является предварительное структурирование подложки со структурой, выполняемой в слое фоторезиста. Слой фоторезиста покрывает зоны, которые не должны быть покрыты усиливающим адгезию слоем. Затем наносят усиливающий адгезию слой, например, погружением подложки в баню, содержащую усилитель адгезии, растворенный в растворителе. Этим усилителем адгезии может быть, например, 3-меркаптопропилтриметоксисилан, из которого меркаптогруппа реагирует, например, с золотом, и метоксигруппы могут быть химически связаны с силикатной или алкилсиликатной сеткой. Таким образом, химическая связь между металлическими дорожками 108 и отражающим покрытием 114 может быть увеличена для поддержания четвертой стадии 204 и пятой стадии 205, описанных выше, таким же образом, что и первая часть поверхности 116.

Дополнительно, из исследования чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения квалифицированному специалисту, выполняющему на практике заявленное изобретение, могут быть понятны, и им могут быть выполнены вариации описанных вариантов осуществления. Например, пигмент, используемый в отражающем покрытии, может быть вместо диоксида титана либо типа рутила TiO₂, либо типа анатаза TiO₂, одним из оксида алюминия, диоксида циркония, оксида гафния, оксида иттрия или оксида тантала, титаната бария, титаната стронция или смесью таких пигментов и т.д. Кроме того, усилитель адгезии, наносимый на металлические дорожки, может дополнительно включать в себя, например, процедуру погружения или процедуру стриппинга. Дополнительно также механическая обработка удаления отражающего покрытия из металлических контактных площадок может также содержать измельчение, дробление, впрыскивание струи или ультразвуковую обработку, мегазвуковую обработку и т.д. Для дополнительного облегчения удаления покрытия из металлических дорожек эта поверхность может быть предварительно обработана разделительным слоем. Этот разделительный слой может быть удален после высвобождения покрытия для достижения надежной контактной зоны для светоизлучающего устройства. Этот разделительный слой может быть тонким слоем, таким как самособираемый монослой функционализированных тиолов. Известно, что тиоловые группы прилипают к золоту, эта функциональная группа может обеспечивать свойства неприлипания. Разделительный слой может быть удален после этого, например, обработкой кислородной плазмой. Разделительный слой может быть также подходящим слоем фоторезиста, или другие разделительные слои могут быть обеспечены на металлических дорожках.

Кроме того, композиция материала отражающего покрытия может иметь состав, содержащий вариацию из: 10-90 об.% отвержденного золь-гель-материала, 10-60 об.% пигментного наполнителя диоксида титана и 0-40 об.% наполнителя нанодиоксида кремния. Более предпочтительно, этот состав представляет собой 20-50 об.% связующего материала, 30-50 об.% пигмента и 10-20 об. % нанонаполнителя.

Кроме того, структура фоторезиста может покрывать металлические дорожки и металлические контактные площадки в зонах, которые не должны быть покрыты отражающим покрытием. Затем зоны, которые не должны быть покрыты отражающим покрытием, могут быть обработаны высвобождающим слоем, который уменьшает адгезию. После удаления фоторезиста выполняют процесс нанесения покрытия, приводящий к высвобождению покрытия только из предварительно структурированного разделительного слоя. Дополнительно, носитель подложки может быть также печатной платой или ламинатом, например многослойной печатной платой. Таким образом, этот носитель может состоять из множественных слоев, и поверхность подложки не должна обязательно состоять только из одного типа материала, но может быть также покрыта различными материалами.

Кроме того, другие вещества, чем вода и ацетон, могут быть использованы в фазе пропитывания для обеспечения упрощенного удаления отражающего покрытия, например метилацетата, этилацетата, бутилацетата, этанола, изопропанола или других спиртов и т.д.

В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других элементов или стадий, и указание на единственность не исключает множественности. Единственный процессор или другой узел может выполнять функции нескольких элементов, цитируемых в формуле изобретения. Сам факт, что некоторые меры излагаются во взаимно различных зависимых пунктов, не указывает на то, что комбинации этих мер не могут быть выгодно использованы.

Изобретение относится к способу обеспечения отражающего покрытия (114) для подложки (104) для светоизлучающего устройства (112), предусматривающему стадии: обеспечения (201) подложки (104), имеющей первую часть поверхности (116) с первым материалом поверхности и вторую часть поверхности (106, 108) со вторым материалом поверхности, отличающимся от первого материала поверхности; нанесения (202) отражающего соединения, выполненного с возможностью присоединения к указанному первому материалу поверхности с образованием связи с этой подложкой (104) в первой части поверхности (116), которая является более сильной, чем связь между отражающим покрытием и подложкой (104) во второй части поверхности (106, 108); отверждения указанного отражающего соединения с образованием отражающего покрытия (114), имеющего связь между отражающим покрытием (114) и подложкой (104) в первой части поверхности (116); и подвергания указанной подложки (104) механической обработке с такой интенсивностью, чтобы удалить указанное отражающее покрытие (114) из указанной второй части поверхности (106, 108), в то время как указанное отражающее покрытие (114) остается на указанной первой части поверхности (116). Технический результат - упрощение процесса нанесения отражающего покрытия. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ изготовления структуры, включающей в себя отражающее покрытие на подложке для светоизлучающего устройства, способ содержит этапы:
обеспечения подложки, имеющей первую часть поверхности с первым материалом поверхности и вторую часть поверхности со вторым материалом поверхности, отличающимся от первого материала поверхности;
нанесения отражающего соединения на указанный первый материал поверхности и указанный второй материал поверхности для образования связи с подложкой в первой части поверхности, которая является более сильной, чем связь между отражающим соединением и подложкой во второй части поверхности;
по меньшей мере частичного отверждения указанного отражающего соединения для образования отражающего покрытия, на первой части поверхности и второй части поверхности; и
подвергания указанного отражающего покрытия на первой и второй частях поверхности механической обработке, которая преодолевает связь с подложкой во второй части поверхности, чтобы таким образом удалить указанное отражающее покрытие по меньшей мере из части указанной второй части поверхности, в то время как указанное отражающее покрытие остается на указанной первой части поверхности.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап пропитывания указанной подложки в растворителе перед подверганием подложки указанной механической обработке.

3. Способ по п. 1, причем отражающее соединение (401) содержит золь-гель-связующий материал.

4. Способ по п. 3, причем указанный золь-гель-связующий материал содержит продукт реакции по меньшей мере частично гидролизованных силановых мономеров.

5. Способ по п. 1, причем первый материал поверхности является керамическим материалом.

6. Способ по п. 1, причем второй материал поверхности является металлом.

7. Способ по п. 1, причем указанная вторая часть поверхности содержит контактные площадки для электрического присоединения светоизлучающего устройства к подложке.

8. Способ по п. 1, причем указанное отражающее соединение наносят распылением.

9. Способ по п. 1, причем указанная связь является химической связью.

10. Способ по п. 1, причем указанная механическая обработка имеет по существу одну и ту же интенсивность в первой части поверхности и во второй части поверхности.

11. Способ по п. 6, в котором упомянутый металл содержит золото.

12. Способ по п. 1, дополнительно содержащий присоединение светоизлучающего устройства к части второй части поверхности, с которой отражающее покрытие было удалено.

13. Способ по п. 1, в котором этап подвергания отражающего покрытия механической обработке содержит применение распыления жидкости, которая удаляет отражающее покрытие с по меньшей мере части второй части поверхности.

14. Способ по п. 13, в котором распыление жидкости применяется по существу с одинаковой интенсивностью на первой и второй частях поверхности, и связь отражающего покрытия с первой частью поверхности, являющаяся более сильной, чем связь отражающего покрытия со второй частью поверхности, предотвращает удаление отражающего покрытия с первой части поверхности.