[發明專利]一種功率型LED集成封裝結構

在審

• 申請號: 201410796210.6
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104465975A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 黃克亞;尤鳳翔;陳暢
• 申請（專利權）人: 陳暢
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64;H01L33/38;H01L33/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及LED封裝的光學、熱學、電學、力學、結構與工藝等技術領域，具體涉及一種功率型LED集成封裝結構。

背景技術

隨著照明技術的發展，大功率白光LED將是未來照明的核心。白光LED作為新型光源，與傳統光源相比具有壽命長、體積小、節能、高效、響應速度快、抗震、無污染等優點，被認為是可以進入普通照明領域的“綠色照明光源”，尤其是大功率白光LED的誕生被業界稱為“照明領域的第四次革命”，LED大規模應用于普通照明是一個必然的趨勢。

目前，很多大功率LED的驅動電流達到350mA、700mA、甚到1A，這將會引起芯片內部熱量聚集，導致發光波長漂移、出光效率下降、熒光粉加速老化以及使用壽命縮短等一系列問題。業內已經對大功率LED的散熱問題做出了很多的努力：通過對芯片外延結構優化設計，使用表面粗化技術等提高芯片內外量子效率，減少無輻射復合產生的晶格振蕩，從根本上減少了散熱組件負荷；通過優化封裝結構、材料，選擇使用以鋁基為主的金屬芯印刷電路板、陶瓷、復合金屬基板等方法，加快熱量從外延層向散熱基板散發。多數廠家還在高性能要求場合中使用散熱片，依靠強對流散熱等方法促進大功率LED散熱。盡管如此，單個LED產品目前也僅處于1～10W級的水平，散熱能力仍待提高。

另外，選擇氮化鎵作為制作LED芯片材料，以氮化鎵為代表的第三代半導體材料是近十幾年來國際上備受重視的半導體材料，在白光LED、短波長激光器、紫外探測器以及高溫大功率器件中具有廣泛的應用前景。用于氮化鎵生長的最理想的襯底自然是氮化鎵單晶材料，它可以大大提高外延膜的晶體質量，降低位錯密度，提高器件工作壽命，提高發光效率，提高器件工作電流密度。

以及選擇鎢銅合金作為集成封裝結構的熱沉，因為其既具有鎢的低膨脹特性，又具有銅的高導熱特性，其熱膨脹系數和導熱導電性能可以通過調整鎢銅的成分而加以改變，因而給鎢銅提供了更廣的應用范圍。由于鎢銅材料具有很高的耐熱性和良好的導熱導電性，同時又與硅片、砷化鎵及陶瓷材料相匹配的熱膨脹系數，因此在半導體材料中得到廣泛的應用。

發明內容

為克服現有技術中的不足，本發明的目的在于提供一種功率型LED集成封裝結構，應用于照明用大功率LED的生產和設計，該結構具有電、光、熱等方面的最優特性，有效地提高了LED的性能和光效。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種功率型LED集成封裝結構，包括散熱熱管，CuW熱沉，Si基板，LED芯片和藍寶石，所述散熱熱管設置在所述結構的最底端，所述散熱熱管的上方設置有所述CuW熱沉，所述CuW熱沉上方設置有所述Si基板，所述Si基板上方設置有所述LED芯片，所述LED芯片的上方設置有所述藍寶石。

進一步的，所述LED芯片包括P電極和N電極，所述P電極和N電極的下方分別設置有一個金屬凸點，且所述Si基板和所述LED芯片的外側通過金線連接，在所述P電極和PN結之間設置有銀光反層。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明技術方案，光從藍寶石襯底中取出，不必從電流擴散層取出，由于不從電流擴散層取光，不透光的電流擴散層可以加厚，增加了芯片的電流密度；同時，這種結構還可以將PN結的熱量直接通過金屬凸點傳導給熱導率高的Si基板和CuW熱沉，熱管技術的應用更進一步提高了散熱效果；銀反光層消除了電極和引線的擋光，因此這種結構具有電、光、熱等方面最優的特性。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本發明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明的集成封裝結構的總體結構框圖。

圖中標號說明：1、散熱熱管，2、CuW熱沉，3、Si基板，4、金線，5、金屬凸點，6、LED芯片，7、銀反光層，8、藍寶石。

具體實施方式

下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明。