CN203536467U

CN203536467U - 一种具有过渡基板的led器件

Info

Publication number: CN203536467U
Application number: CN201320613526.8U
Authority: CN
Inventors: 李宗涛; 丁鑫锐; 李宏浩; 关沃欢
Original assignee: Foshan NationStar Optoelectronics Co Ltd
Current assignee: Foshan NationStar Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2023-09-30

Abstract

一种具有过渡基板的LED器件，包括至少一个LED单元、金属基板以及封装胶体。LED单元包括一个LED芯片与一个过渡基板，过渡基板的膨胀系数值处于该LED芯片与金属基板的膨胀系数之间，且与LED芯片的膨胀系数的差值为LED芯片的膨胀系数的0到20%。LED芯片为倒装芯片，其底部设置有正、负电极。过渡基板的上表面设有至少两个相互绝缘的焊接层。过渡基板的下表面设有相互绝缘的至少两个贴片引脚。至少两焊接层分别与两贴片引脚电连接。LED芯片的正、负电极分别与过渡基板上的焊接层连接以形成LED单元，该LED单元通过过渡基板的贴片引脚设置在金属基板上。封装胶体覆盖并包裹该LED单元。本实用新型的LED COB器件可靠性高，生产成本低，其形状及大小不受限制。

Description

一种具有过渡基板的LED器件

技术领域

本实用新型涉及LED封装领域，尤其涉及一种具有过渡基板的LED器件。

背景技术

随着LED封装向薄型化及低成本化方向发展，板上芯片（COB）封装技术逐步兴起。LED COB器件的生产成本，亮度，可靠性均是衡量LED COB器件质量的重要指标。因此，人们也一直致力于提高LED COB器件的可靠性，降低生产成本的研究。

为了提高LED COB器件的亮度和可靠性，降低生产成本，现有的技术主要有：

一、正装LED芯片金属基板的COB器件：为了提高COB器件的亮度，且散热效果好，通常将多个LED芯片正装在金属基板上，采用金线实现LED芯片与外界电源之间的电性连接。然而，使用金线的器件在严寒地区的可靠性差，因此无法在严寒地区使用。

二、倒装LED芯片金属基板的COB器件：为了解决COB器件在严寒地区的可靠性问题，人们想到使用倒装结构不采用金线实现电连接。但是由于金属基板材料的膨胀系数远远大于芯片材料（通常为GaN材料）的膨胀系数，封装时的温度变化容易造成芯片有源层因应力拉扯而产生的裂纹、漏电、短路等缺陷，故倒装芯片难以用于金属基板倒装封装的COB器件上。

三、倒装LED芯片陶瓷基板的COB器件：为了解决上述LED芯片封装时产生的问题，人们又提出了将倒装LED芯片封装在陶瓷基板上。然而，一方面，陶瓷基板的成本远远高于金属基板，另一方面，由于陶瓷基板本身比较脆，尤其是大面积封装的或条形封装的COB器件，因此，倒装LED芯片陶瓷基板的COB器件也受到限制，不能生产任意形状及大小的器件。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于，提供一种带过渡基板的LED器件，该LED器件可靠性高，生产成本低，其形状及大小不受限制。

为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种具有过渡基板的LED器件，包括至少一个LED单元、金属基板以及封装胶体。所述LED单元包括一个LED芯片与一个过渡基板，该过渡基板的膨胀系数值处于该LED芯片与金属基板的膨胀系数之间，且与LED芯片的膨胀系数的差值为LED芯片的膨胀系数的0到20%；所述LED芯片为倒装芯片，其底部设置有正、负电极；所述过渡基板的上表面设有至少两个相互绝缘的焊接层；所述过渡基板的下表面设有相互绝缘的至少两个贴片引脚，所述至少两焊接层分别与两贴片引脚电连接；该LED芯片的正、负电极分别与过渡基板上的焊接层连接以形成LED单元，该LED单元通过过渡基板的贴片引脚设置在金属基板上；所述封装胶体设置在LED单元周围并包裹该LED单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述封装胶体包裹金属基板上的多个或所有LED单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述过渡基板为陶瓷基板或硅基板。

作为本实用新型的进一步改进，所述两焊接层与所述两贴片引脚之间的过渡基板分别开有两电极孔；所述两电极孔内填充有导电体；所述两贴片引脚通过两电极孔内的导电体与分别两焊接面电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述LED芯片的正、负极与过渡基板的焊接层之间通过一共晶层连接。

进一步，该金属基板的上表面设有相互绝缘的正、负导电层，该过渡基板的贴片引脚分别与该正、负导电层之间通过一锡膏层连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述具有过渡基板的LED器件还包括围坝；所述围坝包围所有金属基板上的LED单元；所述封装胶体填充于所述围坝内，且覆盖并包裹围坝内部所有的LED单元。

相比于现有技术，本实用新型的具有过渡基板的LED器件具有以下优点：

1、芯片可靠性高：本实用新型在低膨胀系数的LED芯片与高膨胀系数的金属基板之间增加一过渡基板，金属基板较大的内应力被过渡基板吸收，阻断了金属基板应力向LED芯片传递的路径，有效防止LED芯片有源层因应力拉扯而产生裂纹，漏电及短路等现象，提高LED芯片的可靠性；同时，该过渡基板的LED芯片的膨胀系数的差值为LED芯片的膨胀系数的0到20%，能使LED芯片与过渡基板的贴合更紧密，降低LED芯片有源层的应力，使LED芯片更可靠。

2、器件可靠性高：封装基板采用金属基板，既可以克服传统陶瓷基板易碎，抗震能力差的缺点，又可以克服传统正装LED芯片采用金线实现电连接，而导致的金线断裂等现象，大大提高了LED器件的可靠性。

3、成本低：本实施例仅LED芯片对应位置需要用到陶瓷基板，陶瓷基板的用量少，故成本低。

4、任意形状及大小：本实施例所述的LED器件所用的基板为金属基板，可以做成任意大小和形状的器件，无需考虑基板断裂现象。

附图说明

图1是本实用新型一种具有过渡基板的LED器件的剖面图结构示意图。

图2是图1所示LED单元设置在金属基板上的剖面结构示意图。

下面参见附图及具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

请同时参阅图1和图2，其中，图1是本实用新型一种具有过渡基板的LED器件的剖面图结构示意图，图2是图1所示的LED单元设置在金属基板上的剖面结构示意图。

如图1所示，本实用新型的具有过渡基板的LED COB器件包括：至少一个LED单元1、金属基板2、围坝3以及封装胶体（图未示）。所述LED单元1焊接在所述金属基板2上并与其电连接。所述围坝3设在所述金属基板2的边缘上，并包围金属基板上的所有LED单元1，形成封装用的包围区4。所述封装胶体填充于所述包围区4并覆盖密封其内部的所有LED单元1。

具体地，如图2所示，所述LED单元1包括一LED芯片11和一过渡基板12。该LED芯片为倒装芯片，其正、负电极位于芯片的同一侧。所述过渡基板12的膨胀系数处于该LED芯片11与金属基板2的膨胀系数之间且与LED芯片的膨胀系数且与LED芯片的膨胀系数的差值为LED芯片的膨胀系数的0到20%，可以是陶瓷基板或硅基板，在本实施例中优选为陶瓷基板。该过渡基板12的两侧设有贯穿其上下表面的两电极孔122，该电极孔122内填充有导电体。在该过渡基板12的上表面设有互相绝缘的两焊接层121，所述焊接层121形状与LED芯片11的正、负电极匹配；该两焊接层分别覆盖两电极孔122。在该过渡基板12的下表面设有两贴片引脚123，该两贴面引脚123分别覆盖两电极孔122。该焊接层121和贴片引脚123通过电极孔122内填充的导电体电连接。该LED芯片11倒装焊接在该过渡基板12上，且该LED芯片11的正、负电极分别与过渡基板12上表面的两焊接层121对应焊接。所述LED芯片11的正、负电极与所述焊接层121之间通过共晶层111实现焊接，其中，该共晶层111为共晶材料，优选为金锡合金。

所述金属基板2的上表面设有LED芯片安装区。所述LED芯片安装区设有至少一对互相绝缘的正、负导电层。所述过渡基板12的贴片引脚123通过锡膏21焊接在该金属基板2的正、负导电层上。从而，该LED芯片11通过过渡基板12设置在金属基板2上，且LED芯片11的正、负电极依序通过过渡基板12上的焊接层121、导电体122和贴片引脚123分别与金属基板2上的正、负导电层实现电连接。

所述围坝3位于金属基板2的边缘区域且包围该金属基板2上的所有LED单元1，形成一个封闭的包围区4。该包围区4内可以设有单个LED单元1，也可以设置多个LED单元1。在本实施例中，包围区内设有多个LED单元1。所述封装胶体填充在围坝包围区，并覆盖所有LED芯片11与过渡基板12。

另外，由于LED芯片11的正、负电极之间的间距很小，故要求过渡基板12上表面的焊接层的表面精度高，其表面粗糙度参数应Rz小于3微米。

相比于现有技术，本实用新型的具有过渡基板的LED COB器件具有以下优点：

1、芯片可靠性高：本实用新型在低膨胀系数的LED芯片与高膨胀系数的金属基板之间增加一过渡陶瓷基板，金属基板较大的内应力被陶瓷基板吸收，阻断了金属基板应力向LED芯片传递的路径，有效防止LED芯片有源层因应力拉扯而产生裂纹，漏电及短路等现象，提高LED器件的可靠性；同时，该过渡基板的LED芯片的膨胀系数的差值为LED芯片的膨胀系数的0到20%，能使LED芯片与过渡基板的贴合更紧密，降低LED芯片有源层的应力，使LED芯片更可靠。

4、任意形状及大小：本实施例所述的LED COB器件所用的基板为金属基板，可以做成任意大小和形状的器件，无需考虑基板断裂现象。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种具有过渡基板的LED器件，包括至少一个LED单元、金属基板以及封装胶体，其特征在于：所述LED单元包括一个LED芯片与一个过渡基板，该过渡基板的膨胀系数值处于该LED芯片与金属基板的膨胀系数之间，且与LED芯片的膨胀系数的差值为LED芯片的膨胀系数的0到20%；所述LED芯片为倒装芯片，其底部设置有正、负电极；所述过渡基板的上表面设有至少两个相互绝缘的焊接层；所述过渡基板的下表面设有相互绝缘的至少两个贴片引脚，所述至少两焊接层分别与两贴片引脚电连接；该LED芯片的正、负电极分别与过渡基板上的焊接层连接以形成LED单元，该LED单元通过过渡基板的贴片引脚设置在金属基板上；所述封装胶体覆盖并包裹该LED单元。

2.根据权利要求1所述的一种具有过渡基板的LED器件，其特征在于：所述封装胶体覆盖并包裹金属基板上的多个或所有LED单元。

3.根据权利要求1所述的一种具有过渡基板的LED器件，其特征在于：所述过渡基板为陶瓷基板或硅基板。

4.根据权利要求1或2所述的一种具有过渡基板的LED器件，其特征在于：所述焊接层形状与LED芯片的正、负电极匹配，且焊接层其对应的贴片引脚之间的过渡基板分别开有电极孔；所述电极孔内填充有导电体；所述贴片引脚通过电极孔内的导电体与焊接面电连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有过渡基板的LED器件，其特征在于：所述LED芯片的正、负极与过渡基板的焊接层之间通过一共晶层连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有过渡基板的LED器件，其特征在于：该金属基板的上表面设有相互绝缘的正、负导电层，该过渡基板的贴片引脚分别与该正、负导电层之间通过一锡膏层连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种具有过渡基板的LED器件，其特征在于：还包括围坝，所述围坝包围所有金属基板上的LED单元；所述封装胶体填充于所述围坝内，且覆盖并包裹围坝内部所有的LED单元。