低成本大功率发光二极管封装结构制造技术

一种低成本大功率发光二极管封装结构，主要包括发光芯片、引线、散热基板和封装胶层。所述散热基板由金属铝及其阳极氧化生成的氧化铝层组成，氧化铝层上设有芯片区和电路，芯片区和电路表面镀有一层金膜。本实用新型专利技术的优点是采用铝阳极氧化制作的散热基板，具有成本低、强度高、热导率高的特点，将芯片区直接设置在氧化铝层上解决了绝缘和供电问题，散热基板下表面直接制成翅片等结构，减少封装热界面数，降低封装热阻。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体器件，特别涉及一种低成本大功率发光二极 管封装结构。技术背景对于大功率发光二极管(LED)而言，其故障的原因主要包括电流过载， 温度过高(过热)及封装失效等造成。由于输入电能只有10%—20°%转化为 光，其余全部转化为热，因此，芯片散热是LED封装必须首要解决的问题。 由于散热不良导致的pn结温度升高，将严重影响到发光效率、波长、光强 和使用寿命。好的散热系统，可以在同等输入功率下得到较低的工作温度， 延长LED的使用寿命，或在同样的温度限制范围内，增加输入功率或芯片 密度，从而增加LED灯的亮度。对于大功率LED器件封装，热阻主要包括材料(散热基板和热沉结构) 内部热阻和界面热阻。散热基板的作用就是吸收芯片产生的热量，并传导到 热沉上，实现与外界的热交换。有研究表明，封装界面对LED热阻影响也 很大。对于现有的LED封装，从芯片到外界环境一般存在2个以上的热界 面(芯片一散热基板，散热基板一热沉)。由于常用的LED封装热界面材 料(TIM)热导率较低(0.5-2.5W/m.K)，致使界面热阻很高，难以满足大功 率LED封装散热要求。目前最常用的散热基板材料为金属核电路板 (MCPCB)，由于其中间绝缘层热导率较低(0.2-3.0W/mK)，使整个基板 的热阻较大。此外，金属(如铝，铜)、陶瓷(如Al2(D3， A1N， SiC)和复 合材料(如AlSiC， LTCC一M， DBC)等也可用在LED封装基板。但金属 基板存在绝缘和供电的难题，而陶瓷和复合材料基板则成本高，加工困难。
技术实现思路
本技术目的就是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种低成本大功率发光二极管封装结构。本技术主要包括发光芯片、引线、散热基板 和封装胶层，其特征在于所述散热基板由金属铝及其阳极氧化生成的氧化铝 层组成，氧化铝层上设有经光刻镀膜工艺或丝网印刷工艺制作的芯片区和电 路，芯片区和电路表面镀有一层金膜。发光芯片通过固晶工艺安装在芯片区， 并通过引线连接到电路上。本技术的优点是采用金属铝阳极氧化制作的散热基板，具有成本 低、强度高、热导率高(大于20W/mK)等特点，可满足大功率LED封装要求。 其次，由于芯片区直接设置在氧化铝层上，解决了 LED封装过程中的芯片 绝缘和供电问题。此外，散热基板下表面可直接制成翅片等结构，减少了封 装热界面数，降低了封装热阻。附图说明图l本技术的散热基板结构图； 图2a本技术的实施例1散热基板制备流程图 图2b本技术的实施例1散热基板制备流程图 图2c本技术的实施例1散热基板制备流程图 图2d本技术的实施例1散热基板制备流程图；图3本技术实施例l的结构示意图；图4a本技术的实施例2散热基板制备流程图；图4b本技术的实施例2散热基板制备流程图；图4c本技术的实施例2散热基板制备流程图；图4d本技术的实施例2散热基板制备流程图；图5本技术实施例2的结构示意图。ll金属铝片、12氧化铝层、13芯片区和电路、21金属铝片、22氧化铝层、 23芯片区和电路、24金膜、31散热基板、32芯片区和电路、33固晶层、34 发光芯片、35金线、36封装胶层、41带翅片结构的金属铝片、42氧化铝层、 43芯片区和电路、44金膜、51带翅片的散热基板、52芯片区和电路、53 固晶层、54发光芯片、55金线、56封装胶层。具体实施方式以下结合附图进一步说明本技术的实施例-实施例1铝散热基板11的表面设有一层通过金属铝阳极氧化工艺生成的氧化铝 层12，金属铝阳极氧化工艺的流程参见图2a、图2b，具体工艺为1) 选取表面平整光滑的金属铝片21，依次用苯、酒精、NaOH溶液和 HN03溶液清洗去油、抛光后，置于水中备用。2) 以铝片21为阳极，铅或不锈钢材料为阴极，15X的H2S04溶液为电 解液，进行铝片的阳极氧化。氧化铝层22的厚度由氧化时间、电极液浓度、 电流大小灯因素决定， 一般控制为10-50um。氧化铝层22上设有芯片区和电路23，采用光刻、腐蚀等技术，在氧化 铝层22上定义出电极区和电路结构，通过金属沉积(蒸发、溅射或化学镀 等)工艺，得到LED封装所需的芯片区和电路23。参见图2c。芯片区和电路23表面镀有一层金膜，采用化学镀，在芯片区和电路结 构23上制备一层金膜24。参见图2d。发光芯片34通过固晶层33粘结在散热基板31的芯片区32上，发光芯 片通过引线即金线35连接到电路32上，芯片区和电路32上表面设有封装 胶层36。实施方式中，阳极氧化后的散热基板还可以通过无机化合物(或有机染 料)着色，制备出所需颜色的散热基板。实施例2实施例2与实施例1相同，所不同的是将金属铝片21改为带翅片结构的金属铝片41，制成后为带热沉的散热基板。金属铝阳极氧化工艺的流程与实施例1相同，参见图4a、图4b。采用焊膏和丝网印刷技术，在氧化铝层42上定义出芯片区和电路43，参见图4c。经过回流工艺后，得到LED封装所需的芯片区和电路43，通过化学镀工艺，在芯片区和电路结构43上制备一层金膜44。参见图4d。发光芯片54通过固晶层53安装在带翅片的散热基板51的芯片区52， 发光芯片通过金线55连接到电路52上，芯片区和电路52的上表面设有封 装胶层56，参见图5。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本大功率发光二极管封装结构，主要包括：发光芯片、引线、散热基板和封装胶层，其特征在于所述散热基板由金属铝及其阳极氧化生成的氧化铝层组成，氧化铝层上设有经光刻镀膜工艺或丝网印刷工艺制作的芯片区和电路，芯片区和电路表面镀有一层金膜，发光芯片通过固晶工艺安装在芯片区，并通过引线连接到电极上。

【技术特征摘要】
1.一种低成本大功率发光二极管封装结构，主要包括发光芯片、引线、散热基板和封装胶层，其特征在于所述散热基板由金属铝及其阳极氧化生成的氧化铝层组成，氧化铝层上设有经光刻镀膜工艺或丝网印刷工艺制作的芯片区和电路，芯片区和电路表面镀有一层金膜，发光芯片通过固晶工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，陈明祥，罗小兵，刘宗源，王恺，甘志银，
申请(专利权)人：广东昭信光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]