CN103383985A - 一种基于AlSiC复合基板封装的LED - Google Patents

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李国强
凌嘉辉
刘玫潭
刘家成
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Abstract

本发明公开了一种基于AlSiC复合基板封装的LED，包括镀有AlN绝缘层的AlSiC复合散热基板、两个铜膜电极、LED芯片和金线，所述LED芯片封装在所述镀有AlN绝缘层的AlSiC复合散热基板上；两个铜膜电极镀于AlN绝缘层上，分别通过金线与LED芯片的正、负极连接。本发明的基于AlSiC复合基板封装的LED，结构简单、散热性能好，使用寿命长。

Description

一种基于AlSiC复合基板封装的LED
技术领域
本发明涉及一种板上封装的LED，特别涉及一种基于AlSiC复合基板封装的LED。
背景技术
随着LED的飞速发展，LED的功率越来越大，并在工作时产生不必要的热能，直接影响了LED的正常工作。如果不能通过有效途径把热量导出，将会影响LED的工作效率，最终使LED失效。因此，人们对封装材料提出越来越苛刻的要求。
传统的封装材料包括硅基板，金属基板和陶瓷基板等。硅和陶瓷基板加工困难，成本高，热导率低；金属材料的热膨胀系数与LED芯片衬底材料不匹配，在LED工作循环多次后，容易产生热应力，造成芯片和基板间产生微小裂缝，增大热阻，最终导致脱落。因此，这些传统的封装材料很难满足封装基板的苛刻需求。
国内外新研发的散热基板材料有金属芯印刷电路板（MCPCB）、覆铜陶瓷板（DBC）和金属基低温烧结陶瓷基板（LTCC-M）。其中，金属芯印刷电路板热导率受到绝缘层的限制，热导率低，且不能实现板上封装；覆铜陶瓷板采用直接键合方式将陶瓷和金属键合在一起，提高了热导率，同时使得热膨胀系数控制在一个合适的范围，但金属和陶瓷的反应能力低，润湿性不好，使得键合难度高，界面结合强度低，易脱落；金属基低温烧结陶瓷基板对成型尺寸精度要求高，工艺复杂，也同样存在金属和陶瓷润湿性不好、易脱落的难题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种基于AlSiC复合基板封装的LED，结构简单、散热性能好，使用寿命长。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种基于AlSiC复合基板封装的LED，包括镀有AlN绝缘层的AlSiC复合散热基板、两个铜膜电极、LED芯片和金线，所述LED芯片封装在所述镀有AlN绝缘层的AlSiC复合散热基板上；两个铜膜电极镀于AlN绝缘层上，分别通过金线与LED芯片的正、负极连接。
所述AlN绝缘层的厚度为2.5μm-3μm。
所述LED芯片为单颗粒封装的LED芯片或为多颗粒LED芯片集成的光源模块。
所述LED芯片采用COB封装工艺封装在所述镀有AlN绝缘层的AlSiC复合散热基板上。
所述AlN绝缘层为采用磁控溅射方法在AlSiC复合散热基板的表面镀的AlN绝缘层。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
（1）本发明采用AlSiC复合散热基板，AlSiC复合材料由于原材料价格便宜，能近净成形复杂形状，且具有热导率高、膨胀系数可调、比刚度大、密度小，使封装结构具有功率密度高、芯片寿命长、可靠性高和质量轻等特点，在电子封装领域展现出了良好的应用前景。通过调节AlSiC复合材料的热膨胀系数，使其与LED芯片材料相匹配；采用AlSiC复合散热基板不但有效地解决LED芯片工作时的散热问题，同时解决了散热基板与芯片材料热膨胀不匹配的问题，使板上封装的LED芯片不易脱落，提高了LED的使用寿命，适用于低成本大功率LED的制造。
（2）本发明通过在AlSiC复合散热基板镀上AllN绝缘层，可以防止基板上的铜膜电极与AlSiC复合材料因导通而产生的短路现象。AlN是高导热性和高绝缘性的材料，镀上AlN绝缘层不但可以起到很好的绝缘效果，同时也不会影响基板的导热效果。
附图说明
图1为本发明的实施例1的基于AlSiC复合基板封装的LED示意图。
图2为本发明的实施例2的基于AlSiC复合基板封装的LED示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所述，本实施例的基于AlSiC复合基板封装的LED，包括镀有AlN绝缘层2的AlSiC复合散热基板1、两个铜膜电极3、LED芯片41、金线5。
所述LED芯片封装采用COB（chip on board，简称COB）封装工艺封装在所述镀有AlN绝缘层的AlSiC复合散热基板上；两个铜膜电极镀于AlN绝缘层上，分别通过金线与LED芯片的正、负极连接。本实施例的AlN绝缘层的厚度为2.5μm，LED芯片为单颗粒封装的LED芯片。
本实施例的基于AlSiC复合基板封装的LED的制备方法如下：
（1）将未经抛光清洗的AlSiC复合基板抛光至镜面，抛光后，分别用丙酮和无水乙醇浸泡所述的AlSiC复合基板，并将其放入超声波清洗仪中清洗15分钟，以清除基板上附着的油脂等杂物。
（2）在AlSiC复合基板上通过磁控溅射的方法溅射厚度为2.5μm的AlN绝缘层。具体工艺参数按本技术领域人员所熟知或根据现有技术确定。
（3）在AlN绝缘层上镀上铜膜，并采用湿法刻蚀工艺腐蚀出预定的两个铜膜电极。
（4）在铜膜间按照传统的板上封装方法，把LED芯片封装在所述的AlSiC复合基板。
（5）通过金线将两个铜膜电极与LED芯片的正、负极连接，引出正负极。
实施例2
本实施例的基于AlSiC复合基板封装的LED如图2所示。
本实施例以下特征外，其余特征与实施例1同：AlN绝缘层2的厚度为3μm，LED芯片为多颗粒芯片集成的光源模块42。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于AlSiC复合基板封装的LED，其特征在于，包括镀有AlN绝缘层的AlSiC复合散热基板、两个铜膜电极、LED芯片和金线，所述LED芯片封装在所述镀有AlN绝缘层的AlSiC复合散热基板上；两个铜膜电极镀于AlN绝缘层上，分别通过金线与LED芯片的正、负极连接。
2.根据权利要求1所述的基于AlSiC复合基板封装的LED，其特征在于，所述AlN绝缘层的厚度为2.5μm-3μm。
3.根据权利要求1所述的基于AlSiC复合基板封装的LED，其特征在于，所述LED芯片为单颗粒封装的LED芯片或为多颗粒LED芯片集成的光源模块。
4.根据权利要求1或3所述的基于AlSiC复合基板封装的LED，其特征在于，所述LED芯片采用COB封装工艺封装在所述镀有AlN绝缘层的AlSiC复合散热基板上。
5.根据权利要求1所述的基于AlSiC复合基板封装的LED，其特征在于，所述AlN绝缘层为采用磁控溅射方法在AlSiC复合散热基板的表面镀的AlN绝缘层。
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