[發明專利]一種陶瓷基板集成封裝的LED

無效

• 申請號: 201110202039.8
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102244189A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 程治國;楊威
• 申請（專利權）人: 彩虹集團公司
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64;H01L33/62;H01L25/075
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于LED技術領域，涉及一種陶瓷基板集成封裝的LED。

背景技術

發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命周期長、且不含汞，具有環保效益等優點。然而通常LED高功率產品輸入功率約為20％能轉換成光，剩下80％的電能均轉換為熱能，所以散熱問題是LED需要解決的難題之一。一般而言，LED發光時所產生的熱能若無法導出，將會使LED結面溫度過高，進而影響產品生命周期、發光效率、穩定性。

當前市場的LED面光源作為照明尤其50W以上存在以下問題：1、作照明用功率?。?、散熱不好，所以性能不穩定，壽命短。3、失效率高，如因為芯片與支架的熱膨脹系數不一致而脫落。

LED封裝用的基板一般都是金屬基板，由于金屬不絕緣，這樣就還需要在金屬基板(如鋁或者銅)上加一層絕緣膜作為大功率基板，會因絕緣膜發熱系數在3W/m*℃以下，整體導熱性能差。

LED芯片與基板之間通常是用膠體粘接，因為固晶膠的導熱系數只有0.8-3W/m*℃，同時還有接觸阻的存在，所以導熱性能差。

發明內容

本發明解決的問題在于提供一種陶瓷基板集成封裝的LED，克服現有LED大功率封裝的散熱問題，使得散熱性能大大提高。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種陶瓷基板集成封裝的LED，包括陶瓷基板，在陶瓷基板金屬化的正面設有電路和電路兩端的電路正極、電路負極，電路上設有用于連接芯片的金屬基座，芯片與金屬基座之間通過共晶層連接，金屬基座通過連接線與相鄰的一個芯片連接，熒光粉膠體包覆在芯片上。

所述的陶瓷基板為氧化鋁陶瓷基板或氮化鋁陶瓷基板，其厚度為0.5～1mm。

所述的金屬化是通過磁控濺射在陶瓷基板正面制作金屬層，然后在金屬層上制作電路、電路正極、電路負極和金屬基座。

所述的金屬層為鎢層、鈦層、銀層或金層。

所述的共晶層是AuSn層或AgSn/Sn層，是用共晶材料焊接芯片與金屬基座時形成的。

所述的陶瓷基板的背面為金屬化的背面，金屬化的背面還與散熱片相連接。

所述的金屬化的背面是在陶瓷基板的背面通過磁控濺射在陶瓷基板正面制作銀層或金層。

所述的金屬化的背面與散熱片通過錫膏焊接，焊接后兩者之間形成錫膏層。

所述的陶瓷基板上還設有固定點。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明提供的陶瓷基板集成封裝的LED，通過高導熱陶瓷基板的應用及共晶技術、金屬化技術的應用減小接觸熱阻，使大功率集成封裝LED光源的散熱性能大大提高：

采用高導熱陶瓷基板，比如氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷作為基板，具有高的散熱性能高：AL₂O₃導熱系數可以達到20W/m*℃，ALN導熱系數可以達到200W/m*℃，是非常好的絕緣又高導熱的材料，散熱性能非常好(接近金屬鋁)。

進一步，通過金屬化的技術來解決其導電的問題，同時解決芯片與基板的連接問題：芯片與基板之間通常是用膠體粘接，因為固晶膠的導熱系數只有0.8-3W/m*℃，同時還有接觸阻的存在，所以導熱性能差；而采用共晶技術，芯片與薄膜陶瓷基板之間用共晶材料焊接，如AuSn或者AgSn/Sn，不存在接觸熱阻，增加了導熱性能。

而且，還在金屬化的背面與散熱片之間的用錫膏焊接，減少熱阻，提高導熱性能。主要應用于50W以上的大功率LED的封裝，并通過集成封裝結構，使得光源功率可達到200W。

附圖說明

圖1是LED陶瓷集成封裝結構的平面結構示意圖；

圖2是LED陶瓷集成封裝結構的剖面示意圖；

圖3是圖2中A部的局部放大示意圖。

其中，1為芯片，2為電路，3為連接線，4為陶瓷基板，5為電路正極，6為電路負極，7為熒光粉膠體；8為共晶層；9為焊錫層；10為散熱片；11為定位點。

具體實施方式

下面結合具體的實施例和附圖對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。

參見圖1～圖3，一種陶瓷基板集成封裝的LED，包括陶瓷基板4，在陶瓷基板4金屬化的正面設有電路2和電路2兩端的電路正極5、電路負極6，電路2上設有用于連接芯片1的金屬基座，芯片1采用垂直結構，芯片1與金屬基座之間通過共晶層8連接，金屬基座通過連接線3與相鄰的一個芯片1連接，熒光粉膠體7包覆在芯片1上。