高散热发光二极管制造技术

本实用新型专利技术是关于一种高散热发光二极管，该发光二极管包含一基板及一磊晶结构，该磊晶结构设置于该基板，该基板的厚度是小于３０μｍ。从固体热传导公式可知，固体厚度越薄，固体的散热效果越好。所以本实用新型专利技术的该发光二极管的该基板的厚度小于３０μｍ，有效提升该发光二极管的散热效果。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是关于一种发光二极管，尤指一种具良好散热效果的发光二极管。
技术介绍
由于发光二极管(LED)技术的突飞猛进，加上相关周边集成电路控制组件及散热 技术的日渐成熟，使得LED的应用日渐多元化。从早期低功率的电源指示灯及手机按键光 源，进展至耗电低、寿命长、演色度高的LED背光模块与一般照明产品。随着应用范围的日 益广泛，LED产品对发光效率的需求也随着提升，由2006年的每瓦产生50流明提高到2008 年的100流明(白炽灯泡发光效率每瓦约8 10流明，日光灯则每瓦约80流明)。发光二极管除了由于耗电低、不含汞、寿命长、二氧化碳排放量低等优势吸引国 内、外厂商的目光外，全球各国政府禁用汞的环保政策(如欧盟的WEEE与RoHS指令)，也驱 使各厂商加紧投入白光发光二极管的研发与应用。在全球环保风潮方兴未艾之际，被喻为 绿色光源的LED可符合全球的主流趋势。然而目前高功率发光二极管的输入功率仅有20%会转换成光，其余80%则转变 成为热。若这些热未能及时排出至外界，会使轻薄短小的LED(高功率晶粒尺寸约为1厘米 见方)晶粒界面温度过高，而降低发光效率及寿命。随着LED晶粒亮度的提升，单颗发光二极管的功耗瓦数也从数十微瓦提高至1瓦、 3瓦，甚至5瓦以上。为了避免这些热量累积，必须把热快速传到外界，因此LED封装模块的 热阻抗势必得由早期的每瓦250°C至350°C，大幅降低至现在的小于每瓦5°C。热阻抗的定义是，某物质在一瓦的热量下两侧所能维持的温度差。以功率60微 瓦，热阻抗每瓦250°C的材料封装LED为例，晶粒界面温度可估算为250°C /瓦X0. 060瓦 +室温(25°C ) = 40°C。若把功率提高为0. 5瓦，其晶粒界面温度将高达摄氏150度，发光 二极管组件会严重受损。由于高功率技术的发展，使得LED面临到日益严苛的热管理挑战，温度升高时不 仅会造成亮度下降，且超过摄氏100度时会加速本体及封装材料的劣化。因此LED组件本 身的散热技术必须进一步改善，以满足高功率发光二极管的散热需求。热的传递可分为热传导、对流及辐射3种方式。热传导是指在固体介质中，热流由 高温处传递至低温处的现象。不同的介质有不同的传热效果，一般来说，金属与陶瓷材料具 有较佳的导热能力。此外，物体的截面积大，也有助于热的传导。对流是物体在流体介质中，热量被较冷的流体带走而达到热传递的行为。高温物 体静置在空气中、冷却水内或以风扇降温，都属于热对流的传递。较低的流体温度、较高的 流体流速及较大的接触面积，都有助于热对流的效果。基本上，增加散热面积、使用较佳热 传导的材料及搭配风扇，都是目前解决发光二极管散热问题常用的方法。早期的炮弹型LED的热源，除了小部分经由热传导不佳的树酯往大气散出外，其 余的仅能透过细小的导线朝基板散发，其封装热阻抗较大(约250 350°C /瓦)，因此仅 能适用于小功率发光二极管的封装。平板型LED由于与基板贴合在一起而增加散热面积，除了往大气方向散热之外，也可经由基板方向加速散热而大幅降低热阻抗，因此是目前大 功率LED所采用的主要封装形式。平板型发光二极管封装也可结合散热片或更大面积的鳍 片来增加散热面积，进一步降低LED晶粒界面温度。有鉴于上述问题，本技术提供一种具良好散热效果的发光二极管，藉由研磨 基板，使基板厚度变薄，以增加该发光组件的散热效果，并有效改善传统发光二极管的散热 问题。
技术实现思路
本技术的主要目的，在于提供一种高散热发光二极管，使该发光二极管的一 基板的厚度小于30 μ m，以提升该发光二极管的散热效果。为实现本技术的目的及解决其技术问题是通过以下技术方案来实现的。一种高散热发光二极管，是包含一基板；以及一磊晶结构，设于该基板之上；其中该基板的厚度是小于30 μ m。本技术中，更包含一散热基板，设于该基板之上，相对于该磊晶结构。本技术中，其中该散热基板的材质是选自金属、钻石、奈米碳管、氮化铝、硅及 碳化硅中之一。本技术中，更包含一反射层，设于该基板之上。本技术中，更包含一散热基板，设于该反射层之上。本技术中，其中该散热基板的材质是选自金属、钻石、奈米碳管、氮化铝、硅及 碳化硅中之一。本技术中，更包含—黏着层，设于该反射层与该散热基板之间。本技术中，其中该基板为非导电基板。本技术中，其中该基板为蓝宝石基板。本技术中，其中该磊晶结构为氮化镓是半导体磊晶结构。本技术中，其中该磊晶结构包含一第一半导体层，设于该基板之上；一发光层，设于该第一半导体层之上；以及一第二半导体层，设于该发光层之上。本技术中，其中该第一半导体层为P型，该第二半导体层为N型。本技术中，其中该第一半导体层为N型，该第二半导体层为P型。本技术中，其中该第一半导体层的材料是选自氮化铝、氮化镓、氮化铝镓、氮 化铟镓、氮化铝铟镓及其它由氮与铝、铟、镓三种元素中至少一种元素所组成的化合物中之本技术中，其中该第二半导体层的材料是选自氮化铝、氮化镓、氮化铝镓、氮 化铟镓、氮化铝铟镓及其它由氮与铝、铟、镓三种元素中至少一种元素所组成的化合物中之ο本技术中，其中该发光层为多量子井结构。所以本技术的该发光二极管的该基板厚度小于30 μ m，有效提升该发光二极 管的散热效果。然而依照目前发光二极管的发展，尚未发现该发光二极管的该基板厚度可 小于30 μ m，而本技术提供一种研磨方式研磨该发光二极管的该基板，使该发光二极管 的该基板厚度小于30 μ m，以提升该发光二极管的散热效果。然而可于该基板下方设置该散热基板，更提升该发光二极管的散热效果。或者更 于该基板下方设置该反射层，以提升该发光二极管的发光效率。附图说明图1是本技术的一较佳实施例的结构示意图；图2A及图2B是本技术的一较佳实施例的流程示意图；图3是本技术的另一较佳实施例的结构示意图；图4是本技术的另一较佳实施例的结构示意图；以及图5是本技术的另一较佳实施例的结构示意图。图号简单说明1发光二极管12磊晶结构123发光层14黏着层16暂时基板18散热基板21 腊层具体实施方式为使对本技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较 佳的实施例及配合详细的说明，说明如下请参阅图1，是本技术的一较佳实施例的结构示意图。如图所示，本实施例提 供一种高散热发光二极管1，该发光二极管1是包含一基板10及一磊晶结构12，该磊晶结 构12设于该基板10，该基板10的厚度是小于30 μ m。该基板10为非导电基板，而本实施 的该发光二极管1使用蓝宝石基板。该磊晶结构12为氮化镓是半导体磊晶结构。本实施 例所提供的该发光二极管1的该基板10的厚度小于30 μ m,从固体热传导公式(公式一) 可知，显示固体厚度越薄的散热效果越好。AQ = KXAX ΔΤΧ Δ t/h.....................(公式一)其中AQ为传导的总热能，K为固体材质的热传导系数，A为接触面积，ΔΤ为固体 两侧的温度差，At为传热时间，h为固体厚度。所以本实施例的该基板10厚度小于30 μ m， 表示本实施例的该发光二极管1的散热效果越好。而且目前尚未发现该发光二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高散热发光二极管，其特征在于，是包含：一基板；以及一磊晶结构，设于该基板之上；其中该基板的厚度是小于３０μｍ。

【技术特征摘要】
一种高散热发光二极管，其特征在于，是包含一基板；以及一磊晶结构，设于该基板之上；其中该基板的厚度是小于30μm。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，更包含 一散热基板，设于该基板之上，相对于该磊晶结构。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，其中该散热基板的材质是选自金 属、钻石、奈米碳管、氮化铝、硅及碳化硅中之一。4.根据权利要求1所述的高散热发光二极管，其特征在于，更包含 一反射层，设于该基板之上。5.根据权利要求4所述的高散热发光二极管，其特征在于，更包含 一散热基板，设于该反射层之上。6.根据权利要求5所述的高散热发光二极管，其特征在于，其中该散热基板的材质是 选自金属、钻石、奈米碳管、氮化铝、硅及碳化硅中之一。7.根据权利要求5所述的高散热发光二极管，其特征在于，更包含 一黏着层，设于该反射层与该散热基板之间。8.根据权利要求1所述的高散热发光二极管，其特征在于，其中该基板为非导电基板。9.根据权利要求8所述的高散热发光二极管，其特征在于，其中该基板为蓝宝石基板。10.根据权利要求1所述的高散热发光二...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕升峰，黄国瑞，
申请(专利权)人：鼎元光电科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]