專利名稱：集成SiC襯底和金剛石膜散熱的LED的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED顆粒的制造和封裝技術(shù)，尤其是一種散熱效果好的大功率 LED,具體地說是一種集成SiC襯底和金剛石膜散熱的LED。
背景技術(shù)：
眾所周知，LED區(qū)別與傳統(tǒng)光源的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)就是體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，可以很方便的嵌入各種燈具中，組成滿足不同要求的應(yīng)用系統(tǒng)。并且LED也只有和燈具結(jié)合起來，才能充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。大功率白光LED是一種新型半導(dǎo)體固體光源，具有安全可靠性強(qiáng)、耗電量、發(fā)光效率高、適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、響應(yīng)時(shí)間短、顏色可變化、有利于環(huán)保優(yōu)點(diǎn)。 其性能正不斷完善，已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段。但是，隨著LED功率的增大，LED芯片散發(fā)的熱量越來越多，LED的散熱問題越來越突出。傳統(tǒng)的LED主要在藍(lán)寶石基體上生長(zhǎng)LED，然后采用倒裝焊接的方法與硅片相連接。但是由于硅片本身導(dǎo)熱性能差，因此，節(jié)點(diǎn)的溫度盡管可以采用各種制冷方法向外界傳出，但是本身的因素影響了 LED的傳熱性能，從而導(dǎo)致LED在使用過程中溫度升高，降低了 LED的性能。另一方面藍(lán)寶石基片的傳熱性能差，因此使用新的基片材料提高節(jié)點(diǎn)的散熱能力是改善大功率LED散熱性能的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前的LED顆粒大多生長(zhǎng)在硅片上，而硅片導(dǎo)熱散熱性能差，從而影響LED壽命的問題，設(shè)計(jì)一種集成了 SiC和金剛石襯底作為傳熱元件的集成SiC 基體和金剛石膜散熱的LED。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種集成SiC襯底和金剛石膜散熱的LED，它包括PCB板7，其特征是所述的PCB板7 的發(fā)熱面與金剛石襯底6的底面相接觸，金剛石襯底6的上底面通過倒裝焊層3與有源層 2相連，有源層2生長(zhǎng)在SiC外延襯底1上；控制有源層2電流的P型電極4和N型電極8 安裝在金剛石襯底6上并通過對(duì)應(yīng)的電極線5、9與PCB板7相連，PCB板7受控于溫度傳感器10實(shí)現(xiàn)電流的調(diào)節(jié)，從而控制有源層2的發(fā)光量，使之工作在最佳溫度范圍內(nèi)。所述的金剛石襯底6為導(dǎo)電摻雜金剛石。所述的金剛石襯底6為熱絲CVD沉積法制備而成的金剛石襯底。所述的金剛石襯底6與PCB板7相接觸的一面上設(shè)有能提高散熱面積的微細(xì)結(jié)構(gòu)。所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)為連續(xù)的凹凸結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明采用SiC外延襯底和一種摻雜金剛石襯底材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅材料大大提高了散熱效果，同時(shí)通過溫度傳感器采集LED顆粒內(nèi)部的溫度及時(shí)反饋到PCB板上，通過電流調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)P型和N型極的電流輸出，從而控制LED的發(fā)光量，降低LED顆粒的發(fā)熱量，使 LED顆粒工作在最佳壽命溫度范圍內(nèi)，可提高LED顆粒的壽命20%以上。


圖1是本發(fā)明的LED顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的LED顆粒與傳統(tǒng)的LED顆粒的溫度時(shí)間曲線示意圖。圖3是本發(fā)明的SiC襯底MOCVD生成LED的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1所示。一種集成SiC襯底和金剛石膜散熱的LED，它包括PCB板7，所述的PCB板7的發(fā)熱面與金剛石襯底6的底面相接觸，所述的金剛石襯底6可為導(dǎo)電摻雜金剛石，并采用熱絲 CVD沉積法制備而成，為了提高散熱面積，可在金剛石襯底6與PCB板7相接觸的一面上設(shè)有能提高散熱面積的微細(xì)結(jié)構(gòu)，如連續(xù)的凹凸結(jié)構(gòu)。金剛石襯底6的上底面通過倒裝焊層 3與有源層2相連，有源層2生長(zhǎng)在SiC外延襯底1上；控制有源層2電流的P型電極4和 N型電極8安裝在金剛石襯底6上并通過對(duì)應(yīng)的電極線5、9與PCB板7相連，PCB板7受控于溫度傳感器10實(shí)現(xiàn)電流的調(diào)節(jié)，從而控制有源層2的發(fā)光量，使之工作在最佳溫度范圍內(nèi)。如圖1所示。由于采用了既能導(dǎo)電又具有良好導(dǎo)熱性能的金剛石襯底作為L(zhǎng)ED顆粒的載體，使得有源層的熱量既能從金剛石襯底6快速傳遞又能通過SiC外延襯底進(jìn)行傳遞，因此其散熱性能得到了改善，同時(shí)為了控制發(fā)熱量，還可通過溫度傳感器控制P、N電極的電流以抑制LED顆粒的整體溫升，圖2是本發(fā)明的LED與傳統(tǒng)的LED的溫度時(shí)間曲線圖，從圖2可以看出，本發(fā)明的LED的溫度明顯低于傳統(tǒng)的LED，有利于延長(zhǎng)LED的使用壽命。圖3為L(zhǎng)ED器件在SiC襯底的MOCVD的生長(zhǎng)設(shè)計(jì)。本發(fā)明未涉及部分如SiC外延襯底、金剛石襯底6等的實(shí)現(xiàn)方法，N、P型電極電流的控制、LED在SiC襯底的生長(zhǎng)工藝等均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種集成SiC基體和金剛石膜散熱的LED，它包括PCB板(7)，其特征是所述的PCB板 (7)的發(fā)熱面與金剛石襯底(6)的底面相接觸，金剛石襯底(6)的上底面通過倒裝焊層(3) 與有源層(2 )相連，有源層(2 )生長(zhǎng)在SiC外延襯底(1)上；控制有源層(2 )電流的P型電極(4)和N型電極(8 )安裝在金剛石襯底(6 )上并通過對(duì)應(yīng)的電極線(5，9 )與PCB板(7 )相連，PCB板(7)受控于溫度傳感器(10)實(shí)現(xiàn)電流的調(diào)節(jié)，從而控制有源層(2)的發(fā)光量，使之工作在最佳溫度范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其特征是所述的金剛石襯底(6)為導(dǎo)電摻雜金剛石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED，其特征是所述的金剛石襯底(6)為熱絲CVD沉積法制備而成的金剛石襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED，其特征是所述的金剛石襯底(6)與PCB板(7)相接觸的一面上設(shè)有能提高散熱面積的微細(xì)結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED，其特征是所述的微細(xì)結(jié)構(gòu)為連續(xù)的凹凸結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種集成SiC基體和金剛石膜散熱的LED，它包括PCB板(7)，其特征是所述的PCB板(7)的發(fā)熱面與金剛石襯底(6)的底面相接觸，金剛石襯底(6)的上底面通過倒裝焊層(3)與有源層(2)相連，有源層(2)生長(zhǎng)在SiC外延襯底(1)上；控制有源層(2)電流的P型電極(4)和N型電極(8)安裝在金剛石襯底(6)上并通過對(duì)應(yīng)的電極線(5，9)與PCB板(7)相連，PCB板(7)受控于溫度傳感器(10)實(shí)現(xiàn)電流的調(diào)節(jié)，從而控制有源層(2)的發(fā)光量，使之工作在最佳溫度范圍內(nèi)。本發(fā)明大大提高了散熱效果，可提高LED顆粒的壽命20%以上。
文檔編號(hào)H01L33/64GK102339917SQ20111029567
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者于航, 宋召海, 左敦穩(wěn), 朱琳, 朱紀(jì)軍, 洪思忠, 鄧文鳳 申請(qǐng)人:濱州市甘德電子科技有限公司