一種陶瓷基led的mcob封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及LED封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其公開了一種陶瓷基LED的MCOB封裝結(jié)構(gòu)，包括陶瓷基板、LED芯片，陶瓷基板上設(shè)有若干對(duì)電極通孔，陶瓷基板的底面上設(shè)有布線槽，每對(duì)電極通孔中的兩個(gè)孔分別與兩組布線槽的端部連通，電極通孔位于陶瓷基板頂面端的孔徑大于底面端的孔徑，電極通孔、布線槽內(nèi)澆注有金屬液，電極通孔內(nèi)的金屬液冷卻后形成電極，布線槽內(nèi)的金屬液冷卻后形成與電極連接的金屬導(dǎo)線，陶瓷基板的頂面上位于每對(duì)電極的外側(cè)設(shè)有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)卡接有散熱環(huán)，LED芯片通過金線與電極連接，光杯內(nèi)填充有熒光膠。因此，本實(shí)用新型具有散熱性能好，工藝簡(jiǎn)單、成本低，使用壽命長(zhǎng)的有益效果。
【專利說明】-種陶瓷基LED的MCOB封裝結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及LED封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種陶瓷基LED的MC0B封裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著LED照明行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在LED芯片通常采用C0B封裝，C0B封裝是指LED芯 片直接在整個(gè)基板上進(jìn)行邦定封裝，即在里基板上把N個(gè)芯片繼承集成在一起進(jìn)行封裝， 主要用來解決小功率芯片制造大功率LED燈問題，可以分散芯片散熱，提高光效，同時(shí)改善 LED燈的眩光效應(yīng)。在COM封裝的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在又出現(xiàn)了各種MC0B封裝，MC0B封裝結(jié)構(gòu)具 有發(fā)光效率高、發(fā)熱量小的特點(diǎn)，MC0B封裝是把每個(gè)芯片單獨(dú)裝入光杯中，從而提高每個(gè)芯 片的出光效率，增強(qiáng)LED芯片的散熱。常見的基板有鋁基和陶瓷基，鋁基加工方便，陶瓷基 導(dǎo)熱性能優(yōu)良，而且本身就是絕緣體，減少了絕緣層，從而提高導(dǎo)熱效率。然而為了便于陶 瓷基與LED芯片連接，陶瓷基板上需要鍍上銅箔進(jìn)行點(diǎn)連接，陶瓷基的一個(gè)表面需要焊接 上金屬薄膜電鍍層、另一個(gè)表面需要蝕刻工藝制造金屬電路層。然而金屬薄膜電鍍層與陶 瓷之間的焊接工藝成本高、焊接效率低，金屬薄膜電鍍層通過蝕刻工藝鍍?cè)谔沾杀砻?，工?成本也高。
[0003] 中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)：CN103500787A，授權(quán)公告日2014年1月8日，公開了一種底 部可直接焊接于散熱器的陶瓷C0B封裝LED光源，具有更佳導(dǎo)熱性能，組裝更加簡(jiǎn)便的陶瓷 C0B封裝LED光源結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型包括LED光源基板，LED光源基板的本體底部引入可焊 接金屬薄膜電鍍層，LED光源基板的本體表面設(shè)有金屬電路層，若干LED芯片設(shè)置在金屬電 路層上，LED芯片四周設(shè)有一個(gè)封閉的C0B圍壩，熒光粉填充膠填充于C0B圍壩內(nèi)并覆蓋在 LED芯片上。該種結(jié)構(gòu)中在陶瓷基上焊接金屬薄膜電鍍層，以及在陶瓷基本體表面通過蝕刻 工藝制造金屬電路層，這些工藝都較復(fù)雜，需要使用各種設(shè)備，成本也較高。而且技術(shù)電路 層還容易和陶瓷基因?yàn)榻Y(jié)合不牢靠而脫離。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的COB、MC0B中陶瓷基上布置金屬電路層工藝復(fù) 雜、制造成本高的不足，提供了一種制造工藝簡(jiǎn)單，制造成本低，金屬電路與陶瓷基連接可 靠，散熱性能好，使用壽命長(zhǎng)的陶瓷基LED的MC0B封裝結(jié)構(gòu)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種陶瓷基LED的MC0B封裝結(jié)構(gòu)，包括陶瓷基板、LED芯片，其特征是，所述的陶 瓷基板上設(shè)有若干對(duì)電極通孔，所述的陶瓷基板的底面上設(shè)有兩組用于澆注金屬液的布線 槽，每對(duì)電極通孔中的兩個(gè)孔分別與兩組布線槽的端部連通，每組布線槽中所有布線槽的 內(nèi)端連通，所述的電極通孔位于陶瓷基板頂面端的孔徑大于底面端的孔徑，電極通孔、布線 槽內(nèi)燒注有金屬液，位于電極通孔內(nèi)的金屬液冷卻后形成電極，位于布線槽內(nèi)的金屬液冷 卻后形成與電極連接的金屬導(dǎo)線，所述的陶瓷基板的頂面上位于每對(duì)電極的外側(cè)設(shè)有環(huán)形 凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)卡接有散熱環(huán)，散熱環(huán)與陶瓷基板表面圍成光杯，LED芯片通過金線與電 極連接，所述的光杯內(nèi)填充有熒光膠。
[0007] 電極通孔、布線槽內(nèi)通過澆注金屬液的方法布線，由于電極通孔位于陶瓷基板頂 面端的孔徑大于底面端的孔徑，成型后的電極兩端都受到限位，無法與陶瓷基板脫離，金屬 導(dǎo)線與電極為一體結(jié)構(gòu)，而且嵌入布線槽內(nèi)，也不會(huì)與陶瓷基板脫離，整體工藝及其簡(jiǎn)單， 成本大幅度降低，而且連接更加穩(wěn)定；LED芯片位于陶瓷基板的頂面、金屬導(dǎo)線位于陶瓷基 板的底面，互不干涉，這樣就能采用散熱環(huán)代替現(xiàn)有技術(shù)中的膠環(huán)(現(xiàn)有技術(shù)中由于布線和 LED芯片位于同一個(gè)表面，LED芯片周圍無法開槽，導(dǎo)致無法直接使用散熱環(huán)，而采用交換)， 省去了制造膠環(huán)以及烘干等工藝，散熱環(huán)散熱效果也遠(yuǎn)大于交換，從而極大的提高了 LED 芯片的散熱效果。
[0008] 作為優(yōu)選，所述的金屬液為銅液或鋁液。銅液或者鋁液冷卻后形成銅電極(銅導(dǎo) 線）或鋁電極(鋁導(dǎo)線)。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的散熱環(huán)為銅環(huán)或鋁環(huán)，散熱環(huán)的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有環(huán)形定位槽。銅 環(huán)、鋁環(huán)的散熱效果遠(yuǎn)大于膠環(huán)，從而增強(qiáng)LED芯片的散熱性能；熒光膠注入散熱環(huán)內(nèi)，熒 光膠會(huì)進(jìn)入環(huán)形定位槽內(nèi)，因此能有效的防止散熱環(huán)與陶瓷基板脫離。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的環(huán)形定位槽的截面呈V形，V形結(jié)構(gòu)一方面便于熒光膠進(jìn)入槽 內(nèi)，另一方面減少了環(huán)形定位槽內(nèi)熒光膠的用量，降低成本。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的布線槽的截面呈V形。V形結(jié)構(gòu)的布線槽便于金屬液流動(dòng)以及充 滿布線槽內(nèi)，同時(shí)也減少了金屬液的用量，降低成本
[0012] 作為優(yōu)選，陶瓷基板上位于每組布線槽內(nèi)端連通處設(shè)有定位孔，定位孔位于位于 陶瓷基板頂面端的孔徑大于底面端的孔徑。電極對(duì)每根金屬導(dǎo)線的外端進(jìn)行定位，定位孔 內(nèi)注入金屬液冷卻后形成定位柱，定位柱對(duì)每根金屬導(dǎo)線的內(nèi)端進(jìn)行限位，防止金屬導(dǎo)線 從布線槽內(nèi)脫出（由于陶瓷基板與金屬導(dǎo)線之間并沒有通過粘結(jié)劑粘結(jié)，而僅通過端部限 位連接)，同時(shí)定位柱也用于整個(gè)陶瓷基板與外界電路的連接端子。
[0013] 一種陶瓷基LED的MC0B封裝工藝，包括如下步驟：
[0014] a.陶瓷基板布線：在陶瓷基板的底面雕刻出布線槽、電極通孔、定位孔，然后把陶 瓷基板的底面朝上，頂面封閉，向電極通孔內(nèi)澆注金屬液，由于電極通孔、定位孔是通過布 線槽連通的，因此金屬液能充滿電極通孔、定位孔以及布線槽，金屬液冷卻后分別形成電極 和金屬導(dǎo)線；
[0015] b.固晶焊線：LED芯片底部通過導(dǎo)熱膠與陶瓷基板連接，LED芯片兩端通過金線 焊接在一對(duì)電極之間，然后放入烤箱內(nèi)烘膠，設(shè)定烘烤溫度和時(shí)間，確保LED芯片與陶瓷基 板穩(wěn)固粘結(jié)；
[0016] c.光杯成型：把散熱環(huán)卡入環(huán)形凹槽內(nèi)形成光杯；
[0017] d.點(diǎn)熒光膠：把熒光粉與膠水調(diào)配攪拌后形成熒光膠，然后通過自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)把熒 光膠注入散熱環(huán)內(nèi)，送入烤箱內(nèi)烘烤成型。
[0018] 作為優(yōu)選，在步驟d中，在點(diǎn)膠前，先把調(diào)配攪拌后的熒光膠送入真空箱內(nèi)真空處 理，抽出熒光膠內(nèi)因攪拌而殘留的空氣。
[0019] 因此，本實(shí)用新型具有如下有益效果：（1)陶瓷基板導(dǎo)熱性能好，LED散熱效果好， 使用壽命長(zhǎng)；（2)陶瓷基板上通過澆注金屬液的方法布線，工藝簡(jiǎn)單，降低了成本；（3)取消 圍壩工藝，直接采用散熱環(huán)替代圍膠，精簡(jiǎn)工藝的同時(shí)還增強(qiáng)了散熱效果；（4)澆注后成型 的電極、金屬導(dǎo)線與陶瓷基板之間實(shí)質(zhì)為機(jī)械連接，連接可靠，永不脫落，而且電極、金屬導(dǎo) 線為一體式結(jié)構(gòu)，避免的斷路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型中陶瓷基板的底面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為本實(shí)用新型中陶瓷基板的頂面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖3為圖2中A-A處剖視圖。
[0023] 圖4為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖5為圖4中B-B處剖視圖。
[0025] 圖中：陶瓷基板1 LED芯片2電極3金屬導(dǎo)線4環(huán)形凹槽5散熱環(huán)6金線7熒 光膠8光杯16環(huán)形定位槽61電極通孔100布線槽101定位孔102。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：
[0027] 如圖4所示的一種陶瓷基LED的MC0B封裝結(jié)構(gòu)，包括陶瓷基板1、LED芯片2,如圖 1和圖2所示，陶瓷基板1上設(shè)有兩對(duì)電極通孔100,陶瓷基板1的中間部位設(shè)有兩個(gè)定位 孔102,陶瓷基板1的底面上設(shè)有兩組用于澆注金屬液的布線槽101，布線槽101的截面呈 V形，每對(duì)電極通孔中的兩個(gè)孔分別與兩組布線槽的端部連通，兩組布線槽中所有布線槽的 內(nèi)端分別與兩個(gè)定位孔連接，如圖3所示，電極通孔100位于陶瓷基板頂面端的孔徑大于底 面端的孔徑，定位孔位于位于陶瓷基板頂面端的孔徑大于底面端的孔徑，電極通孔、布線槽 內(nèi)燒注有金屬液，金屬液為銅液或錯(cuò)液，本實(shí)施例中的金屬液為銅液，即把液態(tài)銅注入電極 通孔、布線槽、定位孔內(nèi)，位于電極通孔內(nèi)的液態(tài)銅冷卻后形成電極3,位于布線槽內(nèi)的液態(tài) 銅冷卻后形成與電極連接的金屬導(dǎo)線4,位于定位孔內(nèi)的液態(tài)銅冷卻后形成定位柱，由于電 極通孔兩端孔徑不同，孔徑小的一端與金屬導(dǎo)線4連為一體，因此電極的兩端都受到限位， 無法從電極通孔內(nèi)取出，同理定位柱也無法從定位孔內(nèi)取出，而金屬導(dǎo)線的兩端分別受到 電極、定位柱的限位而始終未予布線槽內(nèi)，無需任何粘結(jié)劑，電極、金屬導(dǎo)線、定位柱與陶瓷 基板穩(wěn)定的連接，連接可靠，永不脫落，而且工藝簡(jiǎn)單、成本大幅度降低；如圖5所示，陶瓷 基板的頂面上位于每對(duì)電極的外側(cè)設(shè)有環(huán)形凹槽5,環(huán)形凹槽內(nèi)卡接有散熱環(huán)6,散熱環(huán)與 陶瓷基板表面圍成光杯16, LED芯片通過金線7與電極3連接，光杯61內(nèi)填充有熒光膠8， 散熱環(huán)6為銅環(huán)或鋁環(huán)，本實(shí)施例中采用銅環(huán)，銅環(huán)的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有環(huán)形定位槽61，環(huán)形定 位槽61的截面呈V形，LED芯片發(fā)熱后，極大部分熱量都是通過陶瓷基板散發(fā)出去，還有少 部分熱量透過熒光膠外表面散發(fā)到空氣中，空氣散熱能力較弱，因此銅環(huán)能把熒光膠周圍 的熱量傳遞給陶瓷基板，加快熒光膠散熱，熒光膠注入散熱環(huán)內(nèi)后，熒光膠會(huì)進(jìn)入V形的環(huán) 形定位槽內(nèi)，一方面能增加散熱環(huán)與陶瓷基板的連接強(qiáng)度，另一方面環(huán)形定位槽也能增加 熒光膠與散熱換的接觸面積，增強(qiáng)散熱。
[0028] -種陶瓷基LED的MC0B封裝工藝，包括如下步驟：a.陶瓷基板布線：在陶瓷基板 的底面雕刻出布線槽、電極通孔、定位孔，然后把陶瓷基板的底面朝上，頂面封閉，向電極通 孔內(nèi)澆注金屬液，由于電極通孔、定位孔是通過布線槽連通的，因此金屬液能充滿電極通 孔、定位孔以及布線槽，金屬液冷卻后分別形成電極和金屬導(dǎo)線；b.固晶焊線：LED芯片底 部通過導(dǎo)熱膠與陶瓷基板連接，LED芯片兩端通過金線焊接在一對(duì)電極之間，然后放入烤箱 內(nèi)烘膠，設(shè)定烘烤溫度和時(shí)間，確保LED芯片與陶瓷基板穩(wěn)固粘結(jié)；c.光杯成型：把散熱環(huán) 卡入環(huán)形凹槽內(nèi)形成光杯；d.點(diǎn)熒光膠：把熒光粉與膠水調(diào)配攪拌后形成熒光膠，再把調(diào) 配攪拌后的熒光膠送入真空箱內(nèi)真空處理，抽出熒光膠內(nèi)因攪拌而殘留的空氣，防止點(diǎn)膠 后熒光膠內(nèi)的氣泡阻擋光線，然后通過自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)把熒光膠注入散熱環(huán)內(nèi)，送入烤箱內(nèi)烘 烤成型。因此，本實(shí)用新型具有如下有益效果：（1)陶瓷基板導(dǎo)熱性能好，LED散熱效果好， 使用壽命長(zhǎng)；（2)陶瓷基板上通過澆注金屬液的方法布線，工藝簡(jiǎn)單，降低了成本；（3)取消 圍壩工藝，直接采用散熱環(huán)替代圍膠，精簡(jiǎn)工藝的同時(shí)還增強(qiáng)了散熱效果；（4)澆注后成型 的電極、金屬導(dǎo)線與陶瓷基板之間實(shí)質(zhì)為機(jī)械連接，連接可靠，永不脫落，而且電極、金屬導(dǎo) 線為一體式結(jié)構(gòu)，避免的斷路。
【權(quán)利要求】
1. 一種陶瓷基LED的MCOB封裝結(jié)構(gòu)，包括陶瓷基板（1 )、LED芯片（2)，其特征是，所述 的陶瓷基板（1)上設(shè)有若干對(duì)電極通孔（100)，所述的陶瓷基板（1)的底面上設(shè)有兩組用于 澆注金屬液的布線槽（101)，每對(duì)電極通孔中的兩個(gè)孔分別與兩組布線槽的端部連通，每組 布線槽中所有布線槽的內(nèi)端連通，所述的電極通孔（1〇〇)位于陶瓷基板頂面端的孔徑大于 底面端的孔徑，電極通孔、布線槽內(nèi)澆注有金屬液，位于電極通孔內(nèi)的金屬液冷卻后形成電 極（3)，位于布線槽內(nèi)的金屬液冷卻后形成與電極連接的金屬導(dǎo)線（4)，所述的陶瓷基板的 頂面上位于每對(duì)電極的外側(cè)設(shè)有環(huán)形凹槽（5)，環(huán)形凹槽內(nèi)卡接有散熱環(huán)（6)，散熱環(huán)與陶 瓷基板表面圍成光杯（16)，LED芯片通過金線（7)與電極（3)連接，所述的光杯（61)內(nèi)填充 有熒光膠（8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷基LED的MC0B封裝結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的金屬液 為銅液或錯(cuò)液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷基LED的MC0B封裝結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的散熱環(huán) (6)為銅環(huán)或鋁環(huán)，散熱環(huán)的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有環(huán)形定位槽（61)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種陶瓷基LED的MC0B封裝結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的環(huán)形定 位槽（61)的截面呈V形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷基LED的MC0B封裝結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的布線槽 (101)的截面呈V形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷基LED的MC0B封裝結(jié)構(gòu)，其特征是，陶瓷基板（1) 上位于每組布線槽內(nèi)端連通處設(shè)有定位孔（102)，定位孔位于位于陶瓷基板頂面端的孔徑 大于底面端的孔徑。
【文檔編號(hào)】H01L33/64GK203910863SQ201420208156
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】黃禮元, 童朝海 申請(qǐng)人:上虞市寶之能照明電器有限公司