本实用新型专利技术涉及一种热电分离的LED基板及封装体，其中LED基板包括具有固定面的金属基板、覆盖于整个固晶面的石墨烯层和固定于石墨烯层上的至少两焊盘，每一焊盘与石墨烯层之间均通过一绝缘层实现绝缘隔离，以解决现有LED基板横向热传导能力差的问题。
Led substrate and package for thermoelectric separation
【技术实现步骤摘要】
一种热电分离的LED基板及封装体
本技术涉及LED器件领域，具体是涉及一种热电分离的LED基板及封装体。
技术介绍
经过多年的发展，LED照明已经成为一种很成熟的照明技术。LED器件在工作状态下都会产生大量的热，从而使LED器件的温度升高，而高温会缩短LED的寿命，同时降低LED的发光性能。为了避免LED温度过高，在做封装结构设计时必须考虑高效的散热方式。目前大多数的LED封装厂商都采用高导热系数的材料作为基板，如金属铜、铝、陶瓷等，使芯片产生的热量通过基板传导至环境中，其中铜和氮化铝陶瓷的导热系数都超过300W/m·K，是目前可用于LED封装较好的基板材料。现有的LED器件封装是采用固晶胶、共晶等方式将LED芯片固定在基板上，在工作时，LED芯片产生的绝大部分热量只能沿着LED芯片与基板的直接接触的界面纵向传导，未与LED芯片直接接触的基板，起到直接传导热量的作用非常小，因此基板上实际有效传导热量的面积很小，热量主要集中在LED芯片与基板直接接触的界面区域，热量无法及时传导至其它区域，这导致了LED芯片的工作的温度会很高，从而影响LED芯片的寿命和光效。
技术实现思路
本技术旨在提供一种热电分离的LED基板，以解决现有LED基板横向热传导能力差的问题。具体方案如下：一种热电分离的LED基板，其特征在于：包括具有固定面的金属基板、覆盖于整个固晶面的石墨烯层和固定于石墨烯层上的至少两焊盘，每一焊盘与石墨烯层之间均通过一绝缘层实现绝缘隔离。进一步的，所述绝缘层包括电介质材料和胶粘材料，该绝缘层将所述焊盘与所述石墨烯层绝缘隔离并固定在石墨烯层上。进一步的，所述金属基板为铜基板。进一步的，所述焊盘远离固定面的表面上镀有金属键合层。进一步的，所述金属键合层为由镍金材料制得。本技术还提供了一种封装体，包括如上任一所述的LED基板以及通过固晶胶固定于LED基板固晶面上的若干颗正装LED芯片，LED芯片和LED基板上的焊盘之间通过键合线键合实现电导通。本技术提供的热电分离的LED基板与现有技术相比较具有以下优点：本技术提供的LED基板具有超高导热系数的石墨烯层，LED芯片产生的热量首先传导至石墨烯层，石墨烯层可将热量快速的横向传导，将热量横向分散至基板表面，然后再通过石墨烯层与铜金属基板之间的界面纵向传导至整个金属基板，每一LED芯片的热量传输面积都扩大了2～3倍，导热速率更快。而且，本实施例中的LED基板采用了热电分离的设计，电流通过基板外的键合线和焊盘导通，石墨烯层只负责传热，没有电流通过，因此石墨烯材料可以铺设在整块基板的表面，不必按电路走线被分割成小块，因此横向热量传导不会被阻隔，充分利用了石墨烯横向导热功能，而且在铜基板上无需覆盖导热率极低的绝缘层，热量通过石墨烯层可直接到达铜基板，热传递效率更高，可以大大提高LED芯片工作时的散热，从而降低LED芯片的温度，以实现延长LED芯片的寿命和提高光效的目的。附图说明图1示出了LED基板的俯视图。图2示出了LED基板的剖视图。图3示出了LED基板上固晶有LED芯片的俯视图。图4示出了LED基板上固晶有LED芯片的剖视图。图5示出了具有石墨烯层和不具有石墨烯层的基板上的LED芯片的结温测试对比结果图。图6示出了焊盘和基板直接贴合的示意图。具体实施方式为进一步说明各实施例，本技术提供有附图。这些附图为本技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。实施例1如图1和图2所示的，本实施例提供了一种热电分离的LED基板，该LED基板包括了一金属基板、结合于金属基板表面上的一石墨烯层2和设置于石墨烯层2上的至少两焊盘3，每一焊盘3与石墨烯层2之间通过一绝缘层4实现绝缘隔离。具体的，金属基板用于散热，并对整体封装结构提供支撑作用，其具有相对的正面和背面，本实施例中以正面作为固晶面。其中，金属基板优选具有高导热系数的铜基板1，以使该金属基板具备更好的散热性能。本实施例中也均以金属基板为铜基板1为例来进行说明。石墨烯层2可通过化学气相沉积(CVD)法在铜基板1表面生长而制得，并将铜基板1的整个固晶面都覆盖住。焊盘3由金属薄片制成，本实施例中的焊盘由铜箔制成，其表面还镀有金属键合层5，以使该焊盘3与LED芯片之间可通过键合线实现键合导通。金属键合层5优选为镍金材料，使其与键合线之间实现良好的键合。绝缘层4包含了电介质材料和胶粘材料，可以将焊盘3固定在石墨烯层2表面，并使焊盘3与石墨烯层2之间绝缘。其中电介质材料可以是诸如二氧化硅颗粒等绝缘材料，胶粘材料可以是诸如环氧树脂的粘结剂。为了便于描述将焊盘3覆盖的区域定义为焊盘区域，其他区域定义为固晶区域。参考图3和图4，图3和图4是LED基板在封装LED芯片后的示意图。具体的，LED芯片6为正装芯片，其通过固晶胶7固定在固晶区域上，各LED芯片6之间以及LED芯片6和焊盘3之间通过金属键合线8实现电连接。在LED芯片6通电工作时，LED芯片6产生的热量会通过固晶胶传导至金属基板，金属基板再将热量散发至环境当中。由于本实施例中的金属基板的表面上具有超高导热系数的石墨烯层2(石墨烯的横向导热系数约为5300W/m·K)，LED芯片产生的热量首先传导至石墨烯层2，石墨烯层2可将热量快速的横向传导，将热量横向分散至基板表面，然后再通过石墨烯层2与铜金属基板之间的界面纵向传导至整个金属基板，每一LED芯片的热量传输面积扩大了2～3倍，导热速率更快。而且，本实施例中的LED基板采用了热电分离的设计，电流通过基板外的键合线8和焊盘3导通，虽然石墨烯层2不是绝缘体，但石墨烯层2只负责传热，没有电流通过，因此石墨烯材料可以铺设在整块基板的表面，不必按电路走线被分割成小块，因此横向热量传导不会被阻隔，充分利用了石墨烯横向导热功能。也是因为热电分离的设计，在铜基板1(除焊盘之外的区域)不需覆盖导热率极低的绝缘层4，热量通过石墨烯层2可直接到达铜基板1，热传递效率更高。参考图5，图5为实际样品结温测试对比结果。其中一组样品是串联设置的多颗LED芯片固晶在本实施例提供的LED基板上，另一组样品是串联设置的多颗LED芯片固晶在铜基板1上，该铜基板1与本实施例提供的LED基板的区别仅在于其表面上没有覆盖石墨烯层2。两组样品中的LED芯片均为同规格同批次产品，工作电流均为90mA，Tc温度均为85℃，然后通过仪器来测量两组样品中各LED芯片稳定工作后的结温。从图5中可看出，有石墨烯层2的样品的结温比无石墨烯层2的样品的结温低了约9℃，结温降低后可有效延长本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热电分离的LED基板，其特征在于：包括具有固定面的金属基板、覆盖于整个固晶面的石墨烯层和固定于石墨烯层上的至少两焊盘，每一焊盘与石墨烯层之间均通过一绝缘层实现绝缘隔离。/n
【技术特征摘要】
1.一种热电分离的LED基板，其特征在于：包括具有固定面的金属基板、覆盖于整个固晶面的石墨烯层和固定于石墨烯层上的至少两焊盘，每一焊盘与石墨烯层之间均通过一绝缘层实现绝缘隔离。
2.根据权利要求1所述的LED基板，其特征在于：所述绝缘层包括电介质材料和胶粘材料，该绝缘层将所述焊盘与所述石墨烯层绝缘隔离并固定在石墨烯层上。
3.根据权利要求1所述的LED基板，其特征在于：所述金属基板为铜基板...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚勇，杨恩茂，
申请(专利权)人：福建省信达光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35
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