LED模块及其接合方法技术

本发明专利技术提供了一种方法，该方法包括：提供发光二极管(LED)器件(例如，LED元件和PCB)以及散热器。通过应用超声波能量将该LED器件与散热器相接合。在实施例中，该接合可以形成包含铜和铝的接合件。该PCB可以是金属芯PCB(MC-PCB)。本发明专利技术还提供了一种LED模块及其接合方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术基本上涉及的是装配，更具体地来说，涉及的是发光二极管(LED)器件的装配。
技术介绍
诸如LED器件的光电器件是用在各种应用方式中的半导体光源。当施加电压时，LED器件发射出不同波长的光。LED器件以其紧凑尺寸、开关速度以及可靠性使工业迅速地发展。因为LED会产生热量，所以通常需要冷却器件来释放所产生的热量。一种冷却器件是散热器。然而，传统的LED装配方法通常包括将LED与冷却器件相接合的昂贵并且复杂的工艺，例如，需要进行高温共晶接合。现有技术的其他缺陷包括:在LED器件和冷却器件之间缺少导热性。因此，即使现有的装配和应用LED器件的方法在某些方面已经能够满足其预期目的，但是无法完全令人满意。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种方法，包括:提供发光二极管(LED)器件；提供散热器；以及将所述LED器件与所述散热器相接合，其中，所述接合包括:施加超声波能量。在该方法中，提供所述LED器件包括:将LED元件与印刷电路板(PCB)相连接，并且其中，所述接合包括:将所述PCB直接与所述散热器相接合。在该方法中，所述PCB是金属芯PCB (MC-PCB)。在该方法中，所述超声波接合工艺包括:在施加超声波能量时，向所述LED器件和所述散热器中的至少一个施加压力。在该方法中，还包括:在所述接合之前，将导热材料施加在所述LED器件和所述散热器之间。在该方法中，所述接合形成了包含铜和铝的接合件。在该方法中，所述接合进一步包括:向所述散热器和所述LED器件中的至少一个施加热量。根据本专利技术的另一方面，提供了一种装配发光二极管(LED)模块的方法，所述方法包括:提供LED元件；将所述LED元件与印刷电路板(PCB)相连接；提供散热器；以及利用超声波能量将所述PCB与所述散热器相连接，所述PCB具有与其相连接的所述LED元件。在该方法中，所述PCB是金属芯PCB (MC-PCB)。在该方法中，所述PCB是多层板，并且包括具有第一成分的基层。在该方法中，所述散热器包含第二成分，并且其中，将所述LED器件与所述散热器相接合包括:形成包含有与所述第二成分相混合的第一成分的接合件。在该方法中，所述第二成分是铝，所述第一成分是铜。在该方法中，将所述PCB与所述散热器相接合包括:形成沿着所述PCB的边缘设置的一个或多个接合件。在该方法中，将所述PCB与所述散热器相接合包括:形成宽度大于大约3_的接合件。在该方法中，将所述PCB与所述散热器相接合包括:向接合区域施加压力，并且其中，在所述接合区域中形成有接合件。在该方法中，还包括:在接合所述散热器和所述PCB之前，形成位于所述PCB和所述散热器之间的导热胶层。根据本专利技术的又一方面，提供了一种发光二极管(LED)模块，包括:散热器，具有第一成分；LED器件，设置在所述散热器上，其中，所述LED器件包括LED元件和金属芯印刷电路板(MC-PCB)，其中，所述MC-PCB包含第二成分；接合件，位于所述散热器和所述MC-PCB之间，其中，所述接合件包括所述第一成分和所述第二成分的混合物。在该LED模块中，所述第一成分是铝，所述第二成分是铜。 在该LED模块中，所述接合件设置在所述MC-PCB的边缘上。在该LED模块中，所述接合件形成了围绕所述LED元件的环。附图说明当阅读附图时，根据详细描述可以最好地理解本专利技术的各个方面。需要强调的是，根据工业中的标准实践，各种不同部件没有按比例绘制。实际上，为了使论述清晰，可以任意增大或减小各种部件的尺寸。图1是根据本专利技术的一个或者多个方面的装配LED器件的方法的流程图；图2是根据图1的方法的装配LED器件的实施例的概括性截面图；图3是在图1的方法的后续工艺步骤中的装配LED器件的实施例的概括性截面图；图4是对应于图3的器件的经过装配的LED器件的俯视图。图5是根据图1的方法的装配LED器件的另一个实施例的概括性截面图；图6是在图1的后续工艺步骤中的图5的LED器件实施例的概括性截面图。具体实施例方式以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征的不同实施例、或者实例。以下描述了组件和配置的具体实例以简化本专利技术。这仅仅是实例，并不旨在限制本专利技术。此夕卜，将一个部件形成在另一部件上，与另一部件相连接和/或相耦合可以包括将部件形成为直接接触的实施例，还可以包括将其他部件形成在部件之间(比如，部件不直接接触)的实施例。为了简单和清楚，可以通过不同比例绘制各个部件。尽管将各个实施例描述为包括LED元件或者器件，然而本领域普通技术人员可以意识到，本公开的各个方面适用于包括了其他光电器件的其他器件类型。图1示出了根据本专利技术的各个方面的装配光电(例如，LED)器件的方法100的流程图。图3-图4和图5-图6是在方法100的各个阶段期间的各个实施例的装配的截面图。图4提供了对应的俯视图。可以理解，为了便于理解本文所论述的专利技术构思，将这些附图的各个方面进行简化。因此，应该注意，可以在图1的方法100之前、之中、和/或之后提供附加工艺，并且在本文中仅对其中一些工艺进行简要描述。类似地，图2-图6的器件可以包括未具体示出的附加元件，和/或可以示出在其他实施例中省略掉的附加元件。参考图1，方法100开始于框102，其中，提供了一个或多个LED元件(或者器件)。该LED元件可以包括经过适当掺杂来提供p-n结的半导体材料。该LED元件可以包括现在公知的或以后将会发展出的任何发射辐射(例如，可见光、紫外线、或者红外线)的波长。参考图2的实例，示出了 LED元件202。然后，方法100继续进行到框104，其中，将LED元件与印刷电路板(PCB)相连接(例如，接合)来形成LED器件。该LED器件可以通过粘合剂、管芯接合材料、共晶工艺、和/或其他适当连接工艺接合至PCB上。该PCB可以提供与LED电连接的工具，比如，用于将电压传送至LED元件和/或与LED相关的电路或者部件的导电迹线。在实施例中，LED元件包括与PCB相接合的散热块(heat slug)或热焊盘(thermal pad)。在实施例中，PCB是金属芯PCB(MC-PCB)。MC-PCB可以用于大功率应用方式。MC-PCB可以是铜-类MC-PC B。在可选实施例中，MC-PCB是铝-类MC-PCB。在其他实施例中，PCB具有FR4，和/或可以根据设计限制和/或成本限制来使用其他适当的PCB类型。MC-PCB可以为LED器件提供热管理，从而能够通过LED元件的背面提供散热路径。PCB可以包括多层结构。在实施例中，PCB是包括具有导体层、绝缘体层、和基层的多层结构的MC-PCB。基层可以作为散热器(heat spreader)。基层可以包含金属。在实施例中，该基层包含铜(例如，铜或者铜合金)。在其他实施例中，基层可以是铝或者铝合金。在实施例中，将油墨(ink)设置在基层的表面上，例如，设置在铜层的表面上。油墨可以包括焊料掩模，该焊料掩模覆盖电路径，并且保护铜箔(copper clad)与空气和/或其他带电体相隔离。绝缘体层可以是介电聚合物或其他绝缘材料。绝缘体层可以包含由于其高导热性(例如，大于lW/mK)而挑选出来的成分。导体层提供了向LED元件传送电信号(例如，提供电压)的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：提供发光二极管(LED)器件；提供散热器；以及将所述LED器件与所述散热器相接合，其中，所述接合包括：施加超声波能量。

【技术特征摘要】
2011.11.01 US 13/286,5621.一种方法，包括: 提供发光二极管(LED)器件； 提供散热器；以及 将所述LED器件与所述散热器相接合，其中，所述接合包括:施加超声波能量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述LED器件包括:将LED元件与印刷电路板(PCB)相连接，并且其中，所述接合包括:将所述PCB直接与所述散热器相接合。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述PCB是金属芯PCB(MC-PCB)。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超声波接合工艺包括:在施加超声波能量时，向所述LED器件和所述散热器中的至少一个施加压力。5.根据权利要求1所述的方法，还包括: 在所述接合之前，将导热材料施加在所述LED器件和所述散热器之间。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接合...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶伟毓，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：