专利名称：一种大功率led的制作方法
技术领域：
一种大功率LED技术领域[0001]本实用新型涉及LED领域(发光二极管)，尤其涉及一种大功率LED。
技术背景[0002]目前，大功率LED大部分采用高导热材质的基板，多以低温共烧陶瓷基板 (LTCC)作为晶粒散热基板，其导热系数(TC) 一般在3w/m.k 4w/m.k，线性膨胀系数 (CTE)在4.5ppm/ 7ppm/k，外观呈白色，具有一定的导热能力。[0003]如图1所示，LED芯片3通过高导热银胶固定在陶瓷基板1的上表面，其正负极 使用金线5连接至基板1上表面的金属互联层，该金属互联层包括依次涂覆在基板1上表 面的第一银层21、镍层22和第二银层23。其中，第一银层21通过基板1上贯通其上下 表面的银通孔11，与基板1下方的电极4导通，镍层22用于隔离两个银层，第二银层23 用于增强光反射。基板1下方还设有用于LED散热的热沉焊盘6，LED芯片2发光产生 的热量通过基板1上的通孔传导至热沉焊盘6。LED芯片2上还覆盖荧光胶薄层8用于 合成白光，基板1的上表面还覆盖球面状的硅胶层7。[0004]这种LED封装方式一般使用于功率为IW的LED，例如，OSRAM公司生产的 以厚膜或低温共烧陶瓷基板作为晶粒散热基板的一种LED，热阻的最小值为6.5°C /W左 右。然而，对于更大功率的LED，陶瓷基板的热阻较大，散热效果不佳，使LED在长期 点亮过程中，LED芯片结温较高，光衰很大，影响LED的工作寿命。实用新型内容[0005]本实用新型要解决的主要技术问题是，提供一种散热性能好，且提高光效的大 功率LED。[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种大功率LED，包括硅基板、LED芯 片和透明胶层，所述硅基板的上表面镀覆用于引出所述LED芯片电极的金属互联层，所 述金属互联层的上表面镀覆纳米银膜；所述LED芯片固定在所述镀覆纳米银膜的金属互 联层上，所述透明胶层覆盖在所述硅基板和LED芯片的上方。[0007]—种实施方式中，所述金属互联层包括依次镀覆在所述硅基板上表面的镍层和银层。[0008]另一种实施方式中，所述金属互联层包括依次镀覆在所述硅基板上表面的铜层 和银层。[0009]优选地，所述LED芯片共晶焊接在所述金属互联层上。[0010]优选地，所述金属互联层包括分别引出LED芯片的正、负电极的两部分，所述 两部分金属互联层之间采用绝缘的隔离层隔开。[0011]进一步地，所述隔离层为填充在所述两部分金属互联层之间的不变黄白胶层。[0012]对于白光LED，所述LED芯片的上表面覆盖荧光粉薄层。[0013]进一步地，所述硅基板上具有采用银浆贯通其上下表面的银通孔，所述硅基板的下表面还设置与所述银通孔的位置对应的热沉。[0014]一种大功率LED中，所述LED芯片的数量为多个，所述多个LED芯片串联或并联。[0015]根据具体需要，所述透明胶层的上表面为凸起的球面或平面。[0016]本实用新型的有益效果是本实用新型的LED采用导热性好的硅基板，因此散 热性能大幅提高，能够有效降低结温，减少光衰；同时在金属互联层上镀覆纳米银膜， 显著提高了 LED的出光效率。[0017]本实用新型LED在两部分金属互联层之间填充不变黄白胶层，显著增强了光反 射效果，提高了光效，防止了银层表面发黄发黑等，提高了 LED的可靠性。[0018]本实用新型LED包括多个相互串联或者并联的LED芯片，进一步提高了亮度， 适用于路灯、探照灯、顶灯、壁灯等多种LED照明器件。
[0019]图1为一种现有的LED剖视图；[0020]图2为本实用新型第一种实施例的大功率LED的剖视图；[0021]图3为本实用新型第二种实施例的大功率LED的剖视图；[0022]图4为本实用新型第三种实施例的大功率LED的剖视图；[0023]图5为本实用新型第四种实施例的大功率LED的剖视图。
具体实施方式
[0024]下面通过具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步详细说明。[0025]实施例一[0026]如图2所示，本实施方式的LED包括基板1、LED芯片3、以及覆盖在基板1和 LED芯片3上方的透明胶层7。基板1的上表面镀覆金属互联层，金属互联层的上表面 还镀覆纳米银膜，LED芯片3固定在镀覆纳米银膜的金属互联层上，且通过两根金线5与 金属互联层相连。金属互联层利用贯通基板1上下表面、且灌有金属银的银通孔11，引 出LED芯片3的电极至设置在基板1下方的电极引脚4。[0027]本实施方式中，基板1的材质采用硅。经研究，硅的导热系数(TC)在163w/ m.k左右，线性膨胀系数(CTE)在4.2ppm/k左右，接近LED蓝光芯片的膨胀系数，且 外观呈黑色，黑度接过1，具有高导热、高辐射、高可靠性等特点。由于导热系数接近 AlN,大于SiC，加上黑体辐射功能，在消耗同等功率的情况下，硅的导热能力远远大于 陶瓷材料，据测量，采用硅基板后，LED的散热性能大幅提高，热阻低于;TC/W，与陶 瓷基板相比LED的外形尺寸可缩小60% 70%，尤其适合于功率大于IW的LED，能够 明显降低结温，从而减少光衰，延长其工作寿命。[0028]另外，硅在地球上的含量位居第二，占地壳成分的25%左右，因此资源丰富， 能够减小LED成本。[0029]本实施方式LED在金属互联层的上表面镀覆纳米银膜，一方面，纳米银膜能够 显著增强光反射效果，提高LED的出光效率；另一方面，与陶瓷基板粗糙的表面相比， 镀覆纳米银膜后金属互联层的表面非常光滑，便于将LED芯片3通过共晶焊的方式固定在基板1上，实现COB (CHIP ON BOARD:板上芯片封装)封装。另外，纳米银膜具有 很好的抗氧化、抗硫化、抗水汽等功能，防止了银层表面发黄发黑等，提高了 LED的可 靠性。与镀金的方式相比，本实施方式还能降低材料成本。[0030]金属互联层可以根据具体需要设置，例如包括依次镀覆在基板1上表面的镍层 M和银层25，或者也可包括依次镀覆在基板1上表面的铜层和银层25。银层25用于增 强光反射，镍层M或铜层用于隔离黑色的基板1，避免吸光。[0031]金属互联层包括分别引出LED芯片3的正、负电极的两部分，两部分金属互联 层之间采用绝缘的隔离层隔开。隔离层可采用透明胶层或白色胶层，优选地，为了避免 该位置的黑色基板1吸光，隔离层采用填充在两部分金属互联层之间、耐高温200度以上 的不黄变白胶层9，具有较强的反光作用，能够进一步增强LED的出光效率。[0032]对于白光LED，LED芯片3的上表面还覆盖混合荧光粉的荧光粉薄层8，能够在 LED芯片3的激发下合成显色性较强的白光。[0033]封装在基板1和LED芯片3上方的透明胶层7的上表面呈凸起的球面，可利用 注液或者压膜工艺成型，使LED能够充分利用球面的聚光效果，进一步提高发光效率。[0034]基板1上具有贯通其上下表面的多个银通孔，这些银通孔内灌装银，用于将 LED芯片3发光产生的热量传导至基板1下表面的热沉6，热沉6采用铝或者铜等金属制 作，与银通孔的位置相对应，能够迅速将散发热量，避免LED结温过高而影响光效。热 沉6还可作为LED的焊盘，便于LED焊接在电路板上。[0035]实施例二 [0036]本实施方式中，根据具体需要，透明胶层7的上表面可设置为平面或者其他形 状。[0037]实施例三[0038]与陶瓷材料制作的基板1相比，采用硅制作的基板1导热性能大幅提高，因此， 同等的散热面积能够承载更多的LED芯片3。如图4所示，本实施方式的LED包括多个 LED芯片3，这些LED芯片3都可通过共晶焊的方式固定在镀覆纳米银膜的金属互联层 上，相互串联或者并联。一方面，能够有效提高大功率LED的亮度，另一方面，能够简 化驱动电路，降低成本，因此可以广泛应用于各种照明领域。[0039]对于包含多个LED芯片3的大功率LED，透明胶层7的上表面也可根据需求设 置为凸起的球面或者平面，为了进一步提高出光效率，透明胶层7的上表面还可设置多 个凸起的球面。[0040]实施例四[0041]如图5所示，根据具体的配置需求，可将LED的两个焊盘10设置在基板1的上 表面或者两端，使其分布在透明胶层7的两侧。这种封装方式便于将LED通过线路连接 的方式焊接在电路板上，可应用于路灯、探照灯或者其它照明器件。[0042]以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认 定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应 当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种大功率LED，包括硅基板、LED芯片和透明胶层，其特征在于，所述硅基板 的上表面镀覆用于引出所述LED芯片电极的金属互联层，所述金属互联层的上表面镀覆 纳米银膜；所述LED芯片固定在所述镀覆纳米银膜的金属互联层上，所述透明胶层覆盖 在所述硅基板和LED芯片的上方。
2.如权利要求1所述的大功率LED，其特征在于，所述金属互联层包括依次镀覆在所 述硅基板上表面的镍层和银层。
3.如权利要求1所述的大功率LED，其特征在于，所述金属互联层包括依次镀覆在所 述硅基板上表面的铜层和银层。
4.如权利要求1所述的大功率LED，其特征在于，所述LED芯片共晶焊接在所述金 属互联层上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的大功率LED，其特征在于，所述金属互联层包括 分别引出LED芯片的正、负电极的两部分，所述两部分金属互联层之间采用绝缘的隔离层隔开。
6.如权利要求5所述的大功率LED，其特征在于，所述隔离层为填充在所述两部分金 属互联层之间的不变黄白胶层。
7.如权利要求1至4中任一项所述的大功率LED，其特征在于，所述LED芯片的上 表面覆盖荧光粉薄层。
8.如权利要求1至4中任一项所述的大功率LED，其特征在于，所述硅基板上具有采 用银浆贯通其上下表面的银通孔，所述硅基板的下表面还设置与所述银通孔的位置对应 的热沉。
9.如权利要求1至4中任一项所述的大功率LED，其特征在于，所述LED芯片的数 量为多个，所述多个LED芯片串联或并联。
10.如权利要求1至4中任一项所述的大功率LED，其特征在于，所述透明胶层的上 表面为凸起的球面或平面。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率LED，包括硅基板、LED芯片和透明胶层，所述硅基板的上表面镀覆用于引出所述LED芯片电极的金属互联层，所述金属互联层的上表面镀覆纳米银膜；所述LED芯片固定在所述镀覆纳米银膜的金属互联层上，所述透明胶层覆盖在所述硅基板和LED芯片的上方。本实用新型的LED采用导热性好的硅基板，因此散热性能大幅提高，能够有效降低结温，减少光衰；同时在金属互联层上镀覆纳米银膜，显著提高了LED的出光效率，防止了银层表面发黄发黑等，提高了LED的可靠性。
文档编号H01L33/62GK201804907SQ201020212250
公开日2011年4月20日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者孙平如, 邢其彬 申请人:深圳市聚飞光电股份有限公司