專利名稱：一種發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，屬LED發(fā)光二極管制造 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，小功率LED諸如巾3、①5、①10直徑的LED在額定電流條件下O5 的LED通常的額定電流為20mA使用時(shí)其產(chǎn)生的熱量不很大，對LED的性能影響 還不明顯，可不采取特別的措施。但在使用1W以上的大功率LED時(shí)，通常的額 定電流為350mA，必須加裝足夠的散熱裝置，如將LED焊接在鋁基覆銅板Metal Core Printed Circuit Board,簡稱MCPCB制作的印刷線路板上，通過其鋁基 板將熱量散發(fā)出去，使LED保持在一個(gè)合適的溫度條件下正常工作，否則的話 LED很快就因過熱損壞。就目前的LED的功率來說，單顆LED的使用往往是不夠的，大多數(shù)情況下是 用多顆LED組成陣列一起使用。這樣的話，其發(fā)熱量是十分可觀和驚人的。有 實(shí)驗(yàn)表明，只要散熱措施做的足夠，同樣結(jié)構(gòu)的LED可加大工作電流大于額定 電流來提高輸出光的能量，而LED仍能正常地、可靠地工作。因此如何提高LED 的散熱效果是提高LED性能的一個(gè)有效的途徑之一。為了提高散熱效果，不同 的廠家均采取了各種措施，如采用陶瓷材料做封裝結(jié)構(gòu)，以提高抗熱和導(dǎo)熱性 能、加大硅晶片的支架和電極的尺寸、采用鋁基覆銅板制作的印刷線路板作為 電路連接和散熱介質(zhì)，而不采用環(huán)氧覆銅板鋁基覆銅板的熱阻為1.6°C/W，環(huán) 氧覆銅板的熱阻為10(TC/W，其目的就是希望提高LED的散熱，提高功率密度。 常規(guī)的LED裝配結(jié)構(gòu)和散熱模型如下圖l所示此結(jié)構(gòu)的熱阻為Rth=0.28°C /W+1.99°C/W+1.33°C/W+4.00°C/W=7.6rC/W。為減少熱阻，國外有采用對鋁做 陽極氧化處理，在其表面形成具有絕緣性能的氧化層，再在氧化層上印刷銀漿， 通過燒結(jié)形成電路，省卻了鋁基覆銅板MCPCB，將LED直接裝在散熱器上，如 美國的Anotherm產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)和散熱模型如下圖2所示此結(jié)構(gòu)的熱阻為Rth
二O. 28°C/W+0. 33TVW+4. 00°C/W=4. 61°C/W。 發(fā)明內(nèi)容設(shè)計(jì)目的本實(shí)用新型提供一種能夠有效地減少熱阻LED熱阻且能夠有效 地提高LED發(fā)光光效的的封裝結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)方案本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的理念1、我們大家都知道，LED發(fā)光二極管 具有高效節(jié)能、固態(tài)結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固耐用、無污染物，綠色環(huán)保、所發(fā)射的光線不 帶熱量，驅(qū)動(dòng)電壓低，易于控制等優(yōu)點(diǎn)，不僅為世界所關(guān)注，而且被認(rèn)為是照 明領(lǐng)域的一場革命。2、在目前的光照領(lǐng)域，LED的光效約為401m/W，比白熾燈、 鹵素?zé)舾咭槐蹲笥遥欢?jié)能燈的光效約為701m/W比LED光效高出很多。 但是，造成LED光效低的原因，不僅在于晶片材料、熒光發(fā)光材料、發(fā)光機(jī)理 等，而且還有直接制約光效轉(zhuǎn)換的封裝結(jié)構(gòu)，如果封裝結(jié)構(gòu)不科學(xué)、熱量大， 那么LED用于將電能轉(zhuǎn)換成光能的很大一部分電能將被熱阻所消耗，直接影響 到其光效的轉(zhuǎn)換。大家都知道，只要有電流流過的器件就有熱量產(chǎn)生，同樣LED工作時(shí)也會(huì) 產(chǎn)生熱量，這些熱量不僅會(huì)影響LED硅晶片的發(fā)光效率和輸出功率，并會(huì)大大 縮短LED的使用壽命。本實(shí)用新型正是基于將LED熱阻消耗轉(zhuǎn)換為LED發(fā)光光效而設(shè)計(jì)的，在LED 封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，本實(shí)用新型主要包括鋁基板，鋁基板的正面為一層通過陽 極氧化處理的絕緣層，反面向外延伸形成散熱器，發(fā)光二極管的硅晶片直接封 裝在絕緣層上，并且絕緣層上還設(shè)有銀漿燒結(jié)構(gòu)成的導(dǎo)電層，而發(fā)光二極管的 硅晶片通過金絲電極與導(dǎo)電層相連接，使之形成一個(gè)完整的低熱阻、高光效、 大功率LED發(fā)光二極管。技術(shù)方案1:發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，包括鋁基板(1)，所述的鋁基板(1) 采用陽極氧化處理工藝處理且在其面形成一層絕緣氧化層(2)， LED的硅晶片 (4)直接封裝在絕緣氧化層(2)上，絕緣氧化層(2)上采用銀漿燒結(jié)工藝設(shè) 有導(dǎo)電層(5)，硅晶片(4)通過金絲電極(6)與導(dǎo)電層(5)相連接。技術(shù)方案2:由多個(gè)發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)光光源，包括鋁基板 (1)，所述的鋁基板(1)采用陽極氧化處理工藝處理且在其面形成一層絕緣氧
化層(2)，多個(gè)LED的硅晶片(4)直接封裝在絕緣氧化層(2)上，與多個(gè)LED 的硅晶片(4)匹配的導(dǎo)電層(5)采用銀漿燒結(jié)工藝形成在絕緣氧化層(2)上 且多個(gè)LED的硅晶片(4)分別通過金絲電極(6)與導(dǎo)電層(5)連接構(gòu)成LED 發(fā)光源。本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比， 一是封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，熱阻大大地減 小，其LED的光效轉(zhuǎn)換率大幅度地提高；二是能夠承擔(dān)大功率LED工作電流， 提高了 LED的光效和輸出功率；三是將LED封裝在已做陽極氧化處理的鋁基板 散熱器上，不僅減少加工環(huán)節(jié)，而且大幅地提高功效、節(jié)約能源；四是實(shí)現(xiàn)了 多顆大功率LED封裝結(jié)構(gòu)的矩陣排列；五是本申請美國的Anotherm產(chǎn)品相比， 減少了一個(gè)熱阻，其結(jié)構(gòu)和散熱模型如圖l所示，此結(jié)構(gòu)的熱阻為Rth=0.28 °C/W+4.00°C/W=4.28°C/W。較Anotherm技術(shù)減少7%的熱阻。由于實(shí)驗(yàn)等條件 的不同，以上的數(shù)據(jù)可能有一定的偏差，僅作分析之用由于熱阻的減小，LED 可通過增大工作電流來提高LED的光強(qiáng)；六是減少了加工環(huán)節(jié)，直接將LED封 裝在已做陽極氧化處理的鋁基板散熱器上，可大幅地提高功效，節(jié)約能源。尤 其是當(dāng)LED以陣列的形狀排列應(yīng)用時(shí)其優(yōu)點(diǎn)更為突出。


圖1是本實(shí)用新型的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是常規(guī)的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是采用Anotherm技術(shù)的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:參照附圖3。發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，包括鋁基板l，鋁基板l 為平板或帶有散熱器3的板，散熱器3由一組或2組或多組散熱片組成。鋁基 板1采用陽極氧化處理工藝處理且在其面形成一層絕緣氧化層2，陽極氧化處 理工藝系現(xiàn)有技術(shù)，在此不作敘述。LED的硅晶片4直接封裝在絕緣氧化層2 上(硅晶片4通過膠粘層8與絕緣氧化層2固定連接)，硅晶片4上采用現(xiàn)有技 術(shù)設(shè)有環(huán)氧樹脂層7。絕緣氧化層2上采用銀漿燒結(jié)工藝設(shè)有導(dǎo)電層5，硅晶片 4通過金絲電極6與導(dǎo)電層5相連接。 實(shí)施例2:在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，鋁基板1的正面為一層通過陽極氧化處理的絕緣層2 (AU03氧化層)，反面向外延伸形成散熱器3，散熱器3由一組散 熱片組成。發(fā)光二極管的硅晶片4直接封裝在絕緣層2上，本實(shí)施例中發(fā)光二 極管的硅晶片4通過膠粘層8與絕緣層2固定連接，發(fā)光二極管的硅晶片4上 還設(shè)有一層用于保護(hù)硅晶片的環(huán)氧樹脂層7。絕緣層2上還設(shè)有銀漿燒結(jié)的導(dǎo) 電層5，發(fā)光二極管的硅晶片4通過金絲電極6與導(dǎo)電層5相連接。散熱器由 一組散熱片組成，也可以采用其它的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3:由多個(gè)發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)光光源，包括鋁基板l， 所述的鋁基板1采用陽極氧化處理工藝處理且在其面形成一層絕緣氧化層2， 多個(gè)LED的硅晶片4直接封裝在絕緣氧化層2上，與多個(gè)LED的硅晶片4匹配 的導(dǎo)電層5采用銀漿燒結(jié)工藝形成在絕緣氧化層2上且多個(gè)LED的硅晶片4分 別通過金絲電極6與導(dǎo)電層5連接構(gòu)成LED發(fā)光源。需要理解到的是上述實(shí)施例雖然對本實(shí)用新型作了比較詳細(xì)的說明，但 是這些說明只是對本實(shí)用新型的簡單說明，而不是對本實(shí)用新型的限制，任何 不超出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)精神內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，包括鋁基板(1)，其特征在于所述的鋁基板(1)采用陽極氧化處理工藝處理且在其面形成一層絕緣氧化層(2)，LED的硅晶片(4)直接封裝在絕緣氧化層(2)上，絕緣氧化層(2)上采用銀漿燒結(jié)工藝設(shè)有導(dǎo)電層(5)，硅晶片(4)通過金絲電極(6)與導(dǎo)電層(5)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于硅晶片(4) 通過膠粘層(8)與絕緣氧化層(2)固定連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于硅晶片(4) 上設(shè)有環(huán)氧樹脂層(7)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是鋁基板(1)為 平板或帶有散熱器(3)的板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的散熱器 (3)由一組或2組或多組散熱片組成。
6、 一種由多個(gè)發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)光光源，包括鋁基板(1)，其特 征在于所述的鋁基板(1)采用陽極氧化處理工藝處理且在其面形成一層絕緣 氧化層(2)，多個(gè)LED的硅晶片(4)直接封裝在絕緣氧化層(2)上，與多個(gè) LED的硅晶片(4)匹配的導(dǎo)電層(5)采用銀槳燒結(jié)工藝形成在絕緣氧化層(2) 上且多個(gè)LED的硅晶片(4)分別通過金絲電極(6)與導(dǎo)電層(5)連接構(gòu)成 LED發(fā)光源。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種LED發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)，所述的鋁基板采用陽極氧化處理工藝處理且在其面形成一層絕緣氧化層，LED的硅晶片直接封裝在絕緣氧化層上，絕緣氧化層上采用銀漿燒結(jié)工藝設(shè)有導(dǎo)電層，硅晶片通過金絲電極與導(dǎo)電層相連接。優(yōu)點(diǎn)一是封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，熱阻大大地減小，其LED的光效轉(zhuǎn)換率大幅度地提高；二是能夠承擔(dān)大功率LED工作電流，提高了LED的光效和輸出功率；三是將LED封裝在已做陽極氧化處理的鋁基板散熱器上，不僅減少加工環(huán)節(jié)，而且大幅地提高功效、節(jié)約能源；四是實(shí)現(xiàn)了多顆大功率LED封裝結(jié)構(gòu)的矩陣排列。
文檔編號H01L21/50GK201017896SQ200620175518
公開日2008年2月6日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者勇 蔡 申請人:杭州億奧光電有限公司