一種集成led光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集成LED光源，特別涉及一種集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED光源由于具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等優(yōu)點已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的LED光源一般是將芯片利用粘接劑粘附在基板或者支架上，該粘接劑大多為環(huán)氧樹脂與陶瓷或金屬粉末的混合物，通過樹脂的粘接特性來固定芯片，通過填充材料來進行導(dǎo)熱。而且該類粘接劑一般為物理混合，穩(wěn)定性和一致性都較差。隨著功率的增加，導(dǎo)熱性能和長期穩(wěn)定性都受到較大的挑戰(zhàn)。
[0004]因此，大功率LED封裝需要對現(xiàn)有技術(shù)進行改善和提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)方法，能使集成LED光源擁有導(dǎo)熱良好和性能穩(wěn)定的特點。
[0006]本發(fā)明的集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)可以這樣實現(xiàn):一種集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，包括絕緣基材、電路層和焊接面，所述電路層設(shè)在絕緣基材的正面，所述焊接面設(shè)在絕緣基材反面并通過導(dǎo)熱率在60W/m.k以上的金屬焊料焊接散熱器。
[0007]所述電路層分為復(fù)數(shù)個固晶區(qū)和復(fù)數(shù)個焊線區(qū)，且固晶區(qū)和焊線區(qū)之間無電氣連接，LED芯片一一焊接于對應(yīng)的固晶區(qū)上并與對應(yīng)的焊線區(qū)形成電氣連接。
[0008]所述絕緣基材對應(yīng)每個固晶區(qū)設(shè)有貫穿絕緣基材的通孔，通孔內(nèi)填埋導(dǎo)熱體，且所述導(dǎo)熱體分別與所述固晶區(qū)及焊接面形成電氣連接。
[0009]其中，本發(fā)明的集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)可進一步為:
任意兩相鄰的通孔的外圍的最小距離大于所述絕緣基材的厚度。
[0010]所述焊接面為金屬銀層，且焊接面面積占所在的絕緣基材面積的90%以上;所述導(dǎo)熱體為金屬銀漿體。
[0011]所述LED芯片的背面鍍有金屬材質(zhì)。
[0012]所述LED芯片為正裝芯片或是倒裝芯片；當(dāng)為正裝芯片時，每個LED芯片整體置于對應(yīng)的固晶區(qū)進行焊接，再通過反向拱絲與焊線區(qū)形成電氣連接;當(dāng)為倒裝芯片時，先將每個LED芯片的背部進行熱電分離設(shè)計，電極分列兩側(cè)，中間為導(dǎo)熱通道與固晶區(qū)共晶焊接，電極與焊線區(qū)共晶焊接來形成電氣連接。
[0013]本發(fā)明的集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方法是:一種集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方法，包括下述步驟:
(1)在絕緣基材上開設(shè)復(fù)數(shù)個通孔；
(2)使用金屬漿填充通孔，高溫?zé)Y(jié)完成通孔填埋；
(3)在完成通孔填埋后，將絕緣基材兩面濺射鍍膜，在絕緣基材的正面形成復(fù)數(shù)個固晶區(qū)和復(fù)數(shù)個焊線區(qū)，反面形成焊接面；
(4)將LED芯片一一對應(yīng)于所述通孔焊接于固晶區(qū)上并與對應(yīng)的焊線區(qū)形成電氣連接；
(5)將所述焊接面通過導(dǎo)熱率在60W/m.k以上的金屬焊料焊接散熱器。
[0014]其中，本發(fā)明方法可進一步為:
所述步驟(1)中，所述絕緣基材為0.5mm厚度的96%純度的氧化鋁陶瓷基板;開設(shè)通孔是通過激光鐳射方式進行的。
[0015]所述步驟(2)中，所述金屬漿為銀漿，所述填充就通過厚膜工藝填充。
[0016]所述LED芯片為正裝芯片或是倒裝芯片；當(dāng)為正裝芯片時，每個LED芯片整體置于對應(yīng)的固晶區(qū)進行焊接，再通過反向拱絲與焊線區(qū)形成電氣連接;當(dāng)為倒裝芯片時，先將每個LED芯片的背部進行熱電分離設(shè)計，電極分列兩側(cè)，中間為導(dǎo)熱通道與固晶區(qū)共晶焊接，電極與焊線區(qū)焊接來形成電氣連接。
[0017]所述步驟(4)中，是采用納米銀作為焊料，所述焊接為共晶焊接，焊接溫度為230-300°C之間。
[0018]所述步驟(5)在焊接前，先將散熱器與所述焊接面的接觸面作鍍鎳處理，所述金屬焊料為低溫錫膏，所述焊接為回流焊接，回流焊的焊接溫度在不低于125°C。
[0019]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:本發(fā)明LED芯片產(chǎn)生的熱量通過電路層、通孔填埋的導(dǎo)熱體到達焊接面，焊接面通過回流焊的方式可以將基板和散熱器牢靠的焊接在一起。金屬焊料的導(dǎo)熱率約60W/m.k以上，遠高于常見粘接劑l.0W/m.K的導(dǎo)熱率，而且芯片到散熱器之間的熱界面減少、熱阻大幅降低，有利于延長LED芯片的長期壽命。
【附圖說明】
[0020]下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021]圖1為本發(fā)明的集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的俯視狀態(tài)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)一實施例的局部縱向剖面示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明的集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)另一實施例的局部縱向剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1至圖3所示，本發(fā)明的集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)包括絕緣基材1、電路層2和焊接面3，所述電路層2設(shè)在絕緣基材1的正面，所述焊接面3設(shè)在絕緣基材1反面并通過導(dǎo)熱率在60W/m.k以上的金屬焊料焊接散熱器4。
[0025]所述電路層2分為復(fù)數(shù)個固晶區(qū)21和復(fù)數(shù)個焊線區(qū)22，且固晶區(qū)21和焊線區(qū)22之間無電氣連接，LED芯片5—一對應(yīng)于所述通孔12焊接于固晶區(qū)21上并與對應(yīng)的焊線區(qū)22形成電氣連接。
[0026]所述絕緣基材1對應(yīng)每個固晶區(qū)21設(shè)有貫穿絕緣基材1的通孔12，通孔12內(nèi)填埋導(dǎo)熱體6，且所述導(dǎo)熱體6分別與所述固晶區(qū)21及焊接面22形成電氣連接。
[0027]任意兩相鄰的通孔12的外圍的最小距離A大于所述絕緣基材1的厚度H。
[0028]所述焊接面3為金屬銀層，且焊接面3面積占所在的絕緣基材面積的90%以上;所述導(dǎo)熱體6為金屬銀漿體。
[0029]所述LED芯片5的背面鍍有金屬材質(zhì)，優(yōu)選為銀錫合金或金錫合金。
[0030]所述LED芯片5為正裝芯片或是倒裝芯片。如圖2所示，當(dāng)為正裝芯片時，每個LED芯片5整體置于對應(yīng)的固晶區(qū)21進行焊接，再通過反向拱絲52與焊線區(qū)22形成電氣連接;如圖3所示，當(dāng)為倒裝芯片時，先將每個LED芯片5的背部進行熱電分離設(shè)計，電極54分列兩側(cè)，中間為導(dǎo)熱通道56與固晶區(qū)21共晶焊接，電極54與焊線區(qū)22共晶焊接來形成電氣連接。
[0031]如圖1至圖3所示，本發(fā)明的集成LED光源導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方法