一種高導(dǎo)熱的led-cob封裝基板的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板（100），其包括：基底（101）和銅箔層（103），其特征在于，在所述基底（101）與所述銅箔層（103）之間設(shè)置有摻有金剛石粉末（105）的絕緣層（102）。本實用新型用導(dǎo)熱系數(shù)更高的金剛石粉末代替?zhèn)鹘y(tǒng)的陶瓷粉末摻入LED-COB封裝基板的絕緣層中，使得絕緣層熱傳導(dǎo)能力有大幅度提升，提升了封裝基板散熱能力，使LED芯片結(jié)溫降低，可以應(yīng)用于大功率LED-COB封裝，提升LED器件的穩(wěn)定性與使用壽命。
【專利說明】—種高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及LED照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地講是一種高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來，白光LED發(fā)展迅速，以其節(jié)能、環(huán)保、壽命長等優(yōu)勢，將逐漸占據(jù)整個照明市場，被稱為21世紀(jì)新一代光源。LED的壽命是由芯片的PN結(jié)溫度決定，且如果LED結(jié)溫過高，還可能會產(chǎn)生色漂移，出光不均勻等現(xiàn)象，影響其出光。要改善這一問題的關(guān)鍵是要降低LED結(jié)溫，而降低結(jié)溫的關(guān)鍵就是要有好的散熱器，能夠及時地把LED產(chǎn)生的熱散發(fā)出去。所以LED的散熱問題是限制它能否在市場上取得更大成功的主要因素。
[0003]目前大功率LED主要采用COB集成封裝方式，這種封裝方式比SMD要工藝要簡單，成本要更低，光效也要更好。但由于多芯片都集成于一塊基板上，對散熱的要求就較常規(guī)的SMD封裝要高很多。
[0004]通常采用的COB鋁基板主要有基底材料、絕緣層、銅箔層和反射層幾個部分構(gòu)成，上述幾個部分中，基底材料鋁和銅箔層銅的導(dǎo)熱系數(shù)都很高，而絕緣材料環(huán)氧(或有機硅樹月旨)的導(dǎo)熱系數(shù)相比于這兩類材料差幾倍，導(dǎo)致LED芯片發(fā)出的熱量傳導(dǎo)至絕緣層不能很快的擴散出去，使得熱量都集中在絕緣層，形成一個熱瓶頸。導(dǎo)致LED芯片的結(jié)溫?zé)o法降低，使得LED的光衰增快，使用壽命和可靠性降低。
[0005]為了解決這個問題，市場上通常的方法是在環(huán)氧(或有機硅樹脂)中摻入耐高溫的特殊陶瓷粉末，這種方法可以提高絕緣層的熱傳導(dǎo)系數(shù)，提高其散熱能力，使得溫度能夠傳導(dǎo)至基底材料和空氣中。但是，一般陶瓷的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于金屬鋁，即使是高導(dǎo)陶瓷的導(dǎo)熱系數(shù)也僅與金屬鋁差不多。在大功率LED-COB封裝中，LED的溫度仍然會較高。
實用新型內(nèi)容
[0006]針對上述問題，本實用新型提供一種散熱性能優(yōu)良的、高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板，尤其是針對大功率LED的COB封裝基板。
[0007]一種高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板，其包括:基底和銅箔層，其特征在于，在所述基底與所述銅箔層之間設(shè)置有摻有金剛石粉末的絕緣層。
[0008]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述基底為鋁基板、銅基板或陶瓷基板，所述基底在俯視圖中的形狀是三角形、圓形或多邊形。
[0009]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，由環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂或環(huán)氧改性有機硅樹脂制成的所述絕緣層的厚度為15?25 μ m。
[0010]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式,所述銅箔層的厚度為50?200 μ m。
[0011 ] 根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述銅箔層上設(shè)有凹槽，所述凹槽底部設(shè)置有電路，所述銅箔層上布置有與所述電路彼此導(dǎo)電連接的LED芯片。
[0012]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，在所述銅箔層上在未被所述LED芯片覆蓋的部分中設(shè)
置有反射層。[0013]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述反射層上設(shè)置有熒光粉層。
[0014]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述金剛石粉末包括大顆粒粉末和小顆粒粉末，其中，所述小顆粒粉末的粒徑為10~90nm，所述大顆粒粉末的粒徑為I~5μπι，并且，所述大顆粒粉末和所述小顆粒粉末呈彌散狀均勻分布在所述絕緣層內(nèi)。
[0015]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0016]1、散熱性能好。由于在絕緣層中摻入了導(dǎo)熱系數(shù)很高的金剛石粉末，使得絕緣層熱傳導(dǎo)能力有大幅度提升，提升了封裝基板散熱能力，使LED芯片結(jié)溫降低，可以應(yīng)用于大功率LED-COB封裝，提升LED器件的穩(wěn)定性與使用壽命。
[0017]2、銅箔層的厚度范圍可在很寬的范圍內(nèi)選擇，可以滿足大功率LED器件封裝導(dǎo)電、散熱的要求。
[0018]3、本實用新型的制作工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，適合規(guī)?；a(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型的絕緣層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記列表:
[0022]100:高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板
[0023]101:基底 102:絕緣層103:銅箔層
[0024]104:反射層 105:金剛石粉末 106:白油
`[0025]201:大顆粒粉末 202:小顆粒粉末
[0026]301:凹槽
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖具體說明本實用新型。但以下實施例僅是說明性的，本實用新型的保護范圍并不受這些實施例的限制。
[0028]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實用新型的高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板100，其包括:基底101、絕緣層102和銅箔層103。絕緣層102覆蓋于基底101上。銅箔層103設(shè)置于絕緣層102上。絕緣層102內(nèi)摻有金剛石粉末105。
[0029]基底101可以是招基板、銅基板或陶瓷基板中的一種?；?01在俯視圖中的形狀可以是三角形的，也可以是圓形或其他多邊形。
[0030]絕緣層102可以是環(huán)氧樹脂制成的。絕緣層102也可以是有機硅樹脂制成的。絕緣層102還可以是環(huán)氧改性有機硅樹脂制成的。環(huán)氧改性有機硅樹脂既具有環(huán)氧樹脂的耐油、耐腐蝕、附著力強、機械強度好的特點，又具有有機硅耐熱、耐水、電性能好的特點，是一種綜合性能較好的樹脂。其通過環(huán)氧樹脂和有機硅樹脂的共混、共聚或接枝反應(yīng)達到降低環(huán)氧樹脂內(nèi)應(yīng)力、形成分子內(nèi)增韌、提高耐高溫性能，同時也提高有機硅的防水、防油、抗氧化的性能。是一種較好的電子封裝材料。
[0031]絕緣層102的厚度為15~25 μ m。絕緣層102內(nèi)摻有金剛石粉末105。金剛石粉末105可以包括大顆粒粉末201和小顆粒粉末202。其中，小顆粒粉末202的粒徑可以為10~90nm。大顆粒粉末201的粒徑可以為I~5 μ m。金剛石粉末(105)的大顆粒粉末201和小顆粒粉末202大小相間地、呈彌散狀均勻分地布在絕緣層(102)內(nèi)。如圖2所示。
[0032]金剛石的導(dǎo)熱系數(shù)為900?2320W/ (m.K)，比一般耐熱陶瓷粉的熱傳導(dǎo)系數(shù)要高出許多，是已知礦物中熱導(dǎo)率最高的物質(zhì)。用金剛石粉末作填充到絕緣層中作為傳熱介質(zhì)，可以大大提高LED-COB封裝基板的散熱效率。另外，采用大粒徑粉末與小粒徑粉末相配合的方式可以使金剛石粉末105更加均勻致密地分布在絕緣層102的環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂或環(huán)氧改性有機硅樹脂中。使絕緣層102的傳熱更均勻，到達最佳的散熱效果。從而降低LED器件的實際使用溫度，提高LED的壽命，增加可靠性。
[0033]銅箔層103設(shè)置于絕緣層102上。銅箔層103可以通過采用磁控濺射等工藝直接在絕緣層102表面沉積一層厚度為50?200 μ m的銅導(dǎo)電薄膜。然后在銅箔層103上設(shè)置凹槽301。在凹槽301的底部可以設(shè)計好電路圖，采用蝕刻工藝制作出所需的電路圖。在銅箔層103上還可以設(shè)置LED芯片。并且使LED芯片與銅箔層103的電路彼此導(dǎo)電地連接。
[0034]在銅箔層103上沒有被LED芯片覆蓋的部分可以設(shè)置有反射層104。反射層104可以反射LED芯片發(fā)出的光。
[0035]在反射層104上還可以設(shè)置一層厚度為0.1?1000 μ m的熒光粉層。可以提高LED的光效率。
[0036]制備本實用新型的高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板100的工藝流程具體包括:
[0037]I)將金剛石粉末105環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂或環(huán)氧改性有機硅樹脂的漿料中，充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻?br> [0038]2)基底101經(jīng)過清洗、烘干后，通過流延或者濺射的方式在基底101上形成完整均勻且致密的一層絕緣層102 ；
[0039]3)再通過采用磁控濺射等工藝直接在絕緣層102表面沉積銅導(dǎo)電薄膜；
[0040]4)設(shè)計好電路圖，采用蝕刻工藝制作出所需的電路圖，再進行清洗、干燥，涂覆反光層104和熒光粉層等。
[0041]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0042]1、散熱性能好。由于在絕緣層中摻入了導(dǎo)熱系數(shù)很高的金剛石粉末，使得絕緣層熱傳導(dǎo)能力有大幅度提升，提升了封裝基板散熱能力，使LED芯片結(jié)溫降低，可以應(yīng)用于大功率LED-COB封裝，提升LED器件的穩(wěn)定性與使用壽命。
[0043]2、銅箔層的厚度范圍可在很寬的范圍內(nèi)選擇，可以滿足大功率LED器件封裝導(dǎo)電、散熱的要求。
[0044]3、本實用新型的制作工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，適合規(guī)?；a(chǎn)。
[0045]需要注意的是，上述具體實施例是示例性的，在本實用新型的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實用新型的目的，并非用于限制本實用新型。本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板(100)，其包括:基底(101)和銅箔層(103)，其特征在于， 在所述基底(101)與所述銅箔層(103)之間設(shè)置有摻有金剛石粉末(105)的絕緣層(102)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板(100)，其特征在于， 所述基底(101)為鋁基板、銅基板或陶瓷基板， 所述基底(101)在俯視圖中的形狀是三角形、圓形或多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板(100)，其特征在于， 由環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂或環(huán)氧改性有機硅樹脂制成的所述絕緣層(102)的厚度為.15 ?25 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板(100)，其特征在于，所述銅箔層(103)的厚度為50?200μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板(100)，其特征在于， 所述銅箔層(103)上設(shè)有凹槽(301)，所述凹槽(301)底部設(shè)置有電路， 所述銅箔層(103)上布置有與所述電路彼此導(dǎo)電連接的LED芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板(100)，其特征在于，在所述銅箔層(103)上在未被所述LED芯片覆蓋的部分中設(shè)置有反射層(104)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板(100)，其特征在于，所述反射層(104)上設(shè)置有熒光粉層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的高導(dǎo)熱的LED-COB封裝基板(100)，其特征在于，所述金剛石粉末(105)包括大顆粒粉末(201)和小顆粒粉末(202)， 其中，所述小顆粒粉末(202)的粒徑為10?90nm，所述大顆粒粉末(201)的粒徑為I?.5 μ m， 并且，所述大顆粒粉末(201)和所述小顆粒粉末(202)呈彌散狀均勻分布在所述絕緣層(102)內(nèi)。
【文檔編號】H01L33/64GK203521463SQ201320632896
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】羅超, 賈晉, 林莉, 李東明 申請人:四川新力光源股份有限公司