CN201741721U - 板上芯片发光二极管结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种板上芯片发光二极管结构，包括陶瓷基板、热辐射散热薄膜、发光二极管芯片、黏着导热层、电路层、多个连接线、纳米釉层、荧光胶及封装胶，藉以实现将LED芯片安置在陶瓷基板上的板上芯片结构。热辐射散热薄膜位于陶瓷基板上，发光二极管芯片利用黏着导热层而连结至热辐射散热薄膜上。纳米釉层包围住热辐射散热薄膜，以提供电隔绝的保护隔离作用。电路层位于纳米釉层上且具有电路图案，并经所述连接线以连接至发光二极管芯片。荧光胶涂布在发光二极管芯片上以提供荧光作用，而封装胶包覆住电路层、所述连接线、纳米釉层及荧光胶。

Description

板上芯片发光二极管结构 
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管结构，尤其是具有板上芯片的结构。 
背景技术
近年来，随着环保、节能及减碳的世界风潮的逐渐盛行，发光二极管(LED)因具有高发光效率而成为取代一般发光源的最重要选项之一。 
一般现有技术的LED结构包括LED芯片、蓝宝石基板、银胶、支架、底座基板、多个连接线、封装胶及散热铝基板。LED芯片在蓝宝石基板上形成，利用银胶将包含LED芯片的蓝宝石基板连结至支架上，底座基板承载支架。利用连接线连接LED芯片至支架，且以封装胶包覆LED芯片。支架具延伸体结构，用以贯穿底座基板而与底座基板底下的散热铝基板接触，藉以将LED芯片所产生的热量以热传导方式传播至散热铝基板。 
随着高功率LED的应用需求，比如高亮度照明或大尺寸显示器用背光模块，必须加大散热铝基板的表面积，因而使得整体LED结构的重量及体积增加，而变得非常笨重，不利于使用。此外，支架也常常造成产品良率的降低，以额外的增加成本。因此，需要一种不需支架及散热铝基板且具高效率散热以直接安置发光二极管于陶瓷基板上的发光二极管结构，以解决上述现有技术的问题。 
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术的弊端，提供一种板上芯片发光二极管结构。 
本实用新型所述的板上芯片发光二极管结构，包括： 
一陶瓷基板，具电气绝缘特性且由陶瓷材料构成； 
一热辐射散热薄膜，形成于该陶瓷基板上，具热辐射散热功能； 
一发光二极管芯片，是在蓝宝石基板上形成； 
一黏着导热层，连结该发光二极管芯片至该热辐射散热薄膜上； 
一纳米釉层，具电气绝缘特性，由纳米颗粒经烧结而形成，并包围住该热辐射散热薄膜； 
一电路层，位于该纳米釉层上，且具有一电路图案，并可由导电材料构成，利用涂布方式将黏着导热层涂布在该纳米釉层上经烘烤后而形成具黏着导热层的电路图案； 
多个连接线，用以连接该发光二极管芯片至该电路层；以及 
一荧光胶，涂布在该发光二极管芯片上以提供荧光作用；以及 
一封装胶，具高透光性及电气绝缘性，且包覆住该电路层、所述连接线、该纳米釉层及该荧光胶。 
本实用新型的有益效果在于，利用陶瓷基板当作承载板，且纳米釉层当作相邻电路层之间的层间绝缘层，使得整体LED结构的电气特性获得改善，且耐温范围也进一步提高，同时降低LED结构的复杂度，增加产品的良率及可靠度。 
本实用新型的另一有益效果在于，电路层可利用涂布方式将黏着导热层涂布在纳米釉层上，再经烘烤后而形成，因此电路层包含黏着导热层，而非一般的铜或铜合金，藉以方便利用涂布制程以制作所需的电路图案，而不需使用微影制程。 
本实用新型的再一有益效果在于，热辐射散热薄膜可产生高效率的热辐射，藉以快速移除LED芯片所产生的热量，因而降低LED芯片的操作温度，提高LED芯片的发光效能及延长使用寿限。 
附图说明
图1为依据本实用新型所述板上芯片发光二极管结构的示意图。 
具体实施方式
以下配合说明书附图对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。 
参阅图1，为本实用新型所述板上芯片发光二极管结构的示意图。 如图1所示，本实用新型所述的板上芯片发光二极管(COB LED)结构包括陶瓷基板10、热辐射散热薄膜20、LED芯片30、黏着导热层40、电路层50、多个连接线60、纳米釉层70、荧光胶80及封装胶90，藉以实现将LED芯片30安置在陶瓷基板10上的板上芯片(COB)结构。 
陶瓷基板10具电气绝缘特性且由陶瓷材料构成，该陶瓷材料可包括氧化铝、氮化铝、氧化锆及氟化钙的其中之一。 
热辐射散热薄膜20形成于陶瓷基板10上，且热辐射散热薄膜20主要是包含金属与非金属的组合物，且该组合物包含银、铜、锡、铝、钛、铁及锑的至少其中之一，以及包含硼、碳的至少其中之一的氧化物或氮化物或无机酸机化物，例如，钛锑卤化物。此外，热辐射散热薄膜20具有结晶体的显微结构，其中结晶体的大小可为数微米至数纳米之间，据信，该结晶体可产生特定的晶体振荡，藉以辐射出高效率的热辐射光谱，比如红外线或远红外线范围的光谱，进而向下传播，如图中的热辐射R所示。 
LED芯片30是在蓝宝石基板(图中位显示)上形成，并至少可包括依序堆栈的N型半导体层、半导体发光层、P型半导体层，比如N型半导体层可为N型GaN(氮化镓)层，半导体发光层可包含氮化镓或氮化铟镓，P型半导体层可为P型GaN层，其中P型GaN层及N型GaN层分别藉电气连接线而电气连接至外部电源(图中未显示)的正电端及负电端，藉以导通LED芯片30，亦即顺向偏压，而使得半导体发光层产生电子电洞对的复合作用以发射光线。 
黏着导热层40用以连结LED芯片30至热辐射散热薄膜20上，其中黏着导热层40用以黏着的银胶或锡胶，或是用以共金的铜锡合金或金锡合金。 
电路层50位于纳米釉层70上，具有电路图案，且可由导电材料构成，比如可利用涂布方式将黏着导热层40涂布于纳米釉层70上再经烘烤后而形成具黏着导热层40的电路图案。 
所述连接线60用以连接LED芯片30至电路层50，亦即将LED芯片30的正极及负极经所述连接线60分别连接至电路层50的正电端及负电端，藉以提供用于点亮LED芯片30的电力。 
纳米釉层70具电气绝缘特性，位于热辐射散热薄膜20上，并包围住LED芯片30及热辐射散热薄膜20，藉以提供电隔绝的保护隔离作用。纳米釉层70可由纳米颗粒经烧结而形成，且纳米颗粒可包括氧化铝、氮化铝、氧化锆及氟化钙的其中之一。 
荧光胶80涂布在LED芯片30上以提供荧光作用，可使LED芯片30所发射的原始光线转换成具适当色温的输出光线，比如将紫外光转换成偏蓝或偏红的可见光。 
封装胶90具高透光性及电气绝缘性，且包覆住电路层50、所述连接线60、纳米釉层70及荧光胶80。封装胶90可由包括硅胶或环氧树脂的材料构成。 
本实用新型所述的COB LED结构可进一步包括匀光层95，由高透光性材料构成且具有雾化的表面，亦即雾面，用以偏折LED芯片30所发射的光线的行进方向而产生更加均匀的输出光线。通常，匀光层95的表面粗糙度Ra约为10至2000之间。 
本实用新型的特点在于，利用陶瓷基板当作承载板，且纳米釉层当作相邻电路层之间的层间绝缘层，使得整体LED结构的电气特性获得改善，且耐温范围也进一步提高，同时降低LED结构的复杂度，增加产品的良率及可靠度。 
本实用新型的另一特点在于，电路层可利用涂布方式将黏着导热层涂布在纳米釉层上，再经烘烤后而形成，因此电路层包含黏着导热层，而非一般的铜或铜合金，藉以方便利用涂布制程以制作所需的电路图案，而不需使用微影制程。 
本实用新型的再一特点在于，热辐射散热薄膜可产生高效率的热辐射，藉以快速移除LED芯片所产生的热量，因而降低LED芯片的操作温度，提高LED芯片的发光效能及延长使用寿限。 
以上所述仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。 

Claims (7)

1.一种板上芯片发光二极管结构，其特征在于，包括：
一陶瓷基板，具电气绝缘特性且由陶瓷材料构成；
一热辐射散热薄膜，形成于该陶瓷基板上，具热辐射散热功能；
一发光二极管芯片，是在蓝宝石基板上形成；
一黏着导热层，连结该发光二极管芯片至该热辐射散热薄膜上；
一纳米釉层，具电气绝缘特性，由纳米颗粒经烧结而形成，并包围住该热辐射散热薄膜；
一电路层，位于该纳米釉层上，且具有一电路图案，并可由导电材料构成，利用涂布方式将黏着导热层涂布在该纳米釉层上经烘烤后而形成具黏着导热层的电路图案；
多个连接线，用以连接该发光二极管芯片至该电路层；以及
一荧光胶，涂布在该发光二极管芯片上以提供荧光作用；以及
一封装胶，具高透光性及电气绝缘性，且包覆住该电路层、所述连接线、该纳米釉层及该荧光胶。
2.如权利要求1所述板上芯片发光二极管结构，其特征在于，该陶瓷材料包括氧化铝、氮化铝、氧化锆及氟化钙的其中之一。
3.如权利要求1所述板上芯片发光二极管结构，其特征在于，该LED芯片至少包括依序堆栈的N型半导体层、半导体发光层、P型半导体层，该半导体发光层在顺向偏压下经电子电洞对的复合作用而产生光线。
4.如权利要求1所述板上芯片发光二极管结构，其特征在于，该电路层的电路图案利用涂布方式将黏着导热层涂布在该纳米釉层上经烘烤后而形成。
5.如权利要求1所述板上芯片发光二极管结构，其特征在于，该纳米釉层的纳米颗粒包括氧化铝、氮化铝、氧化锆及氟化钙的其中之一。
6.如权利要求1所述板上芯片发光二极管结构，其特征在于，该封装胶由包括硅胶或环氧树脂的材料所构成。
7.如权利要求1所述板上芯片发光二极管结构，其特征在于，进一步包括一匀光层，该匀光层由高透光性材料构成且具有雾化表面，该匀光层的雾化表面具有表面粗糙度Ra为10至2000之间。
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