[發明專利]一種提高LED集成面光源安規絕緣耐壓的方法

無效

• 申請號: 201110003683.2
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102185039A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 劉義芳;邢先鋒;王清平;李志強
• 申請（專利權）人: 西安明泰半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/48;H01L33/64
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于LED半導體固態照明技術領域，涉及一種提高LED集成面光源安規絕緣耐壓的方法。

背景技術

LED作為照明光源得到越來越廣泛的應用，但LED燈具在通過安規絕緣耐壓檢測時，或多或少都遇到困難，特別是集成面光源，由于考慮良好的散熱需求，普遍采用LED芯片用導電銀漿直接粘接到一塊熱電的良導體(如銅板)上的工藝，這樣只憑借LED芯片襯底來機械絕緣，即便是最低500V的絕緣耐壓，也很難通過。而根據LED光源工作電壓的不同，需要500V到2000V不等的絕緣耐壓要求，考慮到工藝余量，必須達到2500V的絕緣耐壓要求。

現有技術工藝中，在典型的集成面光源結構中，承載LED芯片部分為良導熱導體銅基板，具體工藝是將若干個LED芯片，無論是采用正裝還是倒裝芯片，用導電銀漿直接粘接到一塊熱電的良導體(如銅支架)上，采取超聲波壓焊用金絲互聯各電極，只憑借LED芯片襯底(正裝芯片的藍寶石襯底、倒裝芯片的硅襯底，厚500nm左右)來機械絕緣，通過500um左右的半導體材料機械絕緣500V以上是不可靠的，同時導電銀漿粘接時會進一步縮短500um的絕緣距離，安規絕緣會進一步不可靠。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高LED集成面光源安規絕緣耐壓的方法，解決了現有技術不能可靠滿足安規2500V以上的絕緣耐壓要求的問題。

本發明采用的技術方案是，一種提高LED集成面光源安規絕緣耐壓的方法，利用陶瓷覆銅板作支架，陶瓷覆銅板由上、中、下三層結構組成，下層為銅基層，中間的絕緣層為陶瓷材料，上層為銅導電層，在銅導電層中腐蝕出承載作用的銅箔島，銅箔島的數目及排列方式按照以下步驟確定：

第一步，根據所需光源總功率W和單顆LED芯片的額定功率P，確定支架上LED總個數Q，Q＝W÷P，即確定支架上銅箔島的個數Q；

第二步，根據選用的單顆LED芯片在支架上所需的安裝尺寸，確定支架上層銅導電層的單個銅箔島的尺寸；

第三步，根據LED總個數Q，確定支架上銅箔島的矩陣橫排M及豎排N的數目，并且M×N＝Q；

第四步，按照單個銅箔島的尺寸，銅箔島的矩陣數目為M×N，相鄰銅箔島之間的隔離間距為1mm，整板邊緣隔離距離為1mm，最終確定支架的總體長寬尺寸。

本發明的有益效果是，不僅能夠滿足安規2500V以上的絕緣耐壓要求，同時不影響原有直接粘接工藝時的散熱效果。

附圖說明

圖1是本發明選用的陶瓷覆銅板的結構示意圖；

圖2是按照本發明方法制作的25W的LED集成面光源支架示意圖，絕緣層選用三氧化二鋁陶瓷材料；

圖3是按照本發明方法制作的100W-200W的LED集成面光源支架示意圖，絕緣層選用氮化鋁陶瓷材料。

圖中，1.銅導電層，2.絕緣層，3.銅基層，4.銅箔島，5.陶瓷覆銅板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

現有典型LED結構在集成封裝時，厚度小于500um，芯片最底層藍寶石襯底作為機械絕緣層與金屬底座用導電銀漿粘接，P電極和N電極作為供電端子。另外，在倒裝封裝時，硅襯底作為機械絕緣層，厚度小于500um，左右焊盤作為正負供電端子，芯片最下層硅襯底作為機械絕緣層與金屬底座用導電銀漿粘接。

圖1為本發明選用的陶瓷覆銅板(簡稱DCB板)5的絕緣層為三氧化二鋁的“三明治”結構，下層為導熱的銅基層3，一般為整體全覆銅；中間的絕緣層2為三氧化二鋁或氮化鋁材料，既強絕緣又高導熱；上層為工藝承載的銅導電層1，按需求可腐蝕出不同圖形的承載銅箔島4。

參照表1，是絕緣層2為三氧化二鋁的陶瓷覆銅板5的典型參數，三氧化二鋁具有高達24-28W/mK導熱系數，同時僅有0.25mm/0.38mm厚度，與上下銅層熔合，整體具有極低的熱阻。

表1，絕緣層為三氧化二鋁的陶瓷覆銅板5的相關性能參數