本发明专利技术公开一种以碳化硅陶瓷为散热器一体封装的LED光源器件及其制备方法，本发明专利技术的LED光源器件包括LED芯片、散热器、塑封部，所述散热器由碳化硅陶瓷制成，所述LED芯片由所述塑封部封装在所述散热器上。本发明专利技术采用芯片+散热器一体封装与灯具外形垂直整合技术，自成一体，不仅简化了封装工艺，改变了封装结构，而且将导热、散热一体化，减少了热传导中间环节，提高了产品质量的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种以碳化硅陶瓷为散热器一体封装的LED光源器件及其制备方法，本专利技术的LED光源器件包括LED芯片、散热器、塑封部，所述散热器由碳化硅陶瓷制成，所述LED芯片由所述塑封部封装在所述散热器上。本专利技术采用芯片+散热器一体封装与灯具外形垂直整合技术，自成一体，不仅简化了封装工艺，改变了封装结构，而且将导热、散热一体化，减少了热传导中间环节，提高了产品质量的可靠性。【专利说明】一种以碳化硅陶瓷为散热器一体封装的LED光源器件及其 制备方法
本专利技术属LED照明光源领域，具体涉及一种以碳化硅陶瓷为散热器一体封装的 LED光源器件及其制备方法。
技术介绍
近年来，在全球节能减排的倡导和各国政府相关政策支持下，LED照明得到快速的 发展。目前，作为全球最受瞩目的新一代光源，因其具有寿命长、体积小、节能、高亮、低热、 响应速度快、抗震、无污染、可回收再利用等优点，被称为是21世纪最有发展前景的"绿色 照明光源"。LED大规模应用于普通照明是一个必然的趋势。作为LED产业链中承上启下的 LED封装，在整个产业链中起着关键的作用。对于封装而言，其关键技术归根结底在于如何 在有限的成本范围内尽可能多的提取LED芯片发出的光，同时降低封装热阻，提高可靠性。 在封装过程中，封装结构和封装方式占主要影响因素。随着LED高光效化、功率化、高可靠 性和低成本的不断发展，对封装的要求也越来越高，一方面LED封装在兼顾发光角度、光色 均匀性等方面时必须满足具有足够高的取光效率和光通量；另一方面，同时也是最重要的 是，封装必须满足芯片的散热要求，进而提升LED寿命。因此，芯片、荧光粉、散热器等封装 材料以及相应的封装结构、封装方式及待发展创新，以提高LED的散热能力和出光效率。 国内LED行业技术水平：目前，LED封装形式多种多样，但整体沿用半导体封装 工艺技术，以适应不同的应用场合、不同的外形尺寸、不同的散热方案和发光效果。主 要的封装形式包括：直插式封装（LAMP-LED)、表面帖装封装（SMD-LED)、功率型封装 (High-Power-LED)、板上芯片封装（C0B-LED)等类型。而C0B封装结构是目前国内外产业界 趋于认同的LED通用照明产业主流方案。以上封装结构形式无论那种，都或多或少存在着 芯片整合亮度、色温调和与系统整合的技术问题，同时还存在热界面过多、热阻较大、可靠 性不高、容易出现光衰和死灯问题。就当前和未来的市场需求来看，背光和照明将成为最为 主要应用。就LED器件的品质来看，对LED可靠性、光效、寿命等的要求越来越高，小规模、 低水平的封装已经不能满足应用领域对LED的品质需求。为此，全世界LED通用照明产业 界都在努力寻求高散热封装结构的生产方案。 LED封装现状及不足；一般来说，封装的功能在于提供芯片足够的保护，防止芯片 在空气中长期暴露或机械损伤而失效，以提高芯片的稳定性。对于LED封装，不仅要有良好 的光取出效率，而且还要有良好的散热性。散热问题已成为影响LED寿命、光效、光衰等技 术参数的重要因素。目前用来散热的材料主要有铝、工程导热塑胶、陶瓷等。以铝基板作为 C0B封装材料，由于其封装结构热阻较大，可靠性不高，容易出现光衰和死灯现象，而利用工 程塑胶实现散热是最近才兴起的一种方式，但其热导率低，且成本目前还相对较高，至于氧 化铝陶瓷基板，虽然热阻很低，是C0B封装的理想材料之一，但由于加工不易，成本高，仅有 部分光源晶片的载体采用到。LED在实际应用中，人们为了把LED结温降下来，在设计LED 灯具时，不管是按传统SMD封装还是按COB金属基板封装的光源，最后都必需配上专用散热 器，目的是将热能先从金属基板导至散热器（铝散热鳍片、散热外壳等）再通过散热器扩散 到空气中，因此造成LED灯具固体交界面过多，产生很大的接触热阻，严重影响了 LED灯具 散热效果。除了上述问题外，LED灯具存在标准化问题，所有封装厂商与照明成品工厂的标 准无法对接。为了解决大功率LED封装散热问题，就必须在封装设计过程中，尽可能采用 工艺较少的封装形式，同时简化封装结构，尽可能减少热学和光学界面，以降低封装热阻， 提高出光效率，延长芯片的使用寿命。
技术实现思路
在综合分析散热结构、散热材料和封装形式对散热性能影响的基础上，本专利技术研 发了一种新的封装技术，即COR (Chip on the radiator) -体封装结构。该C0R -体封装 结构形式，采用芯片+散热器一体封装与灯具外形垂直整合技术，自成一体。不仅简化了封 装工艺，改变了封装结构，而且将导热、散热一体化，减少了热传导中间环节，提升了运行效 率，降低生产成本，提高了产品质量的可靠性。不仅产品环保，而且生产过程也干净，噪音 低，无污染，其生产的LED球泡，筒灯，射灯，以及大、中型工矿灯等产品，广泛适用于室内外 等公共照明。 COR (Chip on the radiator)中文含义解释：散热器上的芯片。将LED裸芯片直 接黏贴在散热器件上（一体封装）的集成面光源技术。该技术剔除了支架概念和基板概 念，无电镀、无回流焊、无贴片工序，不仅省去了支架和金属基板，而且省去了为加工金属材 料封装基板绝缘层的复杂制作工艺。因此，工序减少三分之一，成本节约三分之一，热阻也 减少三分之一，散热效率提高三分之一。 C0R具体结构形式，是将η颗LED裸芯片直接黏贴在散热器件上，并将导线/焊线 直接焊接在（FPC)柔性线路板上，再透过封胶的技术，有效的将封装步骤转移到散热器件 上，而直接形成一种新型LED光源器件，使导热、散热一体化。与金属材料封装的C0B结构 相比，不仅省去了金属材料制作的基板，使传热通道上的热阻减少30 %，而且省去了为加工 金属材料封装基板绝缘层的复杂制作工艺，生产成本下降了 30%，可靠性提升一倍。就整 个灯具来说减少了大量的具有强烈化学污染的PCB制程。 作为制备散热器件的材料，除具备基本的高导热和布置电路功能外，还要求具有 一定的绝缘、耐热、相匹配的膨胀系数。而碳化硅陶瓷材料，不仅具备高散热效率、耐热电、 膨胀系数匹配等性能外，同时还有望在封装器件的光学性能上有所突破，实现点、面结合的 高光通量LED封装。本专利技术采用碳化硅陶瓷制成散热器，充分利用了碳化硅陶瓷材料的优 点。 碳化硅陶瓷散热材料其主要成分是以碳化硅为主体并辅以纳米氮化硅镁、纳米氮 化铝、高球形度氧化铝等多种或其中一到两种超高导热填料的组合而成。根据每种材料的 粒径、形态，掺杂分数，使用粒径不同的粒子，最大限度充填各粒径之间缝隙，使体系中的导 热路径网络得以形成。 进一步的，本专利技术的以碳化硅陶瓷制成的散热器中，内部设有导热孔，增加了对流 介质空气的对流通道，有利于热量的散发； 进一步的，本专利技术的以碳化硅陶瓷制成的散热器低端设有空腔，加大了与对流介 质空气的接触面，形成冷热空气交换室，使热能在对流介质空气中快速交换流动，加速了热 量的扩散。 COR-体封装结构形式，是在对COB封装结构的深度研究后形成的新技术。该技术 采用了以碳化硅陶瓷材料制备的散热器作为LED芯片直接承载体。并通过独立自本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以碳化硅陶瓷为散热器一体封装的LED光源器件，其特征在于,包括LED芯片、散热器、塑封部，所述散热器由碳化硅陶瓷制成，所述LED芯片由所述塑封部封装在所述散热器上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：柳钊，彭成家，
申请(专利权)人：柳钊，彭成家，
类型：发明
国别省市：湖南;43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。