專利名稱：大功率led的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光照明器件，尤其涉及一種大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的發(fā)光二極管(LED)的封裝結(jié)構(gòu)，一般是用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠將芯片裝在小尺 寸的反射杯中或載片臺上，由金絲完成器件的內(nèi)外連接后用環(huán)氧樹脂封裝而成，其熱阻高 達(dá)300°C /ff,因此其只能在20mA以下的小電流及小于0. Iff的條件下工作。而功率型(> 1W)LED若采用傳統(tǒng)的封裝形式，將會因為散熱不良而導(dǎo)致芯片結(jié)溫迅速上升和環(huán)氧碳化變 黃，造成器件的光衰減加速直至失效，甚至因為迅速的熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力造成開路而失 效。因此傳統(tǒng)的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)5W LED器件的散熱需要，無法獲得穩(wěn)定的光 輸出和維持較高的器件壽命。另一方面，目前制作白光LED的主要方法是利用藍(lán)光LED芯片涂敷微小顆粒的非 透明熒光粉通過波長轉(zhuǎn)換制作白光LED。由于藍(lán)光LED持續(xù)點亮?xí)斐蓽囟壬撸ㄩL轉(zhuǎn)換 材料會發(fā)生退化，同時由于涂敷的波長轉(zhuǎn)換材料為非透明材料，在藍(lán)光或紫外芯片發(fā)出的 光通過時會發(fā)生散射吸收等現(xiàn)象，使得出光效率不高；同時由于涂敷厚度的不均勻會嚴(yán)重 影響其光斑和白光色溫。例如由于涂敷不均勻造成的黃色光圈、藍(lán)色光斑、白光色溫不一致 等問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱阻低、散熱良好、使用壽命長的大 功率發(fā)光二極管。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)，包括金 屬基板；導(dǎo)熱層，所述導(dǎo)熱層設(shè)于所述金屬基板的上表面；絕緣層，所述絕緣層設(shè)于所述導(dǎo) 熱層的上表面；電極片，所述電極片包括正電極片和負(fù)電極片，所述正電極片和負(fù)電極片固 定在所述絕緣層的上表面上；芯片體，所述芯片體包括內(nèi)置LED芯片和包覆在所述LED芯片 外圍的熒光膠層，所述LED芯片的正、負(fù)極引腳伸出所述熒光膠層外，所述芯片體固定在所 述絕緣層上且所述正負(fù)極引腳分別與所述正電極片和負(fù)電極片連接。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述熒光膠層為采用YAG激光陶瓷和膠混合的熒光膠 層。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述金屬基板的底面設(shè)有若干附有氧化銠層的散熱槽。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述導(dǎo)熱層和所述絕緣層為采用氮化鋁陶瓷材料的氮
化鋁陶瓷層。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述導(dǎo)熱層為采用氮化鋁陶瓷材料的氮化鋁陶瓷層， 所述絕緣層為采用絕緣薄膜材料的絕緣薄膜層。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電極片的正電極片包括若干個第一金屬片，所述
3第一金屬片通過導(dǎo)線串聯(lián)且所述第一金屬片排布成弧狀；所述電極片的負(fù)電極片包括若干 個第二金屬片，所述第二金屬片通過導(dǎo)線串聯(lián)且所述第二金屬片排布成弧狀。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述金屬基板為鋁基板。采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果由于該大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)，包 括基板，基板上設(shè)置導(dǎo)熱層和絕緣層，然后再安裝電極片和芯片體，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，熱阻低， 且所述芯片體的熒光膠層采用YAG激光陶瓷和膠的混合的熒光膠層，YAG激光陶瓷具有優(yōu) 異的高溫力學(xué)性能，使大功率LED工作一段時間后，即使溫度升高，熒光膠層中YAG激光陶 瓷涂層仍然能正常發(fā)揮藍(lán)光轉(zhuǎn)變白光的作用，且色溫柔和，從而，提高了大功率LED的使用 壽命，增強了可靠性。另外，在基金屬基板的底面設(shè)置附有氧化銠層的散熱槽，能增強散熱 效果，防止熱量聚集帶來的溫度過高損壞器件?？傊緦嵱眯滦途哂袩嶙璧?、散熱良好，并 且使用壽命長和可靠性強。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進一步詳細(xì)說明

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖中1、金屬基板；2、氮化鋁陶瓷層；3、引腳；4、光學(xué)透鏡；5、熒光膠層；6、LED芯 片；7、散熱槽；8、電極片；81、第二金屬片；82、第一金屬片。
具體實施方式
大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，包括金屬基板1，本實施例優(yōu)選貝格 斯鋁基板，本實施例貝格斯鋁基板的底面設(shè)置有三條附有氧化銠的散熱槽7 ；在所述金屬 基板1上表面加工氮化鋁陶層，由于所述氮化鋁陶瓷具有高導(dǎo)熱性和絕緣性，所以，本實施 例采用一層由氮化鋁陶瓷材料制作的氮化鋁陶瓷層2，即作為導(dǎo)熱層，又作為絕緣層；在所 述氮化鋁陶瓷層2上面粘貼電極片8，所述電極片8包括正電極片和負(fù)電極片，所述正電極 片包括三個第一金屬片82，所述第一金屬片82通過導(dǎo)線串聯(lián)且所述第一金屬片82排布成 弧狀；所述負(fù)電極片包括三個第二金屬片81，所述第二金屬片81通過導(dǎo)線串聯(lián)且所述第 二金屬片81排布成弧狀，所述正、負(fù)電極片散布呈一個圓形；芯片體，所述芯片體包括內(nèi)置 LED芯片6和包覆在所述LED芯片6外圍的熒光膠層5，所述LED芯片6的正、負(fù)極引腳3 伸出所述熒光膠層5外，所述芯片體通過共晶機共晶到所述氮化鋁陶瓷層2的上表面中間 位置，且所述正負(fù)極引腳3分別與所述正電極片和負(fù)電極片連接，本實施例的熒光膠層5選 用YAG激光陶瓷和硅膠(或者環(huán)氧樹脂等)混合的熒光膠層；在所述熒光膠層5的外罩有 光學(xué)透鏡4。另外，本實用新型的氮化鋁陶瓷層2上也可以再加一層絕緣薄膜層作為絕緣層， 進一步減小熱阻。本實用新型實施例中的YAG激光陶瓷的公知技術(shù)YAG粉體通過摻雜Tb、Ce、Eu等 三價稀土離子可作為熒光粉，YAG熒光粉主要成分為(Y2Gd)3(A12Ga)5012，通常為黃色、 淡黃色粉末狀物質(zhì)，在發(fā)光材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用；與YAG單晶材料相比，YAG激光陶瓷 具有以下優(yōu)點陶瓷的制備周期短，成本低；陶瓷材料中可以摻入比晶體中更高濃度的釹離子而無濃度淬滅，提高了轉(zhuǎn)換效率；陶瓷制備工藝可以得到大尺寸激光工作物質(zhì)；同時 因為具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，YAG陶瓷還可以作為高溫結(jié)構(gòu)部件得到廣泛的應(yīng)用；YAG激 光陶瓷主要為釔鋁石榴石(Y3A15012 — YAG)或者釔鈧鋁石榴石(Y3ScA14012 — YSAG)摻 雜了 Nd3+、Er3+、Yb3+、Tm3+、Cr4+ 等離子來實現(xiàn)。本實施例中的YAG激光陶瓷的使用原理一般的熒光膠使用時，當(dāng)大功率LED發(fā)光 工作一段時間后，大功率LED溫度升高，熒光粉在高溫下膨脹，當(dāng)大功率LED停止工作時，溫 度降低，熒光粉收縮，這樣容易導(dǎo)致熒光膠層5混合成分的均勻度變化，影響熒光膠層5的 正常性能，使得大功率LED在長時間工作后，達(dá)不到正常的使用狀態(tài)；而由于YAG激光陶瓷 具有良好的高溫力學(xué)性能，特別是在高溫下YAG激光陶瓷顆粒的彈性仍然很強，使得YAG激 光陶瓷性能在高溫下仍然穩(wěn)定發(fā)揮，保證了大功率LED長時間正常工作，從而提高了大功 率LED的使用壽命和可靠性。在實際生產(chǎn)中，YAG激光陶瓷層所用陶瓷顆粒大小在50nm-100nm之間，YAG激光陶 瓷層的厚度要根據(jù)藍(lán)光/紫外芯片的功率大小進行適當(dāng)調(diào)整，通過調(diào)整陶瓷層厚度和顆粒 密度來改變所發(fā)出光的色坐標(biāo)。如使用的藍(lán)光LED發(fā)光芯片的波長在450nm-480nm波段之 間，轉(zhuǎn)換后得到白光的相關(guān)色溫在2700K-10000K之間。本實用新型通過在金屬基板底面設(shè)置附有氧化銠層的散熱槽7以增加散熱面積， 因此大大降低了整個產(chǎn)品封裝后的熱阻，提高了散熱性能。大功率LED的熒光膠層上采用 覆蓋耐高溫YAG激光陶瓷層，提高了可靠性，增強了大功率led的使用壽命。上述實施例僅僅是本實用新型具體實施方式
的舉例，本實用新型的保護范圍以權(quán) 利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何基于本實用新型的技術(shù)啟示而進行的等效變換，也在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包括金屬基板；導(dǎo)熱層，所述導(dǎo)熱層設(shè)于所述金屬基板的上表面；絕緣層，所述絕緣層設(shè)于所述導(dǎo)熱層的上表面；電極片，所述電極片包括正電極片和負(fù)電極片，所述正電極片和負(fù)電極片固定在所述絕緣層的上表面上；芯片體，所述芯片體包括內(nèi)置LED芯片和包覆在所述LED芯片外圍的熒光膠層，所述LED芯片的正、負(fù)極引腳伸出所述熒光膠層外，所述芯片體固定在所述絕緣層上且所述正負(fù)極引腳分別與所述正電極片和負(fù)電極片連接。
2.如權(quán)利要求1所述的大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬基板的底面設(shè) 有若干附有氧化銠層的散熱槽。
3.如權(quán)利要求1或2所述的大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)熱層和所述 絕緣層為采用氮化鋁陶瓷材料的氮化鋁陶瓷層。
4.如權(quán)利要求1或2所述的大功率LED的封裝機構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)熱層為采用 氮化鋁陶瓷材料的氮化鋁陶瓷層，所述絕緣層為采用絕緣薄膜材料的絕緣薄膜層。
5.如權(quán)利要求3所述的大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電極片的正電極片 包括若干個第一金屬片，所述第一金屬片通過導(dǎo)線串聯(lián)且所述第一金屬片排布成弧狀；所 述電極片的負(fù)電極片包括若干個第二金屬片，所述第二金屬片通過導(dǎo)線串聯(lián)且所述第二金 屬片排布成弧狀。
6.如權(quán)利要求3所述的大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬基板為鋁基板。
專利摘要本實用新型公開了一種大功率LED的封裝結(jié)構(gòu)，包括基板，基板上設(shè)置導(dǎo)熱層和絕緣層，然后再安裝電極片和芯片體，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，熱阻低，且所述芯片體的熒光膠層采用YAG激光陶瓷和膠的混合層，YAG激光陶瓷具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，使大功率LED工作一段時間后，即使溫度升高，熒光膠層中YAG激光陶瓷涂層仍然能正常發(fā)揮藍(lán)光轉(zhuǎn)變白光的作用，且色溫柔和，從而，提高了大功率LED的使用壽命，增強了可靠性。另外，在基金屬基板的底面設(shè)置附有氧化銠層的散熱槽，能增強散熱效果，防止熱量聚集帶來的溫度過高損壞器件?？傊?，本實用新型具有熱阻低、散熱良好，并且使用壽命長和可靠性強。
文檔編號H01L33/64GK201758138SQ201020152620
公開日2011年3月9日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者吉愛華, 李玉芝 申請人:濰坊廣生新能源有限公司