CN102222736A - 一种双侧面发光的半导体发光管的封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体光电器件领域，具体是一种双侧面发光的半导体发光管的封装方法，其特征在于将发光芯片放置在导热绝缘过渡片的金属化层上，导热绝缘过渡片放置在金属底盘上，金属底盘上套一玻璃套，采用环氧树脂将玻璃套内填充，将发光芯片和金属引线封装固定在玻璃套内的环氧树脂中。本发明的封装方法主要针对发光芯片本身即为侧面发光的发光二极管，相比与正面发光芯片的封装方式，方法简单，更有利于散热。

Description

一种双侧面发光的半导体发光管的封装方法
技术领域
本发明涉及半导体光电器件领域，进一步说属于发光二极管的封装技术，尤其是一种双侧面发光的半导体发光管的封装方法。
背景技术
发光二极管(LED)具有全固态、高效、节能、环保、体积小、可靠性高等优点，在光电子集成电路、白光照明、光显示、光指示、投影、报警、防盗、监控等领域有重要的应用。发光二极管的封装从功率角度来说主要分为高功率和低功率封装两种形式，两种封装形式最主要的区别有三点：其一是功率型发光二极管封装结构中有对LED芯片直接的热传导散热途径，可以直接将产生的热量耗散到封装外壳或者电路板上；其二是在功率型发光二极管封装中往往有具有防静电保护功能的过渡热沉；其三是功率型发光二极管中使用的用于光收集的密封材料机械稳定性更强。发光二极管的封装从光出射方向来分又可以分为正面出光和侧面出光两种形式。目前研究和市场上的产品大多是正面出光，占整个发光管的80％以上，侧面发光的发光管一般做法有两种，一种是通过将一正面发光二极管侧放，使其出光光束经过透光元件的多次反射或折射，从侧面出射，达到侧面出光的效果；一种是将正面发光二极管正放，通过采用反光板将顶部的光线反射回来，强迫其从侧面发射。不管是那种方式，其中的发光二极管的管芯均采用的是正面出光型器件，散热性能不够理想。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种对双侧面发光管进行封装的、具有良好散热的封装工艺的双侧面发光的半导体发光管的封装方法。
本发明的技术方案如下：
本发明一种双侧面发光的半导体发光管的封装方法，其特征在于：将发光芯片放置在导热绝缘过渡片的金属化层上，导热绝缘过渡片放置在金属底盘上，金属底盘上套一玻璃套，采用环氧树脂将玻璃套内填充，将发光芯片和金属引线封装固定在玻璃套内的环氧树脂中。
本发明玻璃套侧面用于光束出射，顶部镀有金属层用来反射光线。
本发明发光芯片特指芯片的发光方向与外延生长方向向垂直的发光管。
本发明的导热绝缘过渡片本身是导热绝缘材料，在两面作了金属化处理，可以用来导电，其中一个表面上划有小槽将其分为两段，发光芯片采用焊接的方法p面向下放置在其中的一面上，该面即为正极引出端，小槽的另一面即为负极引出端与发光芯片的n面相连。这样可以使发光芯片的正负极与金属底盘相隔离，在需要将多个发光芯片排列起来封装时避免了共用电极，所有的发光芯片之间可以直接串联。
本发明的封装方法中采用了金属底盘可以有效地将发光芯片产生的热耗散出去。
本发明的封装方法中导热绝缘过渡片与发光芯片之间，导热绝缘过渡片与金属底盘之间均采用焊料焊接方式连接，增加散热效率。
本发明封装方法中玻璃套内部用环氧树脂填充，减小发光芯片与空气的折射率，起到一定的减反效果，提升了侧面光输出效率。
本发明的封装方法主要针对发光芯片本身即为侧面发光的发光二极管，相比与正面发光芯片的封装方式，方法简单，更有利于散热。
附图说明
图1是单个双侧面发光半导体发光管封装剖面图。
图2是多个双侧面发光半导体发光管封装剖面图。
具体实施方式
下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示为单个双侧面发光半导体发光管，包括：金属底盘10、玻璃套11、绝缘玻璃胶12、金属引线13、发光芯片14、金属化层15、负电极柱16a、正电极柱16b、导热绝缘过渡片17、环氧树脂18。
本发明一种双侧面发光的半导体发光管的封装方法，先将发光芯片14放置在导热绝缘过渡片17的金属化层15上，导热绝缘过渡片17放置在金属底盘10上，金属底盘10上套一玻璃套11，采用环氧树脂18将玻璃套11内填充，将发光芯片14和金属引线13封装固定在玻璃套11内的环氧树脂18中。具体方法如下：
首先将导热绝缘过渡片17的两个大面进行金属化，用溅射或真空镀膜的方法在其上生长金属化层15，如Ni/Au层，Ni层起到较好的粘附性，Au层用来焊接，厚度为1um左右，用划片设备将导热绝缘过渡片17的一面划出小槽，槽宽为100um，槽深以划断金属化为准，槽的位置如图1所示；
将金属底盘10电镀Ni/Au，厚度1um；
用专门的夹具将导热绝缘过渡片17有小槽一面的焊接发光芯片的面积预留出来，其余面积包括小槽均遮挡起来，用真空镀膜设备在其上蒸发一层焊料层-In，再将导热绝缘过渡片17的另一面也用同样的设备蒸发一层焊料层-In，将发光芯片14的p面向下摆放在导热绝缘过渡片17有小槽一面蒸发上焊料的地方，再将其一块放在金属底盘10的中央位置，如图1所示，放入有保护气体的焊接炉中，升温到200℃，使焊料融化，使发光芯片14焊接在导热绝缘过渡片17上，导热绝缘过渡片17焊接在金属底盘10上；
在导热绝缘过渡片17上与发光芯片14的p面联通的区域为p区，则被小槽隔断的另外区域为n区，用金丝球焊机将正电极柱16b与导热绝缘过渡片17的p区相连接，发光芯片14的n区与导热绝缘过渡片17的n区相连接，导热绝缘过渡片17的n区与负电极柱16a相连接；
用环氧树脂18将玻璃套11内填充，将玻璃壳与金属底盘10粘结起来，使发光芯片14与金属引线15均封装固定在玻璃套11内的环氧树脂18中；本发明电极柱与金属底盘之间通过绝缘玻璃胶进行电学隔离，发光芯片的正负极与金属底盘之间电学隔离，做到防静电保护。
本发明的的导热绝缘过渡片的可用氮化铝陶瓷、氧化铍陶瓷或者金刚石等类似热导率高且绝缘性好的材料制成。
本发明的发光芯片为双侧面发光，可以单个发光芯片单独封装(如图1所示)，也可以多个芯片串联在一起封装，多个双侧面发光半导体发光管封装结构及方法同理，如图2所示。

Claims (7)

1.一种双侧面发光的半导体发光管的封装方法，其特征在于：将发光芯片放置在导热绝缘过渡片的金属化层上，导热绝缘过渡片放置在金属底盘上，金属底盘上粘接一玻璃套，采用环氧树脂将玻璃套内填充，将发光芯片和金属引线封装固定在玻璃套内的环氧树脂中。
2.如权利要求1所述的双侧面发光的半导体发光管的封装方法，其特征在于：所述导热绝缘过渡片的金属化层是将导热绝缘过渡片的两个大面进行金属化，用溅射或真空镀膜的方法在其上生长金属化层。
3.如权利要求2所述的双侧面发光的半导体发光管的封装方法，其特征在于：所述金属化层为Ni/Au层。
4.如权利要求1或2所述的双侧面发光的半导体发光管的封装方法，其特征在于：所述的导热绝缘过渡片的一面刻有小槽，小槽深度需刻断金属化层，小槽将该导热绝缘过渡片分成两个区-P区和n区，发光芯片p面向下安装在导热绝缘过渡片的p区，将正电极柱与导热绝缘过渡片的p区相连接，发光芯片的n区与导热绝缘过渡片的n区相连接，导热绝缘过渡片的n区与负电极柱相连接。
5.如权利要求1所述的双侧面发光的半导体发光管的封装方法，其特征在于，所述的导热绝缘过渡片与发光芯片及金属底盘之间采用焊料焊接方式固定。
6.如权利要求1所述的双侧面发光的半导体发光管的封装方法，其特征在于，所述的玻璃外套顶部镀金属或者进行表面处理。
7.如权利要求1所述的双侧面发光的半导体发光管的封装方法，其特征在于，所述的发光芯片为双侧面发光，可以单个发光芯片单独封装，也可以多个芯片串联在一起封装。
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