[實用新型]一種大功率LED封裝基板

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920070476.7
• 申請日: 2009-04-16
• 公開（公告）號: CN201556637U
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張成邦;姜霞
• 申請（專利權(quán)）人: 張成邦;姜霞
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種大功率LED封裝基板，特別適合于SMT的高導(dǎo)熱，高布線精度的陶瓷基板。

背景技術(shù)

隨著LED材料外延技術(shù)和芯片工藝的快速進展，使得LED的發(fā)光效率迅速提高，可以相信，不久將來，LED將代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源成為21世紀(jì)的綠色照明光源。

目前大功率LED普遍采用鋁基板或銅基板作為布線散熱板，該類基板的兩點不足制約了大功率LED的散熱性和抗熱沖擊能力。一是基板用的絕緣膠層，它是一種導(dǎo)熱系數(shù)很低的有機環(huán)氧類物質(zhì)，熱阻高，二是基板材料比LED芯片高幾倍的熱膨脹系數(shù)，使得LED芯片在開啟和關(guān)閉的瞬間承受著一百多度的溫度變化而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。致使芯片熱歪斜、開裂或引線斷開。

公開CN101276869A中敘述了一種LED封裝用的陶瓷散熱基板，所述基板采用金屬漿料印刷燒制工藝實現(xiàn)金屬化。不足之處在于金屬化層表面粗糙，影響LED芯片細(xì)絲鍵合的可靠性。其二，鎢、鉬金屬化層的燒結(jié)溫度達1300℃以上，燒后鍍鎳，以及高的導(dǎo)體方阻等大大限制了應(yīng)用。其三，銀漿料不僅屬于高成本貴金屬，而且其抗釬料的熔蝕能力低，特別是燒制的銀層長時間經(jīng)受高溫作用，銀原子極易遷移以及膜層下部的玻璃連接層出現(xiàn)開裂，致使膜層附著力顯著降低。其四，印刷燒制的金屬化層厚度一般不超過0.025mm，限制了導(dǎo)通電流的能力。同時，布線密度也會受到印刷工藝限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種大功率LED封裝基板，該基板的陶瓷板(1)是由氧化鋁陶瓷材料或氮化鋁陶瓷材料或碳化硅陶瓷材料組成，所述的封裝基板的金屬化層是由純銅材料構(gòu)成的銅金屬化層。所述的銅金屬化層在陶瓷板(1)的上表面分別設(shè)有芯片焊接區(qū)(2)和正負(fù)電極引線鍵合區(qū)(3)，所述的銅金屬化層在陶瓷板(1)的下表面分別設(shè)有芯片散熱焊接區(qū)(7)和正負(fù)電極焊接區(qū)(4)，正負(fù)電極引線鍵合區(qū)(3)和正負(fù)電極焊接區(qū)(4)的電氣互連由通孔(5)的內(nèi)壁銅層(6)實現(xiàn)。電氣互連通孔(5)可以是兩個或多個，芯片焊接區(qū)(2)上的LED芯片可以是1個或多個，多個LED芯片可呈陣列式排布。本實用新型的另一個特征是所述的銅金屬化層采用化學(xué)鍍、電鍍及燒結(jié)工藝實現(xiàn)。所述銅金屬化層與陶瓷基體不僅有物理結(jié)合力，而且還有化學(xué)結(jié)合力，附著牢固。所述純銅金屬化層的厚度是0.018mm至0.2mm，最好是0.035mm至0.1mm，銅布線的最小寬度和間距可達0.15mm。

本實用新型的生產(chǎn)工藝流程簡述如下：

陶瓷板-清洗-預(yù)處理(粗化、活化)-化學(xué)鍍銅-電鍍銅I-圖形化-電鍍銅II-燒結(jié)-表面處理-激光加工-清洗

本實用新型的一種大功率LED封裝基板的有益效果是：全面提高大功率LED產(chǎn)品的散熱性、導(dǎo)電能力、焊接工藝性、耐熱沖擊能力和銅層與陶瓷基板的附著力，從而顯著提升大功率LED產(chǎn)品的出光效率，延長其壽命，提升產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，尤其可降低生產(chǎn)成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)和SMT。

本實用新型具有以下特點：

(1)散熱性好，附著強度高。陶瓷是高導(dǎo)熱材料，銅的導(dǎo)熱系數(shù)達到398W/mk尤其是純銅層與陶瓷結(jié)合處沒有玻璃類物質(zhì)存在，熱阻小，附著牢固。

(2)又耐熱，絕緣性又好。陶瓷是耐熱材料，本發(fā)明的純銅層的附著強度不受溫度影響。

(3)抗熱沖擊能力強。陶瓷材料熱膨脹系數(shù)與LED芯片相近。較好解決LED芯片開裂，熱歪斜，引線斷開等技術(shù)難題。

(4)焊接工藝性好。純銅層表面光滑，有利于LED芯片的釬焊和細(xì)絲鍵合。

(5)純銅層厚度控制范圍寬。可滿足大功率LED芯片系列化封裝設(shè)計。

(6)生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)和SMT。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

附圖是本實用新型的實施例的整體結(jié)構(gòu)剖視示意圖

圖中1陶瓷板??????????2芯片焊接區(qū)??3正負(fù)電極引線鍵合區(qū)

????4正負(fù)電極焊接區(qū)??5通孔????????6通孔內(nèi)壁銅層

????7芯片散熱焊接區(qū)

具體實施方式

參見附圖，陶瓷板1經(jīng)清洗和預(yù)處理后，整體化學(xué)鍍銅0.005mm并立即進行第一次電鍍銅，使銅層厚度達到0.01mm。經(jīng)過圖形化處理后，再進行第二次電鍍銅，使附圖中的(2)，(3)，(4)，(6)，(7)各區(qū)域的銅層加厚到所需厚度后去除導(dǎo)電的銅底層，清洗后，對銅層進行燒結(jié)，再經(jīng)過激光加工即可獲得不同規(guī)格的大功率LED封裝基板。