[發明專利]LED芯片與背板的焊接方法

無效

• 申請號: 201010530856.1
• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN102085589A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 姚力軍;張汝京;王學澤;肖德元;牛崇實
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料有限公司;西安神光安瑞光電科技有限公司
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00;B23K35/14
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及LED封裝技術領域，尤其涉及一種LED芯片與背板的焊接方法。

背景技術

發光二極管(LED，Light?Emitting?Diode)是一種半導體固體發光器件，其利用半導體PN結作為發光材料，可以直接將電轉換為光。當半導體PN結的兩端加上正向電壓后，注入PN結中的少數載流子和多數載流子發生復合，放出過剩的能量而引起光子發射，直接發出顏色為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的光。LED光源由于具有高節能、壽命長、利于環保等優點，而成為目前研究的熱點，廣泛應用于照明燈具中，并被認為是下一代光源。

根據提供功率的大小，LED可分為大功率LED及小功率LED。通常來說，小功率LED的額定電流都是200mA；額定電流高于200mA的LED基本上都可以算作大功率LED。

用于照明的大功率LED芯片在使用過程中將產生大量的熱量，如不及時將熱量散出，將無法獲得穩定的光輸出，并且會嚴重影響LED芯片的使用壽命。為了延長LED芯片的使用壽命，通常需要將LED芯片封裝在背板上，通過背板將LED芯片在使用過程中產生的熱量散出。并且，為了提高背板的散熱性能，通常采用導熱性能好的金屬或合金作為背板，例如鋁背板、鋁合金背板以及銅背板等。在LED芯片封裝過程中，需要將LED芯片的背面焊接到背板上。

然而，即使采用了導電性能好的背板，如果LED芯片與背板之間的連接工藝不當，仍然會影響LED芯片的散熱。

目前，LED芯片的背面與背板之間的焊接一般采用粘膠技術或釬焊技術。所謂粘膠技術是指采用粘結材料，例如導電膠或銀漿，將LED芯片的背面與背板進行粘結固定。然而粘膠技術存在如下缺點：

1)粘結強度不高，容易造成LED芯片從背板上脫落；

2)粘結材料的導熱性能差，給LED芯片的散熱造成影響；

3)粘結材料的耐溫通常在70℃左右，而LED芯片在使用過程中的溫度可能會高于70℃，從而導致粘結材料融化，造成LED芯片從背板上脫落。

所謂釬焊技術，是指在兩種待焊接材質(母材)之間填充釬料金屬，利用填充的釬料金屬的熔點比母材低的特點，將母材與釬料金屬加熱到高于釬料金屬熔點、且低于母材熔點的溫度，使釬料金屬形成液態，利用液態釬料潤濕母材，填充兩種母材接合面的間隙，并與母材相互擴散，實現連接兩種母材的一種方法。并且現有的釬料金屬通常為錫，采用錫作為釬料金屬的釬焊通常稱為錫釬焊。然而，錫釬焊存在如下缺點：

1)需要專用的加熱平臺及焊接線，導致工藝復雜；

2)錫釬焊需要加熱到適當的溫度，并且保持合適的焊接時間，使得芯片在焊接過程中容易受熱損壞；

3)錫釬焊需在氮氣保護環境下進行，防止母材氧化。

因此，有必要對現有的LED芯片與背板的焊接方法進行改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種LED芯片與背板的焊接方法，以提高LED芯片與背板的結合強度，并且避免損壞LED芯片。

為解決上述問題，本發明提出一種LED芯片與背板的焊接方法，利用釬焊工藝連接LED芯片與背板，所述釬焊工藝采用的釬料金屬為自反應性Al-Ni薄膜。

可選的，所述自反應性Al-Ni薄膜呈納米層狀結構。

可選的，所述自反應性Al-Ni薄膜的厚度為0.05～0.2mm。

可選的，所述背板的材質為鋁合金。

同時，為解決上述問題，本發明提出一種LED芯片與背板的焊接方法，利用釬焊工藝連接LED芯片與背板，該方法包括如下步驟：

提供LED芯片、背板以及自反應性Al-Ni薄膜；

將所述LED芯片、自反應性Al-Ni薄膜以及背板依次疊放；

將所述自反應性Al-Ni薄膜點火，使所述自反應性Al-Ni薄膜產生自反應，實現焊接。

可選的，所述自反應性Al-Ni薄膜呈納米層狀結構。

可選的，所述自反應性Al-Ni薄膜的厚度為0.05～0.2mm。

可選的，所述將自反應性Al-Ni薄膜點火的實現方法為電脈沖或光源照射或直接局部加熱。

可選的，所述背板的材質為鋁合金。

本發明由于采用以上的技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：

1)與現有的粘膠技術相比，采用本發明提供的LED芯片與背板的焊接方法，能極大地提高LED芯片與背板的結合強度；

2)與現有的粘膠技術相比，本發明提供的自反應性Al-Ni薄膜的耐溫可超過120℃，從而可避免在使用過程中LED芯片從背板上脫落；