发光二极管的封装结构制造技术

技术编号:7095984 阅读:138 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种发光二极管的封装结构,包括一导热基板、设置于导热基板上的一晶粒、及将晶粒封装于导热基板上的封装体,该晶粒与导热基板之间设有一金属共晶层,该金属共晶层由镀设在晶粒上的一金属层及镀设导热基板上的另一金属层共晶结合形成。本发明专利技术的发光二极管的封装结构将晶粒通过共晶直接结合于导热基板上,从而有效地减小了晶粒与导热基板之间的界面层,使晶粒产生的热量能够直接经由具有导热效率较高的金属共晶层及导热基板传导出去,提高了发光二极管的封装结构的散热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二极管,特别是指一种发光二极管的封装结构
技术介绍
目前,发光二极管(Light Emitting Diode,LED)因具光质佳及发光效率高等特性而逐渐取代冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL),成为照明装置中的发光组件。现有的一种发光二极管的封装结构,是将晶粒封装后粘着于一印刷电路板(PCB) 上,然后将电路板与一金属基板结合。同时,为了能够将封装后的晶粒固定于该PCB上,晶粒与PCB之间通常会经由银胶等粘结材料粘接。因此,在该发光二极管的封装结构中,晶粒与金属基板间的界面层较多,即晶粒产生的热量需经由基座、电极、焊料、PCB才能到达金属基板,这当中存在着较大热阻,导致晶粒产生的热量不能快速、及时地散发掉。晶粒发光时所产生的热能若不能及时导出,将会使晶粒的结面温度过高,进而影响其生命周期及发光效率。
技术实现思路
有鉴于此,实有必要提供一种制造具有较高散热效率发光二极管的封装结构。一种发光二极管的封装结构,包括一导热基板、设置于导热基板上的一晶粒、及将晶粒封装于导热基板上的封装体,该晶粒与导热基板之间设有一金属共晶层,该金属共晶层由镀设在晶粒上的一金属层及镀设导热基板上的另一金属层共晶结合形成。进一步地,该晶粒具有一与金属共晶层接触的衬底,一导热膏围设在衬底及金属共晶层周围,以使晶粒充分地与导热基板热连接。相对于现有技术,本专利技术的发光二极管的封装结构将晶粒通过共晶直接结合于导热基板上,从而有效地减小了晶粒与导热基板之间的界面层,使晶粒产生的热量能够直接经由具有导热效率较高的金属共晶层及导热基板传导出去,提高了发光二极管的封装结构的散热效率;并且通过围设在衬底及金属共晶层周围的导热膏使晶粒充分地与导热基板热连接。附图说明图1为现有技术的发光二极管的封装结构的剖面示意图。图2为本专利技术第二实施例的发光二极管的封装结构的剖面示意图。图3为本专利技术第三实施例的发光二极管的封装结构的剖面示意图。主要元件符号说明导热基板10、10a晶粒20凹槽12导热膏衬底电极金属线电绝缘层24 30 40 50 6014 2622>22a 电极电路层共晶层封装材料 发光二极管的封装结构70、80、90具体实施例方式下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细说明。请参照图1,本专利技术第一实施例发光二极管的封装结构80包括一导热基板10、固定在导热基板10上的晶粒20及对晶粒20进行封装的封装材料60。该导热基板10为一导热系数大于20(W/mK)的高导热系数基板,例如,硅(Si)或其他半导体板,铝(Al)、铜(Cu)等金属板。该导热基板10开设至少一凹槽12用以容置晶粒20,该凹槽的横截面大于该晶粒20的横截面。可以理解的,该导热基板10并不限于平板状,其也可以是具有多个不同平面的多角形。另外,当该导热基板10的材料为金属时,还可以于导热基板10 —侧表面形成若干散热鳍片,以利于增加其散热效率。该导热基板10上形成一电绝缘层30及该电绝缘层30上形成一电极电路层40。 该电绝缘层30具体根据导热基板10采取不同的材料可为如下层级1)介电层,该介电层可以为二氧化硅(Si02)、氮化硅(SixNy)、氮氧硅(SixOyNz)、 旋涂式玻璃(spin on glass,S0G)、氧化铝(Alx0y、AlxNy)、铝、氧和硅的化合物(AlxOyNz)等等中的一种;当导热基板10为硅(Si)板时,则采用不同的方法可以得到不同材料的电绝缘层 30 1.氧化法,即直接在硅(Si)板表面氧化形成二氧化硅(SiO2)层;2.氮化法,即在高温下通入氮气于硅(Si)板表面形成氮化硅(SixNy)层;3.结合以上两种方法形成氮、氧和硅的化合物(SixOyNz)层;4.旋转涂胶(Spin Coating)法,涂布旋涂式玻璃(spin on glass, S0G)于Si板表面,再以适当温度加热形成均勻的氧化硅层。当导热基板10为铝(Al)板,则采用不同的方法可以得到不同材料的电绝缘层30 1.氧化法,Al板表面氧化形成氧化铝(AlxOy) ;2.氮化法,在高温下通入氮气于Al板表面形成氮化铝(AlxNy)层;3.结合以上两种方法形成铝、氧和硅的化合物(AlxOyNz)层。在以上的方法中,还可以在其制程中通入游离气体形成电浆,以增大氧化物或氮化物形成的速度及致密程度。2)塑料高分子层,该塑料高分子层可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯 (Polycarbonate, PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酉旨(Polyethylene Ter印hthalate,PET)、环氧树脂(印oxy resin)、硅树脂(silicone)中的一种;3)固态平板层,该固态平板层可以为玻璃纤维(fiberglass)、聚酰亚胺 (Polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Ter印hthalate,PET)中的一种。该电极电路层40可以是镍(Ni)、金(Au)、锡(Sn)、铍(Be)、铝(Al)、铟(In)、钛 (Ti)、钽(Ta)、银(Ag)、铜(Cu)等金属或其合金,或者是透明导电氧化物(TCO),如铟锡金属氧化物andium Tin Oxides, ITO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、铝掺杂氧化锌(AZO)等材料。形成该电极电路层40的制程方法可采用物理沉积法,如溅射(sputter)、物理气相沉禾只(Physical Vapor Deposition, PVD)、电子束蒸发沉禾只(e-beam evaporation d印osition),或者采用化学气相沉积法,如化学蒸汽沉积(chemical vapor deposition, CVD)、电镀电化学沉积,或者采用网印技术将材料印制于导热基板10的电绝缘层30上,经过干燥、烧结、镭射等步骤而成。该晶粒20可以是磷化物(AlxInyGaa_x_y)P (0彡χ彡1,0彡y彡1,x+y彡1))或砷化物(AlJnyGaa_x_y)AS(0彡χ彡1,0彡y彡1,x+y彡1)),也可以采用具有可发射足以激发荧光材料的长波长光的半导体材料,诸如各种氧化物,如ZnO或氮化物,如GaN,或者可发射足以激发荧光材料的短波长光的氮化物半导体(InxAlyGa(1_x_y)N,0彡χ彡1,0彡y彡1, x+y^ l))o本实施方式中,该晶粒20采用具有可发射足以激发荧光材料的短波长光的氮化物半导体(InxAlyGa(1_x_y)N,0<X<^ l,x+y^ 1)),并可发出具有UV光至红光波长的光。该晶粒20的衬底沈为本征半导体(intrinsic semiconductor)或者是不刻意掺杂其它杂质的其它半导体(unintentionally doped semiconductor)。该衬底沈的载子浓度(carrier concentration)小于或者等于5 X 106cnT3。优选地,该衬底沈的载子浓度小于等于2X106cm_3。衬底沈的载子浓度越低,其导电率就越低,就越能够隔绝流经衬底 26的电流。例如,该衬底沈的材料可以是尖晶石、碳化硅(SiC)、硅(Si)、氧化锌(SiO)、氮化镓(GaN)、砷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管的封装结构,包括一导热基板、设置于导热基板上的一晶粒、及将晶粒封装于导热基板上的封装体,其特征在于:该晶粒与导热基板之间设有一金属共晶层,该金属共晶层由镀设在晶粒上的一金属层及镀设导热基板上的另一金属层共晶结合形成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:吕英杰赖志铭
申请(专利权)人:富士迈半导体精密工业上海有限公司沛鑫能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:31

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