[發明專利]一種大功率曲面LED散熱基板及其封裝方法

在審

• 申請號: 201410292860.7
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104022217A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 姚榮遷;張帥豐;符長平;毛宇;林佳龍;馮祖德
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64;H01L33/48
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森;戴深峻

1.一種大功率曲面LED散熱基板，其特征在于設有基底，在基底上表面設有SiO₂絕緣層，在SiO₂絕緣層上設有電路層，LED芯片固定于基板上，電路層通過金線與LED芯片相連，再由經過固化的熒光粉和膠的混合物包裹；基底下表面通過導熱膠粘貼于金屬散熱片上。

2.如權利要求1所述一種大功率曲面LED散熱基板的封裝方法，其特征在于包括以下步驟：

1)硅氧碳薄膜的制備：將PCS紡成原膜，對原膜進行不熔化預處理，將預處理過的原膜進行高溫燒結成硅氧碳薄膜；

2)LED散熱基板絕緣層的制備：對燒結成的硅氧碳薄膜進行表面熱處理，在薄膜表面形成SiO₂絕緣層；

3)LED散熱基板導電層的制備：在SiO₂絕緣層表面設置導電層，制得大功率曲面LED散熱基板；

4)LED封裝：使用步驟3)制得的大功率曲面LED散熱基板，將LED封裝為曲面LED燈具。

3.如權利要求2所述一種大功率曲面LED散熱基板的封裝方法，其特征在于在步驟1)中，所述硅氧碳薄膜的制備采用碳化硅薄膜成型裝置，將脫泡處理后的PCS在250～280℃進行紡膜，將噴膜口處的PCS均勻纏繞在卷絲筒上，得到PCS原膜，通過調節卷絲筒的轉速控制原膜的厚度。

4.如權利要求2所述一種大功率曲面LED散熱基板的封裝方法，其特征在于在步驟1)中，所述不熔化預處理采用氧化處理或電子束處理。

5.如權利要求4所述一種大功率曲面LED散熱基板的封裝方法，其特征在于所述氧化處理的步驟是，將紡好的薄膜放入高溫爐中，25min從室溫升溫至100℃，再360min升溫至180～200℃，保溫1～3h，加熱用的高溫爐用升溫管式爐，并在升溫過程中通入流量為300ml/min的空氣，電子束處理的步驟是將紡好的薄膜放入電子加速器，通入氬氣保護，啟動電子加速器，處理30min。

6.如權利要求2所述一種大功率曲面LED散熱基板的封裝方法，其特征在于在步驟1)中，所述高溫燒結的步驟是將不熔化預處理過的薄膜，放入升溫管式爐，通入惰性氣體，流量200ml/min，設置升溫程序是35min從室溫升溫至200℃，再200min升溫至600℃，250min至850℃，100min至1000℃，200min至1200℃，保溫1～3h，冷卻后取出。

7.如權利要求2所述一種大功率曲面LED散熱基板的封裝方法，其特征在于在步驟2)中，所述表面熱處理是采用1500℃升溫管式爐，設置的升溫程序以240min從室溫升溫至1200℃，全程通入氣氛為空氣，流量為200ml/min，保溫30min。

8.如權利要求2所述一種大功率曲面LED散熱基板的封裝方法，其特征在于在步驟3)中，設置導電層采用絲網印刷，絲網為兩條平行直線絲網，絲網間距0.8mm，絲網寬度0.2mm，印刷的具體過程是：將絲網固定在絲網印刷支架上，將固定的硅氧碳薄膜放在絲網印刷支架臺和絲網之間，再調整絲網和硅氧碳薄膜之間的距離為1mm，將高溫銀漿涂覆在一條直線絲網的一側，然后用橡膠刮板從一側向另一側刮刷2～3次，在硅氧碳薄膜上形成了兩條平行的高溫銀漿層，再將薄膜放入1200℃升溫管式爐，通入氬氣保護，氬氣流量為200ml/min，設置升溫程序60min從室溫升溫至650℃，保溫30～60min。

9.如權利要求2所述一種大功率曲面LED散熱基板的封裝方法，其特征在于在步驟3)中，設置導電層采用鍍膜，在薄膜表面鍍銅膜或鋁膜，再通過腐蝕法加工將去除多余部分，形成導電層；所述鍍膜可采用熱噴涂、濺射鍍膜或離子鍍膜。

10.如權利要求2所述一種大功率曲面LED散熱基板的封裝方法，其特征在于在步驟4)中，所述封裝的方式采用COB封裝，其具體步驟為：

點膠，在電路需要的位置上點導電或絕緣膠，以便使芯片粘帖固定在基板上；

刺片，將多個LED芯片按照電路需求固定在基板上，最好采用機械刺片，使用機械將LED芯片依次安裝在基板上，也可以采用手工刺片，在顯微鏡下用針將LED芯片刺到相應位置上；

點金線，使金線在芯片電極和外引線鍵合區之間形成歐姆接觸，用金線將LED芯片連接進基板上電路；

封膠，將熒光粉與膠的混合物涂布于基板，包裹住芯粒和金線；

固化，將封膠后的基板放入烘箱中烘烤固化，將經過封膠的基板在150℃烘烤120min，使銀膠固化成型，制得LED單元；

封裝測試，將彎曲成型的LED單元封裝為燈具，在加工過程中有可能出現斷線等導致故障的現象，封裝好的LED燈具要經過測試。