[發(fā)明專利]具有微通道散熱器的LED模塊及其制備方法

無效

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• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102280540A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 吳軍;孫宙琰;鄭利紅
• 申請（專利權）人: 上海亞明燈泡廠有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/64;H01L33/48;H01L25/075
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發(fā)明涉及一種LED模塊及制備方法，尤其是一種具有微通道散熱器的LED模塊及制備方法。

背景技術

LED(Light?Emitting?Diode)被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。散熱問題是制約大功率LED普及的瓶頸問題之一，如果熱量不能迅速耗散，將使LED結溫過高，從而影響LED的使用壽命和可靠性。

當前主流的LED封裝的熱流通道為：由LED芯片至固晶層，再傳導至基板、導熱膠以及散熱器，這種封裝形式產(chǎn)生了多個接觸熱阻：芯片與基板之間的接觸熱阻，基板絕緣層產(chǎn)生的接觸熱阻，基板與散熱器之間的接觸熱阻，這些接觸熱阻導致整個LED熱流通道的熱阻較大，不利于PN結發(fā)出的熱量迅速傳至散熱介質。

小功率LED模塊由于發(fā)熱量不大，散熱問題不嚴重，因此只要運用一般的銅箔印刷電路板即可。但隨著高功率LED的盛行，銅箔印刷電路板已不足以應付散熱需求。目前應用較廣泛的LED散熱器主要以鋁基板散熱器為主，但是由于其散熱介質主要以空氣為主，而空氣為熱的不良導體，因此對其散熱效果有很大的限制，再者，傳統(tǒng)封裝LED方式中存在的各種接觸熱阻，不利于實現(xiàn)小面積、小體積下超大功率LED的集成，而且以鋁基板散熱器為主的LED散熱器也不利于延長了LED的壽命和提高LED使用的可靠性。

因此，如何提供一種LED模塊及其制造技術，以克服現(xiàn)有技術中的種種問題，實已成為本領域的從業(yè)者亟待解決的問題。

發(fā)明內容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種具有微通道散熱器的LED模塊及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術中的LED模塊熱流通道的熱阻較大，不利于實現(xiàn)小面積、小體積下超大功率LED的集成，以及LED的壽命不高和可靠性不強等問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種具有微通道散熱器的LED模塊的制備方法，所述制備方法至少包括以下步驟：步驟一，提供一半導體襯底，并依次在所述半導體襯底上生長緩沖層，N型GaN層、量子阱層、及P型GaN層，然后在所述P型GaN層上形成P型歐姆接觸以制備出P電極，接著剝離所述半導體襯底并去除所述緩沖層，最后在所述N型GaN層上形成N型歐姆接觸以制備出N電極，以制備出一LED芯片；步驟二，提供一具有上、下表面及四周側面的硅襯底，刻蝕所述硅襯底的下表面，以在所述硅襯底的底部形成多個朝向該下表面開口并貫穿相對兩側面的溝道，然后將一密封層鍵合于所述硅襯底的下表面，以使各該溝道形成在所述的相對兩側面上分別具有進口及出口的用以流通冷卻液的多個微通道，并于所述硅襯底的上表面形成一絕緣層，以制備出一微通道散熱器；步驟三，于所述絕緣層上制作正、負電極板，將所述LED芯片通過合金工藝倒裝在所述正上，然后使用金絲球焊機將一金絲鍵合于所述N電極與所述負電極板之間以完成電性連接，同時于所述正、負電極板上分別制備出對應電性連接于一外部電源的正、負電極連接端；以及步驟四，在所述LED芯片上涂覆熒光粉，然后藉由硅膠進行灌封，以密封所述正、負電極板，LED芯片，金線以及熒光粉于所述微通道散熱器的絕緣層上，最后進行烘烤固化，以完成所述LED模塊的制備。

在本發(fā)明制備方法的步驟一中，還包括對所述P電極與N電極的表面進行鍍金的步驟。其中，所述緩沖層、N型GaN層、量子阱層及P型GaN層的生長方法為金屬有機化合物化學氣相淀積法。

在本發(fā)明制備方法的步驟二中，刻蝕所述硅襯底的下表面的刻蝕方法為反應離子刻蝕法。所述溝道的寬度為10μm至1000μm。所述冷卻液為純水、乙醇，添加有納米顆粒的水、或添加有納米顆粒的乙醇。

在本發(fā)明制備方法的步驟二中，所述密封層的材質為硅或者銅，藉由導熱密封材料鍵合于所述硅襯底的下表面。具體地，將所述密封層鍵合于所述硅襯底下表面的鍵合方法為陽極鍵合法。

在本發(fā)明制備方法的步驟二中，所述絕緣層為氮化鋁材質，并該氮化鋁材質的絕緣層表面鍍有一層金或銀，用以制作所述正、負電極板，以將所述LED芯片通過合金工藝倒裝在所述正電極板上。

在本發(fā)明制備方法的步驟三中，將所述LED芯片通過合金工藝倒裝在所述正電極板上的合金為金錫合金，具體地，是將所述LED芯片的P電極通過合金工藝鍵合在所述正電極板上。

在本發(fā)明制備方法的步驟四中，所述熒光粉為YAG熒光粉，所述硅膠為進行了一次光學設計的有機硅。