灯板及灯板制作方法

技术领域

本发明涉及一种灯板及灯板制作方法，尤其涉及一种使用烧结的纳米金属层作为焊垫的灯板及其制作方法。

背景技术

有些发光键盘使用柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)承载发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)以作为其背光光源。一般FPC制程是在高分子基材上形成铜线路，再将LED焊接到铜线路，以构成灯板。由于铜线路制程采湿式黄光蚀刻制程，制程工序复杂，造成制程与材料成本过高。

发明内容

鉴于先前技术中的问题，本发明一目的在于提供一种灯板，于其焊垫区上使用烧结的纳米金属层，有助于焊接层与焊垫区之间的连接。

根据本发明的一方面，本发明提出一种灯板，包含：

基板；

导线，位于该基板上，该导线具有焊垫区；

烧结的纳米金属层，位于该焊垫区上；

焊接层，位于该烧结的纳米金属层上；以及

发光件，固定于该焊接层上。

作为可选的技术方案，该烧结的纳米金属层包含烧结的银纳米颗粒、烧结的铜纳米颗粒、烧结的镍纳米颗粒、烧结的金纳米颗粒或烧结的锡纳米颗粒。

作为可选的技术方案，该烧结的纳米金属层包含烧结的多个金属纳米颗粒，该多个金属纳米颗粒的粒径在10纳米至1000纳米的范围内或该多个金属纳米颗粒的平均粒径在50纳米至800纳米的范围内。

作为可选的技术方案，该烧结的纳米金属层包含多个烧结颈。

作为可选的技术方案，该基板为聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、双马来酰亚胺三嗪或聚甲基丙烯酸甲酯的高分子基板。

作为可选的技术方案，该基板为IC载板。

作为可选的技术方案，该焊接层包含锡铋共化物、锡铋银共化物或锡银铜共化物。

作为可选的技术方案，该导线包含固化的银浆。

作为可选的技术方案，该导线的厚度在2微米至30微米的范围内。

作为可选的技术方案，该烧结的纳米金属层的厚度在0.5微米至30微米的范围内。

作为可选的技术方案，该焊接层的厚度在2微米至50微米的范围内。

本发明之另一目的在于提供一种灯板制作方法，于其焊垫区上使用烧结的纳米金属层，其能与锡膏稳固连接。

根据本发明的另一方面，本发明还提出一种灯板制作方法，包含下列步骤：

(a)提供基板；

(b)于该基板上形成导线，该导线具有焊垫区；

(c)于该焊垫区上形成烧结的纳米金属层；

(d)于该烧结的纳米金属层上形成锡膏层；

(e)将发光件放置于该锡膏层上；以及

(f)对该锡膏层实施回焊。

作为可选的技术方案，步骤(b)由下列步骤实施：

使用银浆以在该基板上形成银浆线路；以及

固化该银浆线路以于该基板上形成该导线。

作为可选的技术方案，步骤(c)由下列步骤实施：

于该焊垫区上涂覆纳米金属层；以及

烧结该纳米金属层以形成该烧结的纳米金属层。

作为可选的技术方案，该烧结的温度在100摄氏度至300摄氏度的范围内。

作为可选的技术方案，该纳米金属层包含银纳米颗粒、铜纳米颗粒、镍纳米颗粒、金纳米颗粒或锡纳米颗粒。

作为可选的技术方案，该纳米金属层包含多个金属纳米颗粒，该多个金属纳米颗粒的粒径在10纳米至1000纳米的范围内或该多个金属纳米颗粒的平均粒径在50纳米至800纳米的范围内。

综上所述，于灯板中，烧结的纳米金属层与导线的焊垫区有较佳的结合度，烧结的纳米金属层可作为焊垫，使得焊接层可通过烧结的纳米金属层与导线电性连接。藉此，灯板的导线可采用简便的方式形成，例如印刷银浆线路并固化之，此相对于目前以蚀刻制程制作FPC上的线路而言，具有制程简单，制程与材料成本较低等优势。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为根据第一实施例的灯板的剖面图；

图2为根据第二实施例的灯板制作方法的流程图；

图3为根据该灯板制作方法提供的基板的示意图；

图4为根据该灯板制作方法于该基板上形成导线后的示意图；

图5为根据该灯板制作方法于该导线的焊垫区上形成烧结的纳米金属层后的示意图；

图6为根据该灯板制作方法于该烧结的纳米金属层上形成一锡膏层后的示意图；

图7为根据该灯板制作方法于该锡膏层上放置发光件后的示意图；

图8为根据该灯板制作方法于回焊后的SEM图。

具体实施方式

请参阅图1。图1为根据第一实施例的灯板1的剖面图，灯板1包含基板12、两根导线14、两个烧结的纳米金属层16、两个焊接层18及发光件20。导线14位于基板12上。每根导线14各自具有一焊垫区142。该两个烧结的纳米金属层16分别位于该两个焊垫区142上。该两个焊接层18分别位于该两个烧结的纳米金属层16上。发光件20(例如但不限于发光二极管)固定于该两个焊接层18上。通过该两根导线14可提供电力给发光件20，并控制其运作。于实际应用中，灯板1可应用至一发光键盘中，例如其背光光源以灯板1结构制作。

于本实施例中，导线14包含固化的银浆，例如通过印刷银浆于基板12，再加热固化形成导线14，但实际操作中不以此为限。基板12可以是但不限于聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)(其可耐温150摄氏度至170摄氏度)、聚酰亚胺(Polyimide)、双马来酰亚胺三嗪(bismaleimide triazine)或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)的高分子基板(polymer substrate)。基板12也可以是IC载板，例如BT树脂(双马来酰亚胺三嗪树脂)载板、类BT载板、ABF(Ajinomoto Build-up Film)载板、MIS(Molded Interconnect Substrate)载板等。于实际操作中，导线14的厚度可设计在2微米至30微米的范围内。

烧结的纳米金属层16包含烧结的多个金属纳米颗粒，例如但不限于多个烧结的银纳米颗粒、多个烧结的铜纳米颗粒、多个烧结的镍纳米颗粒、多个烧结的金纳米颗粒或多个烧结的锡纳米颗粒。例如通过印刷金属纳米颗粒的浆料于焊垫区142上，再低温烧结形成烧结的纳米金属层16，其中烧结的纳米金属层16包含多个烧结颈(烧结颈可利于后续的LED焊接)。烧结的纳米金属层16可与导线14的焊垫区142有较佳的结合度。于实际操作中，例如，可选用金属纳米颗粒的粒径可落在10纳米至1000纳米的范围内，又例如，可选用金属纳米颗粒的平均粒径在50纳米至800纳米的范围内。烧结的纳米金属层16的厚度可设计在0.5微米至30微米的范围内。

焊接层18可由锡膏回焊实现。通过适当选择锡膏及烧结的纳米金属层16的成分，锡膏于回焊时会与烧结的纳米金属层16反应形成共化物，其可增加焊接层18与烧结的纳米金属层16之间的结合强度。于实际操作中，焊接层18可包含锡铋共化物、锡铋银共化物或锡银铜共化物。焊接层18的厚度可设计在2微米至50微米的范围内。

请参阅图2，其显示根据第二实施例的灯板制作方法。为简化说明，以制作前述灯板1为例说明；但于实际操作中，前述灯板1不限于以此灯板制作方法制作。关于前述灯板1各构件的相关说明，于此可适用者，亦有适用，不另赘述。如图2中步骤S100所示，该灯板制作方法提供基板12，如图3所示。如步骤S102所示，该灯板制作方法于该基板上形成两根导线14，如图4所示。其中，每根导线14各自具有一焊垫区142。于实际操作中，步骤S102可通过先使用银浆(例如由银或其化合物、助熔剂、粘合剂和稀释剂配制而成)在基板12上形成银浆线路(例如通过印刷，其中该银浆线路的轮廓原则上与导线14轮廓相同)，再固化该银浆线路(例如但不限于以80～250摄氏度范围内的温度烘烤)，进而于基板12上形成导线14而实现。

如图2中步骤S104所示，该灯板制作方法于每个焊垫区142上形成一烧结的纳米金属层16，作为焊垫，如图5所示。其中，烧结的纳米金属层16覆盖与之对应的整个焊垫区142。于实际操作中，步骤S102可通过先使用金属纳米颗粒的浆料于每个焊垫区142上涂覆一纳米金属层(例如通过印刷，其中该纳米金属层的轮廓原则上与烧结的纳米金属层16轮廓相同)，烧结该纳米金属层(例如烧结的温度可设定在100摄氏度至300摄氏度的范围内)，进而于每个焊垫区142上形成烧结的纳米金属层16而实现。此外，于实际操作中，该纳米金属层包含多个金属纳米颗粒，例如但不限于多个银纳米颗粒、多个铜纳米颗粒、多个镍纳米颗粒、多个金纳米颗粒或多个锡纳米颗粒。于实际操作中，例如，可选用金属纳米颗粒的粒径可落在10纳米至1000纳米的范围内，又例如，可选用金属纳米颗粒的平均粒径在50纳米至800纳米的范围内。

如图2中步骤S106所示，该灯板制作方法于每个该烧结的纳米金属层16上形成一锡膏层19(例如包含助焊剂与锡或锡合金粉末)，如图6所示。接着，如图2中步骤S108所示，该灯板制作方法将一发光件20放置于该两个烧结的纳米金属层16的锡膏层19上，如图7所示。之后，如2图中步骤S110所示，该灯板制作方法对该两个锡膏层(或谓整个灯板1半成品)实施回焊(例如回焊温度可设定在100摄氏度至270摄氏度的范围内)。回焊后，即完成灯板1成品(可参阅图1)。

另外，请参阅图8，其为根据该灯板制作方法制作的灯板1部分的SEM图。锡膏层19于回焊后形成焊接层18。通过适当选择锡膏及烧结的纳米金属层16的成分，于回焊时，锡膏层19会与烧结的纳米金属层16反应形成共化物(例如图中的接口金属共化物层182，例如锡银铜共化物)，其可增加焊接层18与烧结的纳米金属层16之间的结合强度。

如上述说明，于灯板1中，烧结的纳米金属层16与导线14的焊垫区142有较佳的结合度，烧结的纳米金属层16可作为焊垫，使得焊接层18可通过烧结的纳米金属层16与导线14电性连接。藉此，灯板1的导线14可采用简便的方式形成，例如印刷银浆线路并固化之，此相对于目前以蚀刻制程制作FPC上的线路而言，具有制程简单，制程与材料成本较低等优势。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。