专利名称：含银热交换层的led封装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED封装技术，特别是涉及板上芯片封装技术。
背景技术：
本申请的申请人于2011年6月24日申请了中国专利名称为“对荧光粉进行分散处理的LED封装方法”的专利申请，其申请号为20111017 3857. X，
公开日期为2011年11月16日。该专利文件公开了一种膨胀粉胶，该膨胀粉胶包括荧光粉、受热释水物以及吸水树脂等多种物质组成。该膨胀粉胶在封装固化的过程可以使荧光粉均匀地分布在封装胶内，可以提高荧光粉的利用率。MC0B(Multi Chips On Board集群板上芯片封装)技术由于其可以增加单个光源的功率和降低成本已经为越来越多的企业重视，基于其上的技术和产品开发层出不穷。但是MCOB封装需要在基板上填充大量的荧光粉封装胶，需要用的荧光粉量很大。由于荧光粉中用到的稀土资源紧缺，价格不断攀升，荧光粉的用量大会增加器件的整体成本，基板表面上的荧光粉利用率很低。除此以外，MCOB封装技术需要在基板上设置较多LED芯片，其存在较为明显的散热问题，更好效果的散热有助于提高产品的性能和延长器件的使用寿命。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种含银热交换层的LED封装结构，用于解决MCOB封装过程中荧光粉用量大、利用率低的问题，并改善MCOB封装器件的散热。为了解决上述的技术问题，本实用新型提出一种含银热交换层的LED封装结构，包括基板，在基板上设有多个反射杯，在反射杯内设有LED晶粒，在反射杯口处设有芯片电极，以及在所述基板上设有反射杯的区域上封装有一层膨胀粉胶；晶粒由封装胶封装在反射杯内，封装胶上面为膨胀粉胶；晶粒包括双电极的LED芯片，LED芯片通过两个电极倒装焊在硅衬底上，在硅衬底上为第一类钻碳层，第一类钻碳层上为与LED芯片的电极粘接的金属焊料层，焊料层包括与两个电极分别连接、且相互断开的两个部分，该两个部分均通过引线分别与设在反射杯口处的两个芯片电极连接；硅衬底下面有第二类钻碳层；在反射杯底部溅镀有一层银镀层；第二类钻碳通过银胶固定在反射杯的银镀层上。优选地所述基板上设反射杯的区域围在一个凸出基板表面的围栏内。优选地所述围栏的横截面为三角形状，三角形状的顶部为圆角。在膨胀粉胶膨胀固化的过程中，过量的粉胶可以漫过围栏的圆角，以保持膨胀粉胶的表面的平整，圆角结构可以使粉胶不容易形成边缘堆积效应，粉胶的边缘不显凸起。三角形状横截面的围栏的内侧为一个斜向上的坡面，这个坡面在膨胀粉胶膨胀的时候可以起到缓冲的作用，有效的控制膨胀粉胶内部的应力向边缘传递，进而保证膨胀粉胶的表面不隆起。优选地所述焊料层为银材质。优选地在所述硅衬底的下面为图形化表面，图形化表面的中间为一个中心槽，以中心槽为中心向周围设有辐射状的辐槽，所述第二类钻碳层溅镀在图形化表面上。这种呈现辐射状的图形化表面结构有利于第二类钻碳层与银镀层更近的接触，位于槽内的银胶足以保证晶粒固定在反射杯内，这样第二类钻碳层与银镀层之间的银胶量可以减薄到非常薄，降低了它们之间的热阻，这样有利于第二类钻碳层向银镀层传递热量。本实用新型的有益效果相比现有技术，本实用新型采用了膨胀粉胶替代了传统的荧光粉胶体，在基板上覆盖了大量的膨胀粉胶，从而减少了荧光粉的用量，进而降低了荧光粉的成本，提高了荧光粉的利用率。由于基板上的膨胀粉胶用量很大，为了保护芯片，在芯片上封装透明封装胶，将膨胀粉胶与芯片进行隔离，从而避免了大量的膨胀粉胶在膨胀过程中不均匀的局部挤压 对芯片的破坏。由于采用覆盖基板的封装方案，器件的散热就显得非常重要，为了减小由于覆盖基板造成的散热缺陷，本实用新型引入了类钻碳镀层结构，即将类钻碳溅镀在硅衬底的正反两个面上。如果直接将LED芯片用银胶粘接在反射杯的底部，LED产生的热量在向基板传递之前会聚集在芯片自身上，而本实用新型采用硅衬底后，由于硅衬底相对芯片非常的厚，体量大很多，其可以承载更多的热量，进而减轻了芯片自身的积热，芯片产生的热量可以通过第一类钻碳层迅速传递到硅衬底上，再由第二类钻碳层传递给基板上的银镀层，硅衬底与基板接触面积更大。本实用新型技术可以减小荧光粉的用量，并且改善器件的散热，优化产品的性能。
图I是本实用新型俯视的结构图。图2是本实用新型截面的局部结构图。图3是硅衬底的底面结构图。图4是图2中的局部放大图。
具体实施方式
本实用新型提出一种含银热交换层的LED封装结构，包括基板，在基板上设有多个反射杯，在反射杯内设有LED晶粒，在反射杯口处设有芯片电极；在所述基板上设有反射杯的区域上封装有一层膨胀粉胶；晶粒由封装胶封装在反射杯内，封装胶上面为膨胀粉胶；晶粒包括双电极的LED芯片，LED芯片通过两个电极倒装焊在硅衬底上，在硅衬底上为第一类钻碳层，第一类钻碳层上为与LED芯片的电极粘接的金属焊料层，焊料层包括与两个电极分别连接、且相互断开的两个部分，该两个部分均通过引线分别与设在反射杯口处的两个芯片电极连接；硅衬底下面有第二类钻碳层；在反射杯底部溅镀有一层银镀层；第二类钻碳通过银胶固定在反射杯的银镀层上。以下通过实施例对本实用新型进行详细说明，但是本实用新型的保护范围并不局限于以下实施例，任何可以推知的对本实用新型技术方案所做的变形，均在本实用新型的保护范围内。[0022]本实用新型实施例如图I和图2所示。该MCOB封装器件包括基板2，在基板2上设有多个反射杯3，在反射杯3内设有LED晶粒10，反射杯3的杯口边缘设有芯片电极4，晶粒10与芯片电极4通过引线8电连接在一起。反射杯在基板上均匀分布排列。基板优选为铝基板，其表面上有绝缘层，反射杯为深入铝基板的铝层倒梯形槽孔，反射 杯内壁经过抛光形成反射层，或者镀反射层。在基板2上设有反射杯的区域20上封装有一层膨胀粉胶7。晶粒10由封装胶9封装在反射杯3内，封装胶9上面为膨胀粉胶7。膨胀粉胶包括受热释水物、吸水树脂和荧光粉，其内还可以包括分散剂和稳定剂等各种成份。封装胶的材质可以采用环氧树脂或硅胶。基板上设反射杯的区域20围在一个凸出基板表面的围栏5内。围栏5的横截面为三角形状，三角形状的顶部为圆角50。在膨胀粉胶膨胀固化的过程中，过量的粉胶可以漫过围栏的圆角，以保持膨胀粉胶的表面的平整，圆角结构可以使粉胶不容易形成边缘堆积效应，粉胶的边缘不显凸起。三角形状横截面的围栏的内侧为一个斜向上的坡面，这个坡面在膨胀粉胶膨胀的时候可以起到缓冲的作用，有效的控制膨胀粉胶内部的应力向边缘传递，进而保证膨胀粉胶的表面不隆起。图I中，围栏5呈圆环形，在围栏5的外侧的基板上还设有电路电极I和安装孔6。参看图2至图4，晶粒10包括双电极的LED芯片100。LED芯片100通过两个电极倒装焊在硅衬底103上，在硅衬底103上为溅镀在硅衬底上的第一类钻碳层102，第一类钻碳层102上为与LED芯片的电极粘接的金属焊料层101，焊料层101包括与两个电极分别连接、且相互断开的两个部分，该两个部分均通过引线8分别与设在反射杯口处的两个芯片电极4连接。类钻碳具有优良的热传导性，且绝缘，其可以及时将芯片产生的热量传导给硅衬底，使硅衬底分担更多份的热量，以减小芯片内部的结温。焊料层101优选为银材质，也可以为钛、金或钼金属。硅衬底103下面有第二类钻碳层104，在反射杯底部溅镀有一层银镀层105。第二类钻碳通过银胶固定在反射杯的银镀层105上。参看图3，在硅衬底的下面106为图形化表面，图形化表面的中间为一个中心槽108，以中心槽108为中心向周围设有辐射状的辐槽107，第二类钻碳层溅镀在图形化表面上。在晶粒与银镀层粘接的时候，银胶在中心槽108和辐槽107内，槽内的银胶厚度和沾黏性可以确保晶粒固定在反射杯内，槽内可以镀类钻碳，也可以不镀。下面106的非槽表面与银镀层之间的银胶可以非常薄，其降低了晶粒与反射杯之间的热阻，有利于散热。
权利要求1.一种含银热交换层的LED封装结构,包括基板,在基板上设有多个反射杯,在反射杯内设有LED晶粒，在反射杯口处设有芯片电极，其特征在于 在所述基板上设有反射杯的区域上封装有一层膨胀粉胶；晶粒由封装胶封装在反射杯内，封装胶上面为膨胀粉胶； 晶粒包括双电极的LED芯片，LED芯片通过两个电极倒装焊在硅衬底上，在硅衬底上为第一类钻碳层，第一类钻碳层上为与LED芯片的电极粘接的金属焊料层，焊料层包括与两个电极分别连接、且相互断开的两个部分，该两个部分均通过引线分别与设在反射杯口处的两个芯片电极连接； 硅衬底下面有第二类钻碳层； 在反射杯底部溅镀有一层银镀层； 第二类钻碳通过银胶固定在反射杯的银镀层上。
2.根据权利要求I所述的含银热交换层的LED封装结构，其特征在于所述基板上设反射杯的区域围在一个凸出基板表面的围栏内。
3.根据权利要求2所述的含银热交换层的LED封装结构，其特征在于所述围栏的横截面为三角形状，三角形状的顶部为圆角。
4.根据权利要求I所述的含银热交换层的LED封装结构，其特征在于所述焊料层为银材质。
5.根据权利要求I所述的含银热交换层的LED封装结构，其特征在于在所述硅衬底的下面为图形化表面，图形化表面的中间为一个中心槽，以中心槽为中心向周围设有辐射状的辐槽，所述第二类钻碳层溅镀在图形化表面上。
专利摘要本实用新型提供一种含银热交换层的LED封装结构，涉及一种LED封装技术，特别是涉及板上芯片封装技术，用于解决MCOB封装过程中荧光粉用量大、利用率低的问题，并改善MCOB封装器件的散热。该技术方案为在基板上设有反射杯的区域上封装膨胀粉胶；封装在反射杯内的晶粒上包括封装胶和膨胀粉胶；晶粒包括双电极的LED芯片，芯片通过两个电极倒装焊在硅衬底上，在硅衬底上为第一类钻碳层，第一类钻碳层上为与LED芯片的电极粘接的金属焊料层；硅衬底下面有第二类钻碳层；在反射杯底部溅镀有一层银镀层；第二类钻碳通过银胶固定在反射杯的银镀层上。本实用新型主要用于LED照明器件上。
文档编号H01L33/64GK202549838SQ20122005061
公开日2012年11月21日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者冯海涛 申请人:深圳莱特光电有限公司