專利名稱：照明led高效散熱光源基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種照明LED高效散熱光源基板。
背景技術(shù)：
將多個LED裸芯片集成在一個線路板上稱為集成芯片。無論是單電極 LED裸芯片、雙電極LED裸芯片還是倒裝LED裸芯片均可應用在LED集成 芯片上。LED集成芯片中常用到鋁基板，現(xiàn)有的照明LED鋁基板由金屬鋁或 鋁合金作為襯底，在上面涂覆有機物或無機物導熱絕緣層，在導熱絕緣層上 再覆蓋銅箔。由于其導熱絕緣層能耐高壓(>1500V/min)及襯底散熱性較佳， 所以被廣泛應用在LED領(lǐng)域。其應用方式為在鋁基板上按照傳統(tǒng)單層印刷線 路板的制造方式將銅箔用絲網(wǎng)印刷及蝕刻方式形成電路，再將防焊層覆蓋在 鋁基板上，僅裸露出需要焊接部位的銅箔即成。這種采用傳統(tǒng)方式制造的鋁 基板，由于其使用工藝精度較差，難以精確控制導熱絕緣層的厚度，為了保 證其耐壓性能，必須對導熱絕緣層的厚度留有較大余量， 一般導熱絕緣層的 厚度在80 100um，因此導熱絕緣層的厚度較大，其導熱及散熱效果因此大 大降低。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本 低、散熱效果好、精確度高的照明LED高效散熱光源基板。
本實用新型所采用的技術(shù)方案是本實用新型照明LED高效散熱光源基 板包括金屬基板，所述金屬基板的上表面沉積有導熱絕緣層，所述導熱絕緣層上設(shè)有金屬層，所述金屬層的上表面除焊點、芯片及打線預留位置外的其 余部分覆蓋有防焊層，所述導熱絕緣層由二氧化硅層或氮化硅層或二氧化硅
層與氮化硅層組合構(gòu)成，所述金屬層根據(jù)待裝的LED裸芯片的串并聯(lián)連接關(guān) 系構(gòu)成預先設(shè)定的電路連線及圖形。
所述金屬層引出陽極接點和陰極接點。
所述金屬基板為鋁基板或銅基板。
所述金屬基板的厚度為1 3mm。
所述導熱絕緣層的耐壓值大于1500V/min或3500V/min。 所述金屬層的上表面為反光面，所述金屬層采用銅或鋁或硅鋁合金制造， 所述金屬層的厚度為1 5ixm。
本實用新型的有益效果是由于本實用新型包括金屬基板，所述金屬基 板的上表面沉積有導熱絕緣層，所述導熱絕緣層上設(shè)有金屬層，所述金屬層 的上表面除焊點、芯片及打線預留位置外的其余部分覆蓋有防焊層，所述導 熱絕緣層由二氧化硅層或氮化硅層或二氧化硅層與氮化硅層組合構(gòu)成，所述 金屬層根據(jù)待裝的LED裸芯片的串并聯(lián)連接關(guān)系構(gòu)成預先設(shè)定的電路連線及 圖形，本實用新型通過集成電路的制造工藝在所述金屬基板上沉積所述導熱 絕緣層及所述金屬層，由于集成電路的工藝精度高，使得導熱絕緣層的厚度 可以精確控制，在滿足耐高壓的情況下，可盡量減少所述導熱絕緣層的厚度， 本實用新型的導熱絕緣層的厚度可在10 u m之內(nèi)，僅為傳統(tǒng)單層線路板的制 造方法形成的導熱絕緣層厚度的幾分之一，甚至幾十分之一，同時集成電路 工藝中采用的導熱絕緣層的材料二氧化硅及氮化硅的導熱系數(shù)高，使得本實 用新型導熱絕緣層的導熱性能優(yōu)異，整體平均導熱系數(shù)是傳統(tǒng)鋁基板的導熱 系數(shù)的80 100倍，因此導熱性大大提高，因此能夠減少散熱基板的尺寸， 有利于光源的小型化，同時為將LED裸芯片與光源基板集成于一體作為一個 獨立的光源提供了良好的基礎(chǔ)，只通過一次封裝就能夠?qū)崿F(xiàn)LED裸芯片之間 的串并聯(lián)組合關(guān)系，直接接于驅(qū)動電路就可以發(fā)光工作，簡化了工藝步驟，節(jié)省了半導體材料，節(jié)約了成本，使得生產(chǎn)效率大幅提高，由于本實用新型
的導熱散熱性能好，因此能夠延長光源的LED裸芯片的使用壽命，故本實用 新型成本低、散熱效果好、精確度高。
圖1是采用本實用新型實施例的照明LED高效散熱光源基板的光源的正 面結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1所示I處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2所示的B—B斷面結(jié)構(gòu)示意圖4是本實用新型實施例的照明LED高效散熱光源基板的斷面結(jié)構(gòu)示意
圖5、圖6是本實用新型實施例照明LED高效散熱光源基板的制造方法 中步驟(b)過程的斷面結(jié)構(gòu)示意圖7、圖8是本實用新型實施例照明LED高效散熱光源基板的制造方法 中步驟(c)過程的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1 圖4所示，采用本實施例的照明LED高效散熱光源基板的光源 為一應用于220V交流電的工礦燈的光源，包括LED裸芯片1及本實施例的 光源基板。
所述LED裸芯片1包括襯底10和N型外延層11、 P型外延層12，所述 LED裸芯片1為雙電極芯片，所述光源基板包括金屬基板2，所述金屬基板2 為鋁基板，厚度為2mm，當然也可以采用銅基板，所述金屬基板2的厚度可 為1 3mm，所述金屬基板2的上表面沉積有導熱絕緣層，所述導熱絕緣層
5上設(shè)有金屬層6,所述金屬層6的上表面除焊點、芯片及打線預留位置外的 其余部分覆蓋有防焊層8，以避免不同的所述金屬層6之間短路及誤焊，還 可以防止觸電，所述導熱絕緣層由二氧化硅層30與氮化硅層31組合構(gòu)成， 所述導熱絕緣層的耐壓值大于1500V/min，當然，所述導熱絕緣層的耐壓值 也可以為其他值如3500V/min，所述導熱絕緣層的厚度越大，耐壓值也越大， 所述導熱絕緣層也可以由二氧化硅層30或氮化硅層31單獨構(gòu)成，所述金屬 層6根據(jù)待裝的LED裸芯片的串并聯(lián)連接關(guān)系構(gòu)成預先設(shè)定的電路連線及圖 形，所述P型外延層12、所述N型外延層11分別通過兩個金屬線43、 45焊 接在相鄰的兩個所述金屬層6上以實現(xiàn)LED芯片的正裝，所述金屬層6的上 表面為反光面，所述金屬層6采用鋁制造，厚度為2"m，當然也可以采用銅 或硅鋁合金制造，所述金屬層6的厚度可為1 5 P m，所述金屬層6既是電 極、導電體，又是LED裸芯片的散熱傳導片，還是底面光線的反光體。
所述LED裸芯片1分為8組，每組包括25個所述LED裸芯片1 ，每組 內(nèi)部的25個所述LED裸芯片1之間全部串聯(lián)連接，當然也可以根據(jù)實際使 用要求將各組內(nèi)部的所述LED裸芯片1之間互相并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接，8 組所述LED裸芯片1再分為兩個大組，每個大組各包括4組所述LED裸芯 片l， 4組所述LED裸芯片1之間互相串聯(lián)，兩個大組再并聯(lián)在一起，當然 各組所述LED裸芯片1之間也可以完全互相串聯(lián)或并聯(lián)或采用其他串并聯(lián)組 合方式，各組內(nèi)部的所述LED裸芯片1之間及8組所述LED裸芯片1之間 均通過所述金屬層6相連接組成電路，所述金屬層6引出陽極接點60和陰極 接點61。所述LED裸芯片1上覆蓋有熒光粉層7，所述熒光粉層7的周圍覆 蓋硅膠或樹脂，形成保護層5，所述保護層5將所述熒光粉層7、所述LED 裸芯片1及用于封裝的金屬線覆蓋，以防止金屬線折斷，同時可保護所述LED 裸芯片1不受外界環(huán)境變化的影響。
采用本實用新型的光源中，所述LED裸芯片1的數(shù)量不限于實施例中所 述，所述LED裸芯片1的分組數(shù)量及每組內(nèi)部的所述LED裸芯片1的數(shù)量，所述LED裸芯片1也可以為單電極芯片或者倒裝芯 片，因此所述LED裸芯片1既可以正裝也可以倒裝在各所述金屬層6上，在 制造不同的交、直流及高、低壓及不同功率的燈具中(比如12V直流大功率 太陽能路燈、220V交流大功率路燈、220V交流LED燈管等燈具)可靈活設(shè) 置，應用范圍廣，實施例中僅是舉例說明。
如圖4 圖8所示，本實施例的照明LED高效散熱光源基板的制造方法 包括以下步驟
(a) 金屬基板預處理對所述金屬基板2的上表面進行平整拋光處理， 以便沉積導熱絕緣層；
(b) 形成導熱絕緣層采用常壓化學氣相法在300 45(TC下在所述金 屬基板2的上表面沉積厚度為1 3 U m的二氧化硅層30作為緩沖層，以使 導熱絕緣層與所述金屬基板2的結(jié)合緊密，如圖5所示，然后在300 450'C 下采用電漿化學氣相法在所述二氧化硅層30上沉積厚度為1 10 u m的氮化 硅層31，所述二氧化硅層30及所述氮化硅層31共同構(gòu)成導熱絕緣層，使得 所述導熱絕緣層的耐壓值大于1500V/min，此步驟最后形成的斷面圖如圖6 所示；當然，也可以采用常壓化學氣相法在所述金屬基板2的上表面沉積厚 度為2 10wm的二氧化硅層30單獨作為導熱絕緣層；或者，采用電漿化學 氣相法在所述金屬基板2的上表面沉積厚度為2 10 u m的氮化硅層31單獨 作為導熱絕緣層； '
(c) 形成金屬層以濺鍍的方法在所述導熱絕緣層上沉積厚度為1 5 um的金屬鋁，當然也可以沉積硅鋁合金，或者，在所述導熱絕緣層上覆上 銅箔，如圖7所示；然后在光刻機上利用金屬光刻掩模版進行光刻，或者， 采用絲網(wǎng)印刷方法形成金屬層的圖形；再用濕法蝕刻工藝對金屬鋁或銅箔進 行蝕刻，蝕刻后剩余的金屬鋁或銅箔構(gòu)成所述金屬層6及陽極接點60和陰極 接點61，此步驟最后形成的斷面圖如圖8所示；
(d) 形成防焊層在所述金屬層6的上表面除焊點、芯片及打線預留防焊層8，此步驟最后形成 的斷面圖如圖4所示。
在所述LED裸芯片1為倒裝芯片時，此步驟將各所述LED裸芯片1倒 裝在所述金屬層6上即可。
本實用新型突破了本領(lǐng)域的固有思維模式，通過集成電路的制造工藝在 所述金屬基板2上沉積所述導熱絕緣層及所述金屬層6，由于集成電路的工 藝精度高，使得導熱絕緣層的厚度可以精確控制，在滿足耐高壓的情況下， 可盡量減少所述導熱絕緣層的厚度，本實用新型的導熱絕緣層的厚度可在10
之內(nèi)，僅為傳統(tǒng)單層線路板的制造方法形成的導熱絕緣層厚度的幾分之 一，甚至幾十分之一，同時集成電路工藝中采用的導熱絕緣層的材料二氧化 硅及氮化硅的導熱系數(shù)高，使得本實用新型導熱絕緣層的導熱性能優(yōu)異，整 體平均導熱系數(shù)是傳統(tǒng)鋁基板的導熱系數(shù)的80 100倍，因此導熱性大大提 高，因此能夠減少散熱基板的尺寸，有利于光源的小型化，同時為將LED裸 芯片與光源基板集成于一體作為一個獨立的光源提供了良好的基礎(chǔ)，只通過 一次封裝就能夠?qū)崿F(xiàn)LED裸芯片之間的串并聯(lián)組合關(guān)系，直接接于驅(qū)動電路 就可以發(fā)光工作，簡化了工藝步驟，節(jié)省了半導體材料，節(jié)約了成本，使得 生產(chǎn)效率大幅提高，由于本實用新型的導熱散熱性能好，因此能夠延長光源 的LED裸芯片的使用壽命，因此本實用新型成本低、散熱效果好、精確度高； 通過本實用新型進一步制造LED光源，其應用調(diào)整自由，可廣泛應用于路燈、 工礦燈、LED燈管、普通照明燈等交、直流及高、低壓及不同功率的燈具中。 同理，采用本實用新型的制造方法制造的照明LED高效散熱光源基板具有上 述優(yōu)點。
本實用新型可廣泛應用于LED光源領(lǐng)域。
權(quán)利要求1、一種照明LED高效散熱光源基板，其特征在于包括金屬基板(2)，所述金屬基板(2)的上表面沉積有導熱絕緣層，所述導熱絕緣層上設(shè)有金屬層(6)，所述金屬層(6)的上表面除焊點、芯片及打線預留位置外的其余部分覆蓋有防焊層(8)，所述導熱絕緣層由二氧化硅層(30)或氮化硅層(31)或二氧化硅層(30)與氮化硅層(31)組合構(gòu)成，所述金屬層(6)根據(jù)待裝的LED裸芯片的串并聯(lián)連接關(guān)系構(gòu)成預先設(shè)定的電路連線及圖形。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明LED高效散熱光源基板，其特征在于所述 金屬層(6)引出陽極接點(60)和陰極接點(61)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明LED高效散熱光源基板，其特征在于所述 金屬基板(2)為鋁基板或銅基板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的照明LED高效散熱光源基板，其特征在 于所述金屬基板(2)的厚度為1 3mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的照明LED高效散熱光源基板，其特征在 于所述導熱絕緣層的耐壓值大于1500V/min或3500V/min。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的照明LED高效散熱光源基板，其特征在 于所述金屬層(6)的上表面為反光面，所述金屬層(6)采用銅或鋁或 硅鋁合金制造，所述金屬層(6)的厚度為l 5nm。
專利摘要本實用新型公開了一種成本低、散熱效果好、精確度高的照明LED高效散熱光源基板。本實用新型包括金屬基板(2)，所述金屬基板(2)的上表面沉積有導熱絕緣層，所述導熱絕緣層上設(shè)有金屬層(6)，所述金屬層(6)的上表面除焊點、芯片及打線預留位置外的其余部分覆蓋有防焊層(8)，所述導熱絕緣層由二氧化硅層(30)或氮化硅層(31)或二氧化硅層(30)與氮化硅層(31)組合構(gòu)成，所述金屬層(6)根據(jù)待裝的LED裸芯片的串并聯(lián)連接關(guān)系構(gòu)成預先設(shè)定的電路連線及圖形。本實用新型可廣泛應用于LED光源領(lǐng)域。
文檔編號F21V29/00GK201412806SQ20092005276
公開日2010年2月24日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者吳俊緯 申請人:廣州南科集成電子有限公司