CN106058030B - 一种led发光单元散热结构的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体发光单元散热结构的制造方法，包括（1）提供一陶瓷基板，在基板上通过光刻工艺形成同心散热环的下半部；（2）沉积碳化硅以包围所述下半部，并进行平坦化，以露出所述下半部的顶部；（3）电镀铜层，并进行图案化，形成相互交叉的铜筋；（4）在铜筋上部通过光刻工艺形成同心散热环的上半部，形成完整的同心散热环。再进行碳化硅覆盖和挖槽等以形成散热良好的散热结构。
Description
技术领域
本发明涉及固态照明材料领域，具体涉及一种LED发光单元散热结构的制造方法。
背景技术
目前所使用的半导体发光元件主要为LED（发光二极管），LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。与传统的白炽灯、荧光灯相比，白光LED具有耗电小、发光效率高、使用寿命长、节能环保等优点，因此其不仅可以在日常照明领域得到广泛的应用，而且可以进入显示设备领域。
目前的LED封装主要是COB（chip on board）封装结构，即将LED通过打线固定在基板上，再利用荧光胶脂进行封装，但是其具有以下缺点：1）LED在发光的同时会产生大量的热，容易导致LED的失效和；2）荧光胶脂在受热情况下，易发生老化，导致变黄；3）传统的散热结构比较单一，难以实现高效的散热。
发明内容
基于解决上述封装中的问题，本发明提供了一种LED发光单元散热结构的制造方法，包括：
（1）提供一陶瓷基板，在基板上通过光刻工艺形成同心散热环的下半部；
（2）沉积碳化硅以包围所述下半部，并进行平坦化，以露出所述下半部的顶部；
（3）电镀铜层，并进行图案化，形成相互交叉的铜筋；
（4）在铜筋上部通过光刻工艺形成同心散热环的上半部，形成完整的同心散热环；
（5）用碳化硅材料覆盖所述上半部，进行平坦化形成完整的碳化硅材料；
（6）用机械方法进行开槽，形成凹槽，所述凹槽的底部露出基板；
（7））在凹槽底部形成铜层并在所形成的散热结构的外侧电镀一层铜环；
（8）用绝缘导热胶固定半导体元件，并用荧光胶脂进行封装，灌封凹槽，最终形成半导体发光单元散热结构。
其中，所述凹槽底面和侧面的部分均设有铜散热图案，所述底面和侧面的铜散热图案连接为一个整体构成凹形槽。
其中，所述铜散热图案呈中心和轴对称图形。
其中，所述同心散热环的每一个被平均分为八个环弧。
其中，铜筋的厚度小于或等于所述同心散热环的厚度。
其中所述同心散热环呈发散状，并且从内至外的密度逐渐减小，即中间的环较密，边缘的较疏。
其中，所述碳化硅材料的厚度大于或等于所述铜散热图案的厚度。
其中，所述荧光胶脂里面均匀分布有碳化硅纳米颗粒。
其中，所述铜环的外侧可以进一步设置一散热鳍片。
本发明的优点如下：
（1）利用环形带铜筋的散热图案不仅保证了纵向的散热效果，也提高了横向的散热效果；
（2）利用荧光胶脂中散布碳化硅纳米颗粒进行上面的散热，保证散热的充分；
（3）利用陶瓷板上的铜图案和碳化硅进行整体散热，提高散热效率。
附图说明
图1为本发明的半导体发光单元散热结构的剖视图；
图2为图1沿A1-A2线的剖面的俯视图；
图3-12为本发明的半导体发光单元散热结构制造方法示意图。
具体实施方式
参见图1-2，本发明首先提供了一种半导体发光单元散热结构，包括散热基板和布置在所述散热基板上的半导体发光单元4，所述半导体发光单元4通过导热绝缘胶5固定于所述散热基板的凹槽内，所述凹槽呈圆柱状，且其深度方向为厚度方向，其直径方向为宽度方向，所述导热绝缘胶可以是硅胶，并用荧光胶脂6填充所述凹槽，所述散热基板包括散热陶瓷板1，设置于散热陶瓷板1上的铜散热图案2和碳化硅材料3，所述铜散热图案2包括一系列的不连续的同心散热环9、最外圈的铜环7和连接铜筋8，所述连接铜筋8垂直于所述同心散热环9和所述铜环7，所述同心散热环9和所述铜环7通过铜筋8连接成一体结构，并且所述碳化硅材料3包围所述铜散热图案2。其中，所述凹槽底面和侧面的部分均设有铜散热图案，所述底面和侧面的铜散热图案连接为一个整体构成凹形槽，铜筋8的厚度小于或等于所述同心散热环9的厚度。参见图2，所述铜散热图案2呈中心和轴对称图形，所述同心散热环9的每一个被平均分为八个环弧。所述同心散热环9呈发散状，并且从内至外的密度逐渐减小，即中间的环较密，边缘的较疏。所述碳化硅材料3的厚度大于或等于所述铜散热图案2的厚度，当等于铜散热图案2的厚度时，铜环7和同心散热环9的上端露出，构成散热端的一部分。所述荧光胶脂6里面均匀分布有碳化硅纳米颗粒。所述铜环7的外侧可以进一步设置一散热鳍片。
其制造方法如下：参见图3，提供一陶瓷基板1，在基板1上形成一层第一光刻胶10，所述第一光刻胶10的厚度等于待形成的同心散热环9的厚度的一半；
参见图4，刻蚀所述第一光刻胶10，形成同心圆形状，并填充铜，以形成同心散热环的下半部11；
参见图5，去除第一光刻胶10，并用沉积碳化硅以包围所述下半部11，并进行平坦化，以露出下半部11的顶部；
参见图6，电镀铜层，并进行图案化，形成相互交叉的铜筋13，3铜筋与待形成的铜筋不同的是其具有共同的中心点，并在中心点交叉；
参见图7，在铜筋13上形成第二光刻胶14；
参见图8，同样的刻蚀所述第二光刻胶14，并填充铜，以形成同心散热环9的上半部15；所述第二光刻胶14的厚度等于待形成的同心散热环9的厚度的一半；
参见图9，去除所述第二光刻胶14，用碳化硅材料覆盖所述上半部15，进行平坦化形成完整的碳化硅层16，即碳化硅材料3；
参见图10，用机械方法进行开槽，形成凹槽17，所述凹槽17的底部露出基板1；
参见图11，在凹槽底部形成铜层18，该铜层18的厚度等于同心散热环9的宽度；在所形成的散热结构的外侧电镀一层厚的铜层，形成铜环7；
参见图12，用绝缘导热胶5固定所述发光元件4，并用荧光胶脂进行封装，灌封凹槽17，最终形成半导体发光单元散热结构。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种半导体发光单元散热结构的制造方法，包括：
（1）提供一陶瓷基板，在基板上通过光刻工艺形成同心散热环的下半部；
（2）沉积碳化硅以包围所述下半部，并进行平坦化，以露出所述下半部的顶部；
（3）电镀铜层，并进行图案化，形成相互交叉的铜筋；
（4）在铜筋上部通过光刻工艺形成同心散热环的上半部，形成完整的同心散热环；
（5）用碳化硅材料覆盖所述上半部，进行平坦化形成完整的碳化硅材料；
（6）用机械方法进行开槽，形成凹槽，所述凹槽的底部露出基板；
（7）在凹槽底部形成铜层并在所形成的散热结构的外侧电镀一层铜环；
（8）用绝缘导热胶固定半导体元件，并用荧光胶脂进行封装，灌封凹槽，最终形成半导体发光单元散热结构。
2.根据权利要求1所述的半导体发光单元散热结构的制造方法，其特征在于：所述凹槽底面和侧面的部分均设有铜散热图案，所述底面和侧面的铜散热图案连接为一个整体构成凹形槽。
3.根据权利要求2所述的半导体发光单元散热结构的制造方法，其特征在于：所述铜散热图案呈中心和轴对称图形。
4.根据权利要求3所述的半导体发光单元散热结构的制造方法，其特征在于：所述同心散热环的每一个被平均分为八个环弧。
5.根据权利要求1所述的半导体发光单元散热结构的制造方法，其特征在于：铜筋的厚度小于或等于所述同心散热环的厚度。
6.根据权利要求1所述的半导体发光单元散热结构的制造方法，其特征在于：所述同心散热环呈发散状，并且从内至外的密度逐渐减小，即中间的环较密，边缘的较疏。
7.根据权利要求2所述的半导体发光单元散热结构的制造方法，其特征在于：所述碳化硅材料的厚度大于或等于所述铜散热图案的厚度。
8.根据权利要求1所述的半导体发光单元散热结构的制造方法，其特征在于：所述荧光胶脂里面均匀分布有碳化硅纳米颗粒。
9.根据权利要求1所述的半导体发光单元散热结构的制造方法，其特征在于：所述铜环的外侧可以进一步设置一散热鳍片。
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