光电装置及其基板制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光电技术领域，尤其是一种用于光电器件芯片安装的基板，所述基板包括：金属基底，所述金属基底包括固晶区域以及环绕所述固晶区域的周边区域，所述固晶区域用于固定安装所述光电器件芯片；介电层，所述介电层设置在所述金属基底上并位于所述周边区域内以定义出所述固晶区域；所述金属基底开设有至少一个与所述固晶区域对应的凹槽，且所述凹槽内充填有导热填充物；所述金属基底的单位体积内所述导热填充物填充密度从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐减少。本发明专利技术通过对基板结构的改进使得基板各个区域的导热效率可控可调，达到基板各个区域的温差减少、温度趋于一致的目的。

Optoelectronic devices and their substrates

The present invention relates to the field of photoelectric technology, in particular to a substrate for optoelectronic device chip mounting, the substrate includes a metal substrate, the metal substrate includes a solid crystal region and the surrounding region around the solid crystal region, the solid crystal region for fixing and installing the optoelectronic device chip; dielectric layer the dielectric layer is arranged on the metal substrate and located in the surrounding area to define the solid crystal region; the metal substrate has at least one groove with the solid crystal region corresponding to the groove, and filled with conductive filler; the metal substrate in unit volume of the thermally conductive filler density from the solid crystal region of the center to the edge of the direction gradually reduced. By improving the structure of the substrate, the heat conduction efficiency of each region of the substrate is controllable and adjustable, and the temperature difference of each area of the substrate is reduced and the temperature is consistent.

【技术实现步骤摘要】
光电装置及其基板
本专利技术涉及光电
，尤其是一种光电装置及基板。
技术介绍
目前，LED(Light-EmittingDiode，发光二极管)已广泛应用于日常生活的各个领域，为人们带来美的享受和生活的便利。随着LED产品的应用，人们对光电装置的质量要求也越来越高。其中，LED芯片是集中设置在LED基板上的并形成一发光面，如此LED基板的散热效率的高低、热分布是否均匀是影响光电装置质量的重要因素。散热效率低、散热不均匀将严重影响整个光电装置的可靠性，尤其对于大功率密度(Highpowerdensity)的光电装置而言更为明显。现有的光电装置包括基板，以及安装于所述基板上的多个LED芯片。其中，LED芯片工作时会发热，并随着工作时间增加，发热量也升高。常规功率密度的光电装置整个发光面的温度分布相对较为均匀，其发光面的中心温度和边缘温度差约为7℃；而大功率密度的光电装置内置的LED芯片多、排布密，造成热分布不均。采用测温仪器例如从左到右扫描所述光电装置发光面的温度分布情况，从图1可知，发光面的中心温度远高于边缘温度，两者温差约为22℃；测温过程平行进行了两次，第一次01和第二次02的温度情况相类似。造成上述问题的原因包括：(1)在多颗LED芯片集成的大功率密度光电装置中，发光面安装的芯片较多，LED芯片间距<0.5mm，如此小的空间无法简单地通过调整LED芯片排布方式来扩大间距达到降温目的；(2)LED芯片的节温差异很大。而在热阻测试中所测试的热阻都是平均值，即热阻所计算的节温Tj也是平均值，温度最高的位置的芯片节温将超过热阻所计算的节温Tj，这容易造成温度过高的芯片提早出现失效。(3)现有的介电层的热膨胀系数(CoefficientOfThermalExpansion，CTE)一般为35～45ppm/℃，大于金属基底的CTE(一般为23～24ppm/℃)。由于CTE相对较大的材质产生的应力为压应力、CTE相对较小的材质产生的应力为拉应力，温度高的发光面中心容易发生膨胀变形，使得热量更难往下传导而造成热累积，加剧中心温度升高。但是，这种大功率密度光电装置因单位面积排布的芯片数量较多，很难通过调整芯片填充间距来改善发光面的温度分布。除了在热态的光电参数较差外，也会严重影响到光电装置的品质和可靠性。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术提供一种基板，用于光电器件芯片的安装；所述基板包括：金属基底，所述金属基底包括固晶区域以及环绕所述固晶区域的周边区域，所述固晶区域用于固定安装所述光电器件芯片；介电层，所述介电层设置在所述金属基底上并位于所述周边区域内以定义出所述固晶区域；所述金属基底开设有至少一个与所述固晶区域对应的凹槽，且所述凹槽内充填有导热填充物；所述导热填充物填充于所述金属基底中的单位体积从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐减少。本专利技术还提供光电装置包括多个光电器件芯片、上述基板和设置在所述基板上的第一电极和第二电极，所述多个光电器件芯片固定安装在所述基板的所述金属基底的所述固晶区域内并电连接所述第一电极和所述第二电极，所述第一电极和所述第二电极位于所述金属基底的所述周边区域。本专利技术通过多方面对基板结构进行改进：(1)在基板的固晶区域开设用于填充导热填充物的凹槽，提高固晶区域的导热效果。(2)通过对导热填充物的形状、材质进行灵活调节和设置，使得固晶区域的导热效率有快慢的区别，达到各个区域的温差减少、温度趋于一致的目的；本专利技术导热效果可控可调，节省成本之余能使资源利用最大化。(3)通过对介电层厚度、介电层材质的调整，减少介电层对基板边缘产生的压应力，减少基板中心膨胀形变而加剧热积累的机会。附图说明图1为现有的大功率密度光电装置的发光面热量分布图。图2a为本专利技术第一实施例的基板的俯视结构示意图。图2b为本专利技术第一实施例的基板的剖面结构示意图。图2c为本专利技术第一实施例的光电装置的结构示意图。图3a为本专利技术第二实施例的基板的剖面结构示意图。图3b为本专利技术第二实施例的光电装置的俯视结构示意图。图4a为本专利技术第三实施例的基板的剖面结构示意图。图4b为本专利技术第三实施例的基板的俯视结构示意图。图4c为本专利技术第三实施例另一基板的剖面结构示意图。图4d为本专利技术第三实施例另一基板的俯视结构示意图。图5a为本专利技术第四实施例的基板的剖面结构示意图。图5b为本专利技术第四实施例的另一基板的剖面结构示意图。图6a为本专利技术第五实施例的基板的剖面结构示意图。图6b为本专利技术第五实施例的另一基板的剖面结构示意图。图7为本专利技术第六实施例的基板的剖面结构示意图。图8为本专利技术第七实施例的基板的俯视结构示意图。具体实施方式下面，结合具体实施例详细介绍本专利技术。第一实施例如图2a所示，本实施例提供一种基板200，用于光电器件芯片例如LED芯片(图中未示出)的安装。本实施例的基板具有改进后的散热结构，尤其可适用于大功率密度(HighPowerDensity，功率密度>0.2W/mm2)、大数目的LED芯片的集中安装，利用改进的散热结构使得发光面温度分布均匀、保证LED芯片的可靠性。如图2a、图2b所示，本实施的基板200包括金属基底210、介电层220。金属基底210包括固晶区域221以及环绕所述固晶区域221的周边区域222，所述固晶区域221用于固定安装所述光电器件芯片(图中未示出)。所述介电层220设置在所述金属基底210上并位于所述周边区域内以定义出所述固晶区域221。所述固晶区域221可为圆形、方形、矩形或其他图形。其中，金属基底210的材质可例如为镜面铝，热膨胀系数一般为23-24ppm/℃，金属基底210的厚度可有多种规格，范围可在0.2～1.0mm之间。光电器件芯片可例如通过焊接、粘结、打件等方式一颗一颗排布于与所述固晶区域221对应的金属基底210表面，可根据实际需要在固晶区域221中设置尽可能多的LED芯片。如此，固晶区域221所对应的金属基底210伴随光电器件芯片工作而发生热量累积，而且金属基底210对应在固晶区域221的中心温度达到最高，远离固晶区域221中心的金属基底210部分温度逐渐降低。此时，金属基底210中心产生的压应力最大，容易使得金属基底210中心膨胀变形，加剧热量累积。介电层220的选择对金属基底210的应力释放有重要的影响。通过调节介电层220的材质或材料厚度来协助本实施例的金属基底210的应力平衡。首先，可调整介电层220的材质。本实施采用的介电层220其CTE比金属或陶瓷的CTE低，即本实施例的介电层的CTE比所述金属基底的CTE小、且不大于23ppm/℃。随着介电层CTE减少，产生的拉应力也减少，因此可减少对应于非固晶区域的金属基底210的作用力，有效减缓金属基底热变形的发生。具体地，本实施例的介电层包括主体材料和添加至所述主体材料的填充料，且所述主体材料的热膨胀系数大于所述金属基底的热膨胀系数，可通过引入填充物调整介电层整体CTE的大小。例如，主体材料可例如采用环氧树脂，其CTE为60ppm/℃左右，在环氧树脂中加入填充料后获得本实施例的介电层220的CTE为13ppm/℃(低于玻璃态转化温度Tg)。其次，可调节介电层220的厚度。本实施例的介电层220与金属基底210本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板，用于光电器件芯片的安装；其特征在于，所述基板包括：金属基底，所述金属基底包括固晶区域以及环绕所述固晶区域的周边区域，所述固晶区域用于固定安装所述光电器件芯片；介电层，所述介电层设置在所述金属基底上并位于所述周边区域内以定义出所述固晶区域；所述金属基底开设有至少一个与所述固晶区域对应的凹槽，且所述凹槽内充填有导热填充物；所述金属基底的单位体积内所述导热填充物填充密度从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐减少。

【技术特征摘要】
1.一种基板，用于光电器件芯片的安装；其特征在于，所述基板包括：金属基底，所述金属基底包括固晶区域以及环绕所述固晶区域的周边区域，所述固晶区域用于固定安装所述光电器件芯片；介电层，所述介电层设置在所述金属基底上并位于所述周边区域内以定义出所述固晶区域；所述金属基底开设有至少一个与所述固晶区域对应的凹槽，且所述凹槽内充填有导热填充物；所述金属基底的单位体积内所述导热填充物填充密度从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐减少。2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，至少一个所述凹槽的开槽深度从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐减少，以使所述导热填充物的填充深度从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐减少。3.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，至少一个所述凹槽的槽口面积从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐减少，以使所述导热填充物的导热面积从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐减少。4.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，至少一个所述凹槽的间距从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐增加，以使所述导热填充物的导热面积从所述固晶区域的中心到边缘的方向逐渐减少。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景琼，林宗杰，
申请(专利权)人：开发晶照明厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35