CN201066696Y - 大功率led芯片的封装结构及大功率led照明器件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种由铝基绝缘氧化板构成的大功率LED照明器件，铝基板面为绝缘氧化层，绝缘氧化层上置有电路图形的金属化层，封装一片或2片或多片LED芯片在绝缘氧化层上，LED芯片pn极与金属化层连接。优点：一是将LED芯片与铝基板绝缘氧化层直接连接、直接散热(铝基板的非安装面做成散热翅状)，使LED芯片、电路板和散热器合为一体，减少了热阻形成的数量，同时绝缘氧化层与散热器的无缝连接大大地减少了热阻值，因而极大地提高了散热效果；二是LED芯片pn极与金属化层连接，使大功率LED照明器件得以实现。

Description

大功率LED芯片的封装结构及大功率LED照明器件
技术领域：
本实用新型涉及一种大功率LED芯片的封装结构及大功率LED照明器件，属LED照明器件制造领域。
背景技术：
目前，使用铝基覆铜层压板，即在铝板和覆铜板之间粘合一层绝缘层。这种方法的电路板本身就有散热功能，功率器件可直接焊接在覆铜面上，装配便捷，在大功率LED的产品中已被广泛地应用。但其不足之处：热阻无法减少。
发明内容：
设计目的：避免背景技术中的不足之处，提供一种能够有效地减少大功率LED芯片传导热阻的封装结构及大功率LED照明器件。
设计方案：为了实现上述设计目的。采用铝基板作为大功率LED芯片基板，由于对铝基板的面为绝缘氧化层，在绝缘氧化层上用掩膜或光刻等形成所设计的电路图形(LED芯片安装电路图)，用磁控溅射的方法，交替地沉积基底膜、导电膜和焊接膜，从而在铝基板上形成具有导电性和可焊性的金属化电路层，然后在其上面封装电子元器件(LED芯片)。该基板在结构上，由于绝缘层与铝基板是无缝隙结合，最大限度地减少了热阻，改善散热性，导热率为119W/m×°K提高电路的稳定性；且具有足够的强度和良好的机械加工性能，便于加工。
铝基板作绝缘氧化处理且形成绝缘氧化层，将LED芯片直接封装在绝缘氧化层上，由于大功率LED工作时其LED芯片将会产生大量的热量，如何有效地将这些热量散发，是确保LED大功率管能否正常工作的前提。在本实用新型之前，LED在使用上均采用将LED器件焊接在铝基覆铜层压板上，再将铝基覆铜层压板安装在散热器上散热这样的工艺。这种安装工艺由于器件较多，所形成的热阻数量也多，且热阻值也大，使得芯片的散热问题没有得到很好的解决，因此LED的应用受到了极大地限制。本实用新型将LED芯片与铝基板绝缘氧化层直接连接、直接散热(铝基板的非安装面做成散热翅状)，使LED芯片、电路板和散热器合为一体，减少了热阻形成的数量，同时绝缘氧化层与散热器的无缝连接大大地减少了热阻值，因而提高了散热效果。本实用新型提供了一种新的芯片封装结构，解决了目前LED大功率芯片散热的技术难题，实现了大功率LED的开发与应用的前景。
技术方案：由铝基绝缘氧化板构成的大功率LED照明器件，铝基板(5或6)面为绝缘氧化层(4)，绝缘氧化层(4)上置有电路图形的金属化层(1～3)，封装一片或2片或多片LED芯片(10)在绝缘氧化层上，LED芯片pn极(11)与金属化层连接。
本实用新型与背景技术相比，一是将LED芯片与铝基板绝缘氧化层直接连接、直接散热(铝基板的非安装面做成散热翅状)，使LED芯片、电路板和散热器合为一体，减少了热阻形成的数量，同时绝缘氧化层与散热器的无缝连接大大地减少了热阻值，因而极大地提高了散热效果；二是LED芯片pn极与金属化层连接，使大功率LED照明器件得以实现。
附图说明：
图1是带散热器的铝基绝缘氧化电路板的直接封装LED和元器件示意图。
具体实施方式：
参照附图1，对本实用新型作以简单叙述。
1--焊接膜：主要用于焊接电子元器件。一般由银或金等导电性和焊接性良好的金属采用磁控溅射的方法沉积到导电膜上，厚度约为0.3～0.8μm。
2--导电膜：主要起导电作用，承载一定的电流密度，并过渡膨胀系数差异较大的焊接膜和基底膜。一般是采用磁控溅射的方法将铜或镍或铜镍合金沉积到基底膜上。导电膜的厚度为1～2μm。
3--基底膜：主要是起到与绝缘氧化层有较强的附着力，并覆镀整个金属化导电层。采用磁控溅射的方法将铬或钛金属沉积到绝缘氧化层上。基底膜的厚度为0.1～0.15μm。
4--绝缘氧化层：通过对铝的特殊阳极氧化处理，形成的具有微孔结构的Al2O3结构层，厚度约几十μm。该层具有电气绝缘性能，抗电强度根据阳极氧化处理工艺的不同，250-3000V。
5--铝基板，是电路板的基板，要选择有一定的机械强度和机械加工性能，又适宜做绝缘氧化处理的铝板，通常选用6061、6063、3003、1100等牌号。
6--散热器，是加工成散热器形状的铝基板。
7--电子元器件，可用表面贴装元件(SMT)或其他形式的元器件。
8--电子元器件焊料，可根据要求采用有铅或无铅焊料。
9--LED密封胶，可以是环氧胶或硅胶，用于固定LED金线和封装LED芯片。
10--LED 芯片，也可以是其他半导体芯片。
11--电极引线：是将芯片电极引出来，通常是金线，或铝线等。
12--芯片粘结层，是将LED芯片附着在基板的绝缘氧化层上，是具有良好导热性的胶或共晶镀层。
实施例1：参照附图1。铝基绝缘氧化磁控溅射电路板，铝板5或铝散热器6面为绝缘氧化层4，绝缘氧化层4上置有电路图形的金属化层1～3。铝板作绝缘氧化处理且形成绝缘氧化层，绝缘氧化层的面上采用掩膜或光刻的方法形成电路图形且采用磁控溅射的方法使电路图形形成金属化层。磁控溅射的方法系现有技术，在此不作叙述。金属化层1～3由基底膜3、导电膜2、焊接膜1复合组成，①基底膜采用磁控溅射金属铬或钛的方法将铬或钛沉积到绝缘氧化层上，基底膜的厚度为0.1～0.15μm范围且控制在其范围内可以任意确定其值，并包括端值。②导电膜采用磁控溅射金属铜或镍或铜镍合金的方法将铜或镍或铜镍合金沉积到基底膜上，导电膜的厚度为1～2μm范围且控制在其范围内可以任意确定其值，并包括端值。③焊接膜采用磁控溅射金属银或金的方法将银或金沉积到导电膜上，焊接膜的厚度为0.3～08μm范围且控制在其范围内可以任意确定其值，并包括端值。大功率LED芯片的封装结构，铝基板的面为绝缘氧化层，LED芯片直接连接在绝缘氧化层上且通过铝基板直接散热，铝基板的非元器件安装面做成作带散热翅的散热器结构，直接用于散热。
实施例2：参照附图1。由铝基绝缘氧化板构成的大功率LED照明器件，铝基板5或6面为绝缘氧化层4，绝缘氧化层4上置有电路图形的金属化层1～3，封装(粘接)一片或2片或多片LED芯片10在绝缘氧化层上，LED芯片pn极11与金属化层连接(焊接)，电路图形采用掩膜或光刻制成。LED芯片10与绝缘氧化层粘接12，且用灌封胶9将点金后的LED封装在铝基板上，LED芯片10上设有一层用于保护LED芯片的灌封胶9。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本实用新型作了比较详细的说明，但是这些说明只是对本实用新型的简单说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神内的发明创造，均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种由铝基绝缘氧化板构成的大功率LED照明器件，铝基板(5或6)面为绝缘氧化层(4)，其特征是：绝缘氧化层(4)上置有电路图形的金属化层(1～3)，封装一片或2片或多片LED芯片(10)在绝缘氧化层上，LED芯片pn极(11)与金属化层连接。
2.根据权利要求1所述的由铝基绝缘氧化板构成的大功率LED照明器件，其特征是：电路图形采用掩膜或光刻制成。
3.根据权利要求1所述的由铝基绝缘氧化板构成的大功率LED照明器件，其特征是：LED芯片(10)与绝缘氧化层粘接，且用灌封胶(9)将点金后的LED封装在铝基板上。
4.根据权利要求1所述的由铝基绝缘氧化板构成的大功率LED照明器件，其特征是：LED芯片(10)上设有一层用于保护LED芯片的灌封胶(9)。
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