專利名稱：一種新型led封裝用基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED芯片生產(chǎn)設(shè)備，特別是一種新型LED封裝用基板。
二背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子元器件日益小型化，導(dǎo)致芯片產(chǎn)生的熱量 就越來越集中。尤其是LED大功率的發(fā)展，使得元器件的單位體積內(nèi)的發(fā)熱量 步步攀升。如果這些熱量不能及時(shí)排出外界，造成芯片的溫升效應(yīng)，LED的壽 命和光都會(huì)大打折扣，傳統(tǒng)使用的PCB板封裝基板的熱傳導(dǎo)率僅約0.36W/MK， 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大功率LED的理想散熱基板材料。
現(xiàn)有技術(shù)的LED封裝所用基板一般為PCB、陶瓷或金屬基板如銅鋁基板。 它們共有以下缺點(diǎn)1) PCB板導(dǎo)熱效率低，導(dǎo)致基板散熱性比較差，2) PCB 板及金屬基板膨脹系數(shù)與LED芯片相差太大，當(dāng)溫度變化時(shí)容易引發(fā)芯片瑕疵 及發(fā)光率低下，導(dǎo)致發(fā)光效率和壽命大打折扣，沒能達(dá)到高功率、長(zhǎng)壽命的技 術(shù)要求。3)陶瓷基板與金屬基板有著散熱不均勻，造成局部溫度高，也不能很 好得將熱量散發(fā)掉，影響使用效果，使用壽命短，因此，其改進(jìn)和創(chuàng)新勢(shì)在必 行。
三
實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，本實(shí)用新型之目的就是提供一種 新型LED封裝用基板，可有效提高大功率封裝基座散熱性能，改善因溫升導(dǎo)致 LED芯片光衰大及壽命下降的問題，其解決的技術(shù)方案是，包括焊接膜、導(dǎo)電 膜、芯片粘結(jié)層及石墨基板，焊接膜下部為導(dǎo)電膜，導(dǎo)電膜的下部有連為一體 的基底膜，基底膜置于絕緣氧化層上，絕緣氧化層下部置于石墨基板上，焊接 膜、導(dǎo)電膜、基底膜的中部同絕緣氧化層上層面間構(gòu)成凹槽，凹槽內(nèi)在絕緣氧 化層面上置有芯片粘結(jié)層，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎簡(jiǎn)單、獨(dú)特，使用方便，散熱 效果好，使用壽命長(zhǎng)，并能增強(qiáng)LED產(chǎn)品耐高溫沖擊性能，提高產(chǎn)品可靠性及 穩(wěn)定性，是對(duì)現(xiàn)有LED封裝用基板的改進(jìn)與創(chuàng)新。
四

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。 圖2為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖。圖3為本實(shí)用新的另一實(shí)施例使用狀態(tài)圖。
圖4為本實(shí)用新型的多部分組合在一起的使用狀態(tài)圖 五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。 由圖l-4所示，本實(shí)用新型包括焊接膜、導(dǎo)電膜、芯片粘結(jié)層及石墨基板， 焊接膜1下部為導(dǎo)電膜2，導(dǎo)電膜2的下部有連為一體的基底膜3，基底膜置于 絕緣氧化層4上，絕緣氧化層下部置于石墨基板5上，焊接膜l、導(dǎo)電膜2、基 底膜3的中部同絕緣氧化層4上層面間構(gòu)成凹槽7，凹槽7內(nèi)在絕緣氧化層面上 置有芯片粘結(jié)層6。
為了保證使用效果，所說的石墨基板5下部裝有散熱翅8;所說的凹槽7為 長(zhǎng)方形的通槽；所說的焊接膜l、導(dǎo)電膜2、基底膜3、絕緣氧化層4、石墨基 板5為方形或圓形；焊接膜1、導(dǎo)電膜2、基底膜3復(fù)合組成金屬化層一體結(jié)構(gòu)。
在圖1_4中，其中
焊接膜l:主要焊接電子元器件。 一般由銀或金等導(dǎo)電性和焊接性良好的金 屬，采用磁控濺射的方法沉積到導(dǎo)電膜上；
導(dǎo)電膜2:主要起到導(dǎo)電的作用，承載一定的電流密度，并過度膨脹系數(shù)差 異較大的焊接膜和基底膜。 一般是采用磁控濺射的方法將銅或鎳或鎳合金沉積 到基底膜上；
基底膜3:主要是起到與絕緣層有較強(qiáng)的附著力，并覆鍍整個(gè)金屬化導(dǎo)電層。 采用磁控濺射的方法將鉻或鈦金屬沉積到絕緣氧化層上；
絕緣氧化層4:通過對(duì)石墨的特殊陽極氧化處理，形成的具有微孔的結(jié)構(gòu)層， 該層具有電氣絕緣性能.
石墨基板5:是LED引線電路的基板；
芯片粘接層6:是將LED芯片附著在基板的絕緣氧化層上，是具有良好的 導(dǎo)熱性的膠或共晶鍍層；
凹槽7:用于經(jīng)芯片粘結(jié)層放置芯片； 散熱翅8:用于幫助石墨基板散熱；
透明塑封樹脂9:用于封裝芯片，固定和保護(hù)LED芯片11引線的塑封料； 電極引線10:用于連接LED芯片ll和焊接膜l，是將芯片電極引出來，通常是金線或鋁線等。
基底膜3采用磁控濺射金屬鉻和鈦的方法將鉻或鈦沉積到絕緣氧化層上，
基底膜3的厚度為0.2—0.3um范圍內(nèi)；導(dǎo)電膜2采用磁控濺射把金屬銅或鎳或 鎳合金沉積到基底膜3上，厚度為2—3 u m范圍內(nèi)；焊接膜1采用磁控濺射把 銀或金等導(dǎo)電性和焊接性良好的金屬沉積到導(dǎo)電膜2上，厚度為0.5—1 wm范 圍內(nèi)；絕緣氧化層4的面上采用掩膜或光刻的方法形成電路圖形且采用磁控濺 射的方法使電路圖形形成金屬化層l一3，把大功率LED芯片貼裝到金屬化層上 進(jìn)行打引線線封裝。
在具體實(shí)施中，本實(shí)用新型是對(duì)石墨基板進(jìn)行絕緣氧化處理，生成具有電 氣絕緣性能的氧化層。在絕緣氧化層上用掩膜或光刻等形成所設(shè)計(jì)的LED走線 電路圖形，用磁控濺射的方法，交替地沉積基底膜、導(dǎo)電膜和焊接膜，從而在 石墨基板上形成具有導(dǎo)電性和可焊性的金屬化電路層，并在上面封裝LED芯片。 該基板在結(jié)構(gòu)上，絕緣層與石墨板是無縫隙結(jié)合，最大限度地減少了熱阻，改 善散熱性，熱導(dǎo)率129W/(m'K廣高LED芯片的穩(wěn)定性。還有石墨的透氣性， 能更好把熱量與外界的空氣對(duì)流，并且還具有足夠的強(qiáng)度和良好的機(jī)械加工性 能。
采用本實(shí)用新型電路基座的大功率LED照明器件由于LED芯片直接接合在 石墨絕緣氧化層上，利用這樣的封裝結(jié)構(gòu)不僅減少了熱阻數(shù)，還減少了LED芯 片的熱阻，從而凸顯出了它優(yōu)良的散熱性能。并可在其上大面積、多芯片封裝， 使熱量均勻分布，提高散熱效率，從而實(shí)現(xiàn)大功率LED照明應(yīng)用。
LED封裝基板其特征在于
A:在石墨板上作絕緣氧化處理且形成絕緣氧化層，絕緣氧化層的面上采用 掩膜或光刻的方法形成LED封裝走線圖且采用磁控濺射的方法使走線圖形形成 金屬化導(dǎo)電層。磁控濺射技術(shù)是指電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過 程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片。氬離 子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子 (或分子)沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場(chǎng) 洛侖磁力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體 密度很高，二次電子在磁場(chǎng)的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng)，該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長(zhǎng)，在運(yùn)動(dòng)過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶 材，經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠(yuǎn)離靶材， 最終沉積在基片上。本實(shí)用新型就是基于此原理，將活性金屬磁控濺射到石 墨板的絕緣氧化層所形成的線路圖案上，使其形成金屬化導(dǎo)電層電路圖案，
該金屬化導(dǎo)電層電路圖案有著優(yōu)異的熱傳導(dǎo)，能夠在瞬間將LED芯片產(chǎn)生 的熱能傳導(dǎo)散熱出去，確保LED芯片的正常工作。
B:金屬化層由基底膜、導(dǎo)電膜、焊接膜復(fù)合組成。采用磁控濺射金屬 所形成的金屬化層，不緊能滿足其電氣導(dǎo)通的功能，而且確保金屬化層與絕 緣氧化層的可靠結(jié)合力，由于金屬化層中的基底膜采用磁控濺射的方法將鉻 或鈦沉積到絕緣氧化層上因此具有良好的耐高溫特性，完全可適合無鉛焊接 工藝。
C:在石墨板的安裝面設(shè)置LED走線圖形，并且采用磁控濺射的方法使電 路圖形，形成金屬化層電路且LED芯片封裝在金屬化層電路上。
D:在經(jīng)過絕緣氧化處理的石墨基板絕緣氧化層是采用磁控濺射的方法使掩 膜或光刻形成LED芯片封裝電路圖形并形成金屬化層電路，且將LED芯片封裝 在金屬化電路上，另一方面采用磁控濺射的方法形成金屬化層與其他器件或材 料結(jié)合。
E:在石墨基板的絕緣氧化層上采用掩膜或光刻的方法形成LED電氣連接 電路圖且采用磁控濺射的方法使電路圖形形成金屬化導(dǎo)電層，封裝一片或多片 LED芯片在絕緣氧化層上且LED芯片電極和外圍電路與金屬化層連接。
這種方案開創(chuàng)了 LED器件成型的嶄新的結(jié)構(gòu)，特別適用于大功率LED器件 的成型，以及制造矩陣排列的LED器件的制造。它最大的特點(diǎn)在于將器件的 熱阻減少至極限，降低了器件的穩(wěn)升，滿足了大功率、特大功率LED照明器件 的散熱要求。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比， 一是采用石墨材料制作的電路基板，具有良 好的熱導(dǎo)性和散熱性及機(jī)械加工性能和透氣性能，取材方便，價(jià)格低廉對(duì)環(huán)境 無任何污染。二是電路板和散熱器合二為一，中間沒有機(jī)械連接間隙，整體散 熱效果優(yōu)于高導(dǎo)熱系數(shù)的陶瓷板和銅鋁材等組合的散熱器。
權(quán)利要求1、一種新型LED封裝用基板，包括焊接膜、導(dǎo)電膜、芯片粘結(jié)層及石墨基板，其特征在于，焊接膜(1)下部為導(dǎo)電膜(2)，導(dǎo)電膜(2)的下部有連為一體的基底膜(3)，基底膜置于絕緣氧化層(4)上，絕緣氧化層下部置于石墨基板(5)上，焊接膜(1)、導(dǎo)電膜(2)、基底膜(3)的中部同絕緣氧化層(4)上層面間構(gòu)成凹槽(7)，凹槽(7)內(nèi)在絕緣氧化層面上置有芯片粘結(jié)層(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型LED封裝用基板，其特征在于，所說的石墨 基板(5)下部裝有散熱翅(8)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型LED封裝用基板，其特征在于，所說的凹槽 (7)為長(zhǎng)方形的通槽。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型LED封裝用基板，其特征在于，所說的焊接 膜(1)、導(dǎo)電膜(2)、基底膜(3)、絕緣氧化層(4)、石墨基板(5)為方形或 圓形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型LED封裝用基板，其特征在于，所說的焊接 膜(1)、導(dǎo)電膜(2)、基底膜(3)復(fù)合組成金屬化層一體結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型LED封裝用基板，其特征在于，所說的基底 膜(3)的厚度為0.2—0.3Pm，導(dǎo)電膜(2)厚度為2—3 P m，焊接膜(1)厚 度為0.5—lum。
專利摘要本實(shí)用新型涉及新型LED封裝用基板，可有效提高大功率封裝基座散熱性能，改善因溫升導(dǎo)致LED芯片光衰大及壽命下降的問題，其解決的技術(shù)方案是，包括焊接膜、導(dǎo)電膜、芯片粘結(jié)層及石墨基板，焊接膜下部為導(dǎo)電膜，導(dǎo)電膜的下部有連為一體的基底膜，基底膜置于絕緣氧化層上，絕緣氧化層下部置于石墨基板上，焊接膜、導(dǎo)電膜、基底膜的中部同絕緣氧化層上層面間構(gòu)成凹槽，凹槽內(nèi)在絕緣氧化層面上置有芯片粘結(jié)層，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎簡(jiǎn)單、獨(dú)特，使用方便，散熱效果好，使用壽命長(zhǎng)，并能增強(qiáng)LED產(chǎn)品耐高溫沖擊性能，提高產(chǎn)品可靠性及穩(wěn)定性，是對(duì)現(xiàn)有LED封裝用基板的改進(jìn)與創(chuàng)新。
文檔編號(hào)H01L33/00GK201435407SQ200920091300
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者馮振新, 鄭香舜, 陳澤亞 申請(qǐng)人:晶誠(鄭州)科技有限公司