專利名稱：一種大功率led的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種大功率LED技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及LED領(lǐng)域(發(fā)光二極管)，尤其涉及一種大功率LED。
技術(shù)背景[0002]目前，大功率LED大部分采用高導(dǎo)熱材質(zhì)的基板，多以低溫共燒陶瓷基板 (LTCC)作為晶粒散熱基板，其導(dǎo)熱系數(shù)(TC) 一般在3w/m.k 4w/m.k，線性膨脹系數(shù) (CTE)在4.5ppm/ 7ppm/k，外觀呈白色，具有一定的導(dǎo)熱能力。[0003]如圖1所示，LED芯片3通過高導(dǎo)熱銀膠固定在陶瓷基板1的上表面，其正負(fù)極 使用金線5連接至基板1上表面的金屬互聯(lián)層，該金屬互聯(lián)層包括依次涂覆在基板1上表 面的第一銀層21、鎳層22和第二銀層23。其中，第一銀層21通過基板1上貫通其上下 表面的銀通孔11，與基板1下方的電極4導(dǎo)通，鎳層22用于隔離兩個銀層，第二銀層23 用于增強(qiáng)光反射?；?下方還設(shè)有用于LED散熱的熱沉焊盤6，LED芯片2發(fā)光產(chǎn)生 的熱量通過基板1上的通孔傳導(dǎo)至熱沉焊盤6。LED芯片2上還覆蓋熒光膠薄層8用于 合成白光，基板1的上表面還覆蓋球面狀的硅膠層7。[0004]這種LED封裝方式一般使用于功率為IW的LED，例如，OSRAM公司生產(chǎn)的 以厚膜或低溫共燒陶瓷基板作為晶粒散熱基板的一種LED，熱阻的最小值為6.5°C /W左 右。然而，對于更大功率的LED，陶瓷基板的熱阻較大，散熱效果不佳，使LED在長期 點(diǎn)亮過程中，LED芯片結(jié)溫較高，光衰很大，影響LED的工作壽命。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種散熱性能好，且提高光效的大 功率LED。[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種大功率LED，包括硅基板、LED芯 片和透明膠層，所述硅基板的上表面鍍覆用于引出所述LED芯片電極的金屬互聯(lián)層，所 述金屬互聯(lián)層的上表面鍍覆納米銀膜；所述LED芯片固定在所述鍍覆納米銀膜的金屬互 聯(lián)層上，所述透明膠層覆蓋在所述硅基板和LED芯片的上方。[0007]—種實(shí)施方式中，所述金屬互聯(lián)層包括依次鍍覆在所述硅基板上表面的鎳層和銀層。[0008]另一種實(shí)施方式中，所述金屬互聯(lián)層包括依次鍍覆在所述硅基板上表面的銅層 和銀層。[0009]優(yōu)選地，所述LED芯片共晶焊接在所述金屬互聯(lián)層上。[0010]優(yōu)選地，所述金屬互聯(lián)層包括分別引出LED芯片的正、負(fù)電極的兩部分，所述 兩部分金屬互聯(lián)層之間采用絕緣的隔離層隔開。[0011]進(jìn)一步地，所述隔離層為填充在所述兩部分金屬互聯(lián)層之間的不變黃白膠層。[0012]對于白光LED，所述LED芯片的上表面覆蓋熒光粉薄層。[0013]進(jìn)一步地，所述硅基板上具有采用銀漿貫通其上下表面的銀通孔，所述硅基板的下表面還設(shè)置與所述銀通孔的位置對應(yīng)的熱沉。[0014]一種大功率LED中，所述LED芯片的數(shù)量為多個，所述多個LED芯片串聯(lián)或并聯(lián)。[0015]根據(jù)具體需要，所述透明膠層的上表面為凸起的球面或平面。[0016]本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的LED采用導(dǎo)熱性好的硅基板，因此散 熱性能大幅提高，能夠有效降低結(jié)溫，減少光衰；同時在金屬互聯(lián)層上鍍覆納米銀膜， 顯著提高了 LED的出光效率。[0017]本實(shí)用新型LED在兩部分金屬互聯(lián)層之間填充不變黃白膠層，顯著增強(qiáng)了光反 射效果，提高了光效，防止了銀層表面發(fā)黃發(fā)黑等，提高了 LED的可靠性。[0018]本實(shí)用新型LED包括多個相互串聯(lián)或者并聯(lián)的LED芯片，進(jìn)一步提高了亮度， 適用于路燈、探照燈、頂燈、壁燈等多種LED照明器件。


[0019]圖1為一種現(xiàn)有的LED剖視圖；[0020]圖2為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的大功率LED的剖視圖；[0021]圖3為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例的大功率LED的剖視圖；[0022]圖4為本實(shí)用新型第三種實(shí)施例的大功率LED的剖視圖；[0023]圖5為本實(shí)用新型第四種實(shí)施例的大功率LED的剖視圖。
具體實(shí)施方式
[0024]下面通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0025]實(shí)施例一[0026]如圖2所示，本實(shí)施方式的LED包括基板1、LED芯片3、以及覆蓋在基板1和 LED芯片3上方的透明膠層7?；?的上表面鍍覆金屬互聯(lián)層，金屬互聯(lián)層的上表面 還鍍覆納米銀膜，LED芯片3固定在鍍覆納米銀膜的金屬互聯(lián)層上，且通過兩根金線5與 金屬互聯(lián)層相連。金屬互聯(lián)層利用貫通基板1上下表面、且灌有金屬銀的銀通孔11，引 出LED芯片3的電極至設(shè)置在基板1下方的電極引腳4。[0027]本實(shí)施方式中，基板1的材質(zhì)采用硅。經(jīng)研究，硅的導(dǎo)熱系數(shù)(TC)在163w/ m.k左右，線性膨脹系數(shù)(CTE)在4.2ppm/k左右，接近LED藍(lán)光芯片的膨脹系數(shù)，且 外觀呈黑色，黑度接過1，具有高導(dǎo)熱、高輻射、高可靠性等特點(diǎn)。由于導(dǎo)熱系數(shù)接近 AlN,大于SiC，加上黑體輻射功能，在消耗同等功率的情況下，硅的導(dǎo)熱能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 陶瓷材料，據(jù)測量，采用硅基板后，LED的散熱性能大幅提高，熱阻低于;TC/W，與陶 瓷基板相比LED的外形尺寸可縮小60% 70%，尤其適合于功率大于IW的LED，能夠 明顯降低結(jié)溫，從而減少光衰，延長其工作壽命。[0028]另外，硅在地球上的含量位居第二，占地殼成分的25%左右，因此資源豐富， 能夠減小LED成本。[0029]本實(shí)施方式LED在金屬互聯(lián)層的上表面鍍覆納米銀膜，一方面，納米銀膜能夠 顯著增強(qiáng)光反射效果，提高LED的出光效率；另一方面，與陶瓷基板粗糙的表面相比， 鍍覆納米銀膜后金屬互聯(lián)層的表面非常光滑，便于將LED芯片3通過共晶焊的方式固定在基板1上，實(shí)現(xiàn)COB (CHIP ON BOARD:板上芯片封裝)封裝。另外，納米銀膜具有 很好的抗氧化、抗硫化、抗水汽等功能，防止了銀層表面發(fā)黃發(fā)黑等，提高了 LED的可 靠性。與鍍金的方式相比，本實(shí)施方式還能降低材料成本。[0030]金屬互聯(lián)層可以根據(jù)具體需要設(shè)置，例如包括依次鍍覆在基板1上表面的鎳層 M和銀層25，或者也可包括依次鍍覆在基板1上表面的銅層和銀層25。銀層25用于增 強(qiáng)光反射，鎳層M或銅層用于隔離黑色的基板1，避免吸光。[0031]金屬互聯(lián)層包括分別引出LED芯片3的正、負(fù)電極的兩部分，兩部分金屬互聯(lián) 層之間采用絕緣的隔離層隔開。隔離層可采用透明膠層或白色膠層，優(yōu)選地，為了避免 該位置的黑色基板1吸光，隔離層采用填充在兩部分金屬互聯(lián)層之間、耐高溫200度以上 的不黃變白膠層9，具有較強(qiáng)的反光作用，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)LED的出光效率。[0032]對于白光LED，LED芯片3的上表面還覆蓋混合熒光粉的熒光粉薄層8，能夠在 LED芯片3的激發(fā)下合成顯色性較強(qiáng)的白光。[0033]封裝在基板1和LED芯片3上方的透明膠層7的上表面呈凸起的球面，可利用 注液或者壓膜工藝成型，使LED能夠充分利用球面的聚光效果，進(jìn)一步提高發(fā)光效率。[0034]基板1上具有貫通其上下表面的多個銀通孔，這些銀通孔內(nèi)灌裝銀，用于將 LED芯片3發(fā)光產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至基板1下表面的熱沉6，熱沉6采用鋁或者銅等金屬制 作，與銀通孔的位置相對應(yīng)，能夠迅速將散發(fā)熱量，避免LED結(jié)溫過高而影響光效。熱 沉6還可作為LED的焊盤，便于LED焊接在電路板上。[0035]實(shí)施例二 [0036]本實(shí)施方式中，根據(jù)具體需要，透明膠層7的上表面可設(shè)置為平面或者其他形 狀。[0037]實(shí)施例三[0038]與陶瓷材料制作的基板1相比，采用硅制作的基板1導(dǎo)熱性能大幅提高，因此， 同等的散熱面積能夠承載更多的LED芯片3。如圖4所示，本實(shí)施方式的LED包括多個 LED芯片3，這些LED芯片3都可通過共晶焊的方式固定在鍍覆納米銀膜的金屬互聯(lián)層 上，相互串聯(lián)或者并聯(lián)。一方面，能夠有效提高大功率LED的亮度，另一方面，能夠簡 化驅(qū)動電路，降低成本，因此可以廣泛應(yīng)用于各種照明領(lǐng)域。[0039]對于包含多個LED芯片3的大功率LED，透明膠層7的上表面也可根據(jù)需求設(shè) 置為凸起的球面或者平面，為了進(jìn)一步提高出光效率，透明膠層7的上表面還可設(shè)置多 個凸起的球面。[0040]實(shí)施例四[0041]如圖5所示，根據(jù)具體的配置需求，可將LED的兩個焊盤10設(shè)置在基板1的上 表面或者兩端，使其分布在透明膠層7的兩側(cè)。這種封裝方式便于將LED通過線路連接 的方式焊接在電路板上，可應(yīng)用于路燈、探照燈或者其它照明器件。[0042]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn) 定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng) 當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種大功率LED，包括硅基板、LED芯片和透明膠層，其特征在于，所述硅基板 的上表面鍍覆用于引出所述LED芯片電極的金屬互聯(lián)層，所述金屬互聯(lián)層的上表面鍍覆 納米銀膜；所述LED芯片固定在所述鍍覆納米銀膜的金屬互聯(lián)層上，所述透明膠層覆蓋 在所述硅基板和LED芯片的上方。
2.如權(quán)利要求1所述的大功率LED，其特征在于，所述金屬互聯(lián)層包括依次鍍覆在所 述硅基板上表面的鎳層和銀層。
3.如權(quán)利要求1所述的大功率LED，其特征在于，所述金屬互聯(lián)層包括依次鍍覆在所 述硅基板上表面的銅層和銀層。
4.如權(quán)利要求1所述的大功率LED，其特征在于，所述LED芯片共晶焊接在所述金 屬互聯(lián)層上。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的大功率LED，其特征在于，所述金屬互聯(lián)層包括 分別引出LED芯片的正、負(fù)電極的兩部分，所述兩部分金屬互聯(lián)層之間采用絕緣的隔離層隔開。
6.如權(quán)利要求5所述的大功率LED，其特征在于，所述隔離層為填充在所述兩部分金 屬互聯(lián)層之間的不變黃白膠層。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的大功率LED，其特征在于，所述LED芯片的上 表面覆蓋熒光粉薄層。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的大功率LED，其特征在于，所述硅基板上具有采 用銀漿貫通其上下表面的銀通孔，所述硅基板的下表面還設(shè)置與所述銀通孔的位置對應(yīng) 的熱沉。
9.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的大功率LED，其特征在于，所述LED芯片的數(shù) 量為多個，所述多個LED芯片串聯(lián)或并聯(lián)。
10.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的大功率LED，其特征在于，所述透明膠層的上 表面為凸起的球面或平面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大功率LED，包括硅基板、LED芯片和透明膠層，所述硅基板的上表面鍍覆用于引出所述LED芯片電極的金屬互聯(lián)層，所述金屬互聯(lián)層的上表面鍍覆納米銀膜；所述LED芯片固定在所述鍍覆納米銀膜的金屬互聯(lián)層上，所述透明膠層覆蓋在所述硅基板和LED芯片的上方。本實(shí)用新型的LED采用導(dǎo)熱性好的硅基板，因此散熱性能大幅提高，能夠有效降低結(jié)溫，減少光衰；同時在金屬互聯(lián)層上鍍覆納米銀膜，顯著提高了LED的出光效率，防止了銀層表面發(fā)黃發(fā)黑等，提高了LED的可靠性。
文檔編號H01L33/62GK201804907SQ201020212250
公開日2011年4月20日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者孫平如, 邢其彬 申請人:深圳市聚飛光電股份有限公司