專利名稱：一種利用液體金屬導(dǎo)熱的led封裝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED封裝工藝，確切地講是一種利用液體金屬傳熱導(dǎo)熱的LED封
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背景技術(shù)：
隨著能源及環(huán)境問(wèn)題的日益顯現(xiàn)，節(jié)能產(chǎn)業(yè)及其產(chǎn)品越來(lái)越受到重視，半導(dǎo)體二 極管(LED)照明的節(jié)能效果已被公認(rèn)，但LED諸如散熱、配光等應(yīng)用瓶頸還沒(méi)有完全很好 的得以解決，特別是散熱問(wèn)題尤為突出，眾所周知，LED芯片光效和壽命與其結(jié)溫呈現(xiàn)一定 得相關(guān)關(guān)系，即結(jié)溫越低光效越高，相應(yīng)的壽命也就越長(zhǎng)，控制LED結(jié)溫的關(guān)鍵技術(shù)是散熱 導(dǎo)熱技術(shù)，其技術(shù)核心是先將LED發(fā)出的熱量有效的快速的傳導(dǎo)至外部散熱器，熱量經(jīng)外 部散熱器散發(fā)到周邊環(huán)境中，制約LED熱量傳導(dǎo)的因素有傳熱通道和熱量梯度，在設(shè)定外 部散熱器溫度一定的情況下我們希望溫度梯度越小越好，即將LED結(jié)溫控制在盡量低是水 平，如此要將一定量的的熱量傳遞出去就必須設(shè)計(jì)更合理、更有效的傳熱通道。傳統(tǒng)LED芯 片封裝工藝的傳熱通道為L(zhǎng)ED芯片-固晶膠-熱沉-導(dǎo)熱膠-散熱器，此通道最大的弊端 在于LED芯片和金屬熱沉間貼合不緊，兩者間存在間隙，通常加設(shè)固晶膠以填補(bǔ)間隙和固 定芯片，而現(xiàn)有固晶膠的導(dǎo)熱系數(shù)也不能和金屬相比擬，而且固晶膠與LED芯片以及金屬 熱沉間也存在很大的熱阻。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種利用液體金屬導(dǎo)熱的LED封裝工藝，通過(guò) 液體金屬與LED襯底層無(wú)縫接觸進(jìn)行傳熱導(dǎo)熱。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種利用液體金屬導(dǎo)熱的LED封裝工藝，首先由金屬或金屬合金制備帶有凹坑的 封裝基座，取適量液體金屬注入封裝基座上凹坑內(nèi)，然后將LED芯片固定于凹坑出口使LED 芯片襯底層與液體金屬直接接觸，進(jìn)行初步固晶后在LED芯片周邊與封裝基板凹坑接觸處 密封膠密封處理，待固晶后在LED芯片正負(fù)極焊接金線，金線的另一端連接于LED光源的正 負(fù)電極，最后由熒光粉膠層灌封封裝。所述的LED封裝基座由高導(dǎo)熱金屬或合金材料制成，金屬基座上設(shè)置凹坑，同時(shí) 金屬封裝基座可與散熱器一體化設(shè)計(jì)。所述的液體金屬是一種在室溫下呈液態(tài)的金屬或合金，其一般為錫、鎂、鎵、銦等 的合金材料，可根據(jù)實(shí)際使用情況選擇適當(dāng)熔點(diǎn)的液體金屬材料。所述的熒光粉膠層由熒光粉和灌封膠按一定比例調(diào)配而成灌封于LED芯片表面 后固化而成。所述的密封膠為硅膠或者樹(shù)脂膠。所述的LED芯片為大功率發(fā)光二極管。本發(fā)明的有益效果是傳統(tǒng)LED芯片封裝工藝的傳熱通道為L(zhǎng)ED芯片-固晶膠_熱沉_導(dǎo)熱膠_散熱器，此通道最大的弊端在于LED芯片和金屬熱沉間貼合不緊，兩者 間存在間隙，通常加設(shè)固晶膠以填補(bǔ)間隙和固定芯片，而現(xiàn)有固晶膠的導(dǎo)熱系數(shù)也不能和 金屬相比擬，而且固晶膠與LED芯片以及金屬熱沉間也存在很大的熱阻，本發(fā)明封裝工藝 中LED芯片襯底層與導(dǎo)熱板間加設(shè)液體金屬可實(shí)現(xiàn)LED芯片與導(dǎo)熱板間的無(wú)縫對(duì)接，從而 有效改善傳統(tǒng)封裝工藝中LED芯片和金屬熱沉間貼合不緊，固晶膠導(dǎo)熱性能不佳等缺陷， 讓LED發(fā)出的熱量迅速傳導(dǎo)出去，有效控制LED結(jié)溫，增加LED使用壽命和發(fā)光效率。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖；圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明單顆封裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明集成封裝結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中所指圖例1、封裝基座2、液體金屬 3、LED芯片4、金線 5、熒光粉膠層6、密封膠7、 支架8、電極
具體實(shí)施例方式如圖1所示為本發(fā)明工藝流程圖，其步驟為①、首先由金屬或金屬合金制備帶有凹坑的封裝基座；②、取適量液體金屬注入封裝基座上凹坑內(nèi)；③、將LED芯片固定于凹坑出口使芯片襯底層與液體金屬直接接觸，進(jìn)行初步固
曰
曰曰；④、在LED芯片周邊與封裝基板凹坑接觸處密封膠密封處理，完成固晶；⑤、待固晶后在LED芯片正負(fù)極焊接金線，金線的另一端連接于LED光源的正負(fù)電 極；⑥、最后由熒光粉膠層灌封封裝。如圖2所示為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，封裝基座1上設(shè)置有凹坑，凹坑內(nèi)涂布適量液體 金屬2，LED芯片3置于凹坑出口其周邊與封裝基板接觸處密封膠6密封處理，固定后的LED 芯片正負(fù)極焊接導(dǎo)線(通常為金線4)，最后LED芯片由熒光粉膠層5封裝。LED封裝基座1由高導(dǎo)熱金屬或合金材料制成，金屬基座上設(shè)置凹坑，同時(shí)金屬封 裝基座可與散熱器一體化設(shè)計(jì)。液體金屬2是一種在室溫下呈液態(tài)的金屬或合金，其一般為錫、鎂、鎵、銦等的合 金材料，可根據(jù)實(shí)際使用情況選擇適當(dāng)熔點(diǎn)的液體金屬材料。LED芯片3為大功率發(fā)光二極管。熒光粉膠層5由熒光粉和灌封膠按一定比例調(diào)配而成灌封于LED芯片表面后固化 而成。密封膠6為硅膠或者樹(shù)脂膠。圖3為本發(fā)明單顆封裝結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示一種單顆封裝的LED光源由封裝基 座1、液體金屬2、LED芯片3、金線4、熒光粉硅膠層5、密封膠6、支架7、電極8構(gòu)成，封裝基
4座固定于支架內(nèi)，LED芯片固晶于封裝基座，封裝基座凹坑與LED芯片間充填液體金屬，使 得LED芯片與封裝基座間無(wú)縫接觸，LED芯片與封裝基座凹坑周邊密封膠密封處理，起到固 晶和保護(hù)液體金屬的作用，固晶后的LED芯片正負(fù)極與LED光源電極間金線焊接連接，封裝 基座與支架內(nèi)熒光粉膠層灌封封裝。 圖4為本發(fā)明集成封裝結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示一種集成封裝的LED光源結(jié)構(gòu)和工 藝過(guò)程與單顆封裝LED光源基本相同，其不同點(diǎn)在于將多顆LED芯片陣列排布固定于封裝 基板(圖中封裝基板與散熱器整體設(shè)計(jì))，再由金線串并聯(lián)連接后熒光粉膠層灌封封裝。
權(quán)利要求
一種利用液體金屬導(dǎo)熱的LED封裝工藝，其特征在于首先由金屬或金屬合金制備帶有凹坑的封裝基座，取適量液體金屬注入封裝基座上凹坑內(nèi)，然后將LED芯片固定于凹坑出口使LED芯片襯底層與液體金屬直接接觸，進(jìn)行初步固晶后在LED芯片周邊與封裝基板凹坑接觸處密封膠密封處理，待固晶后在LED芯片正負(fù)極焊接金線，金線的另一端連接于LED光源的正負(fù)電極，最后由熒光粉膠層灌封封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用液體金屬導(dǎo)熱的LED封裝工藝，其特征在于所述 的LED封裝基座由高導(dǎo)熱金屬或合金材料制成，金屬基座上設(shè)置凹坑，同時(shí)金屬封裝基座 可與散熱器一體化設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用液體金屬導(dǎo)熱的LED封裝工藝，其特征在于所述 的液體金屬是一種在室溫下呈液態(tài)的金屬或合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用液體金屬導(dǎo)熱的LED封裝工藝，其特征在于所述 的熒光粉膠層由熒光粉和灌封膠按一定比例調(diào)配而成灌封于LED芯片表面后固化而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用液體金屬導(dǎo)熱的LED封裝工藝，其特征在于所述 的密封膠為硅膠或者樹(shù)脂膠。
全文摘要
一種利用液體金屬導(dǎo)熱的LED封裝工藝首先由金屬或金屬合金制備帶有凹坑的封裝基座，取適量液體金屬注入封裝基座上凹坑內(nèi)，然后將LED芯片固定于凹坑出口使LED芯片襯底層與液體金屬直接接觸，進(jìn)行初步固晶后在LED芯片周邊與封裝基板凹坑接觸處密封膠密封處理，待固晶后在LED芯片正負(fù)極焊接金線，金線的另一端連接于LED光源的正負(fù)電極，最后由熒光粉膠層灌封封裝。本封裝工藝中LED芯片襯底層與封裝基座間加設(shè)液體金屬實(shí)現(xiàn)LED芯片與導(dǎo)熱板間的無(wú)縫對(duì)接，從而讓LED發(fā)出的熱量迅速傳導(dǎo)出去，有效控制LED結(jié)溫，增加LED使用壽命和發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L33/64GK101980390SQ20101028045
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者繆應(yīng)明, 黃金鹿 申請(qǐng)人:蘇州中澤光電科技有限公司