专利名称：一种smd led单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种半导体发光器件，具体是ー种SMD LED，属于半导体发光器件技术领域。
背景技术：
LED(英文全称是Light Emitting Diode,意为发光二级管)是ー种固态的半导体器件，它利用固体半导体芯片作为发光材料，通过载流子发生复合放出能量而引起光子发射，直接把电能转化为光能。LED具有亮度高、体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色显示等领域有广泛的应用。SMD LED(英文全称为Surface Mounted Devices LightEmitting Diode,意为贴片式发光二极管或表面贴片ニ极管或表面贴装ニ极管)，具有发光角度大、效率高、产品体积小、可靠性高、易于实现自动化等特点，逐渐成为研究的热点。LED工作吋，PN结的温度上升，PN结产生的热量散发不出去，不仅会影响发光效率，还会严重影响产品的可靠性和寿命，所以选择合适的散热基板显得尤为重要。合适做LED散热基板的材料有金属基板(铁、铜、铝等)、陶瓷金属化基板、铝基绝缘基板、金属基复合材料等。铜铝等金属基板导热性较好，成本低，但是线膨胀系数较大，容易造成LED芯片封装热循环损失；铝基绝缘基板的绝缘介质层为有机绝缘层，导热率差，严重影响芯片散热；金属基复合材料难以批量化生产，成本太高。而陶瓷基板的可靠性高、寿命长、导热性能好、价格便宜，成为散热基板的首选材料。中国专利CN202221759U公开了ー种具有高导热基板的LED光源装置，包括高导热基板I和LED芯片2，其中，所述高导热基板从下到上包括PI树脂模11、金属基层12、绝缘介质层13和电解铜箔层14，在所述绝缘介质层13中混合由导热的硅类介质填料；所述电解铜箔层14上制作线路；所述电解铜箔层上制作凸点电极3，所述凸点电极3为小金球，要保证成球大小，形状一致，而且所述凸点电极3与所述电解铜箔线路布线电连接；LED芯片贴合在凸点电极上，LED芯片与基板焊接，通过电磁设备产生强磁场，使得凸点电极3与LED芯片直接键合。该装置采用倒装焊的方法将LED芯片连接在高导热基板上，保证了多于5个透光面，有效的提高了光效。但是该装置采用的高导热基板采用金属作为基层材料，线膨胀系数大，容易造成LED芯片封装热循环损失。而且在金属基层与电解铜箔层之间添加绝缘介质层，该绝缘介质层采用添加有导热硅类介质填料的改性的环氧树脂、PI树脂或者PPO树脂，虽然采用导热填料，但是主体材料仍为有机绝缘层，导热性差，而且影响铜箔的附着。另外，该高导热基板含有四层结构，结构复杂，エ艺繁冗。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中LED单元结构复杂制作成本高的技术问题，从而提供一种结构简单的SMD LED单元。为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:[0008]提供ー种SMD LED单元，包括:陶瓷复合铜基板；LED 芯片；以及将所述LED芯片焊接于所述陶瓷复合铜基板上的焊料层；所述陶瓷复合铜基板从下至上包括陶瓷层和铜箔层，铜箔层经蚀刻成型有线路和电极；所述电极间填充有绝缘介质层。所述陶瓷层为氮化铝陶瓷层。所述铜箔层为电解铜箔层或者压延铜箔层。所述铜箔层厚度为20 100微米。所述绝缘介质层为聚邻苯ニ甲酰胺层。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:(I)本实用新型所述的散热基板为DBC (Direct Bondes Copper)陶瓷复合铜基板，铜箔层与陶瓷层之间具有铜铝尖晶石的共熔界面，附着強度高、散热性能好；结构简単，生产エ艺简单、成本低，适合大規模生产；陶瓷材料的热膨胀系数与LED芯片相近，抗热冲击性能强。(2)本实用新型中在所述DBC陶瓷复合铜基板上的蚀刻线路中留出铜电极，在所述铜电极之间填充绝缘介质。而且绝缘介质层中的电极又起到导热介质的作用，散热效果好。(3)本实用新型中所述绝缘介质为聚邻苯ニ甲酰胺(PPA)，该材料可以耐200°C的持续高温，而且在高温条件下还能保证良好的尺寸稳定性，从而提高了 LED的使用寿命。而且，该层表面粗糙，可以将LED芯片下表面照射出来的光线通过漫反射反射出去，进ー步增强了光效。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，
以下结合附图，对本实用新型作进ー步详细的说明，其中，图1是对比文献中具有闻导热基板的LED光源装置的结构不意图；图2是本实用新型所述SMD LED单元的固晶截面图；图3是本实用新型所述SMD LED基板框架的结构示意图；图4是本实用新型中所述AlN陶瓷复合铜基板制造流程图。图1中附图标记表示为:1_导热基板，I1-PI树脂，12-金属基层，13-绝缘介质层，
14-电解铜箔层，2-LED芯片，21-LED工作面，3-凸点电极，4-透镜保护罩；图2中附图标记表示为:1-A1N陶瓷复合铜基板，11 一第一铜电极；12_第二铜电极；2_锡焊料层，3-芯片，31-芯片正极，32-芯片负极。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方法作进ー步地详细描述，以SMD LED3528为例，如图2_4所示，包括:氮化铝(AlN)陶瓷复合铜基板1，锡焊料层2，芯片3，其中，AlN陶瓷复合铜基板I由AlN陶瓷层和铜箔层复合而成，所述铜箔层经蚀刻形成线路和由第一铜电极11和第二铜电极12组成的电极，所述电极间填充有绝缘介质层；所述芯片3包括芯片正极31和芯片负极32，所述第一铜电极11用于连接芯片正极31，所述第二铜电极12用于连接芯片负极32。SMD LED3528的封装包括下列エ艺步骤:(I)制作3528基板框架，将高绝缘性的AlN陶瓷的单面贴合上压延铜箔或电解铜箔，铜箔厚度为20 100微米，送入高温炉，经由1065-1085°C温度加热，使得铜金属因高温氧化、扩散与AlN陶瓷产生铜铝尖晶石的共熔界面，使得铜与陶瓷基板粘合，形成陶瓷复合铜基板；然后再根据3528线路设计，以蚀刻的方式在铜箔层上制备线路和铜电扱。铜箔层与陶瓷层之间具有铜铝尖晶石的共熔界面，附着強度高、散热性能好；生产エ艺简单、成本低，适合大規模生产；陶瓷材料的热膨胀系数与LED芯片相近，抗热冲击性能強。(2)在上述铜箔层线路中，留出铜电极，在铜电极之间填充所述绝缘介质聚邻苯ニ甲酰胺，形成如图3所示的SMD LED基板框架，其包括十行十八列共一百八十个基板単元，每个基板単元用干与ー个芯片焊接，图中最后一行倒数第三列标记出的即为ー个基板单元。该材料可以耐200°C的持续高温，而且在高温条件下还能保证良好的尺寸稳定性，从而提高了 LED的使用寿命。而且，该层表面粗糙，可以将LED芯片下表面照射出来的光线通过漫反射反射出去，进ー步增强了光效。(3)制作3528LED单元网板或者多元网板；通过丝网印刷机与所述网板将锡焊料均匀的涂覆在所述基板框架中的电极上。采用丝网印刷涂覆焊料，精度高，エ艺简単。作为本实用新型一个实施例的所述锡焊料的成分是Sn:Ag:Cu:Au=97:l:l:l ;采用无铅焊料,绿色环保，符合我国的电子信息产品污染防治标准和欧盟RoHS标准。(4)将LED芯片电极面朝下贴装在所述3528基板框架上，所述LED芯片的正负电极分别与所述基板框架中的所述的第一铜电极和第二铜电极对应贴装。(5)所得贴装有芯片的所述基板框架送入回流焊炉中进行回流焊，得到整版3528LED ;所述回流焊的各区段温度依次为 100°C、150°C、185 °C、220°C、180°C、140°C、IOO0C ;各区段停留时间分别是208、258、288、298、288、258、208。。所述回流焊温度设置值较低，在保证焊接強度的情况下，減少了高温对LED芯片的影响。(6)将所述整版3528LED进行单元剥离，获得3528单元。(7)将剥离出的所述3528単元倒入圆盘阵，通过自动机进行分光分色，即通过分光机，将LED的电压、光通量、漏电流、波长、色坐标等加以区分，放入不同的料箱里。(8)将分好色的3528単元倒入圆盘阵，分别通过编带机进行贴带包装，即将LED单元组装在载带上，再贴合上胶带封装；封装后的载带装成卷轴，再进行包装。作为本实用新型的其他实施例，所述锡焊料的成分可以是Sn:Ag:Cu:Au=95 97:0.5 2:0.5 2:0.5 2范围内的任ー比值，均能实现本实用新型的目的，属于本实用新型的保护范围。作为本实用新型的其他实施例，所述回流焊各区段停留的时间可以分别是
15-25s、15-28s、15-30s、25-30s、25-30s、25-30s、15-25s 各时间段中的任ー时间，均能实现本实用新型的目的，属于本实用新型的保护范围。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求1.一种SMD LED单元，包括: 陶瓷复合铜基板； LED芯片； 以及将所述LED芯片焊接于所述陶瓷复合铜基板上的焊料层； 其特征在于:所述陶瓷复合铜基板从下至上包括陶瓷层和铜箔层，铜箔 层经蚀刻成型有线路和电极；所述电极间填充有绝缘介质层。
2.根据权利要求1所述的SMDLED単元，其特征在干:所述陶瓷层为氮化铝陶瓷层。
3.根据权利要求1或2所述的SMDLED単元，其特征在干:所述铜箔层为电解铜箔层或者压延铜箔层。
4.根据权利要求3所述的SMDLED单元，其特征在于:所述铜箔层厚度为20 100微米。
5.根据权利要求1或2所述的SMDLED単元，其特征在干:所述绝缘介质层为聚邻苯ニ甲酰胺层。
专利摘要本实用新型涉及一种SMD LED单元，包括陶瓷复合铜基板；LED芯片；以及将所述LED芯片焊接于所述陶瓷复合铜基板上的焊料层；所述陶瓷复合铜基板从下至上包括陶瓷层和铜箔层，铜箔层经蚀刻成型有线路和电极；所述电极间填充有绝缘介质层。本申请中的陶瓷复合铜基板，其铜箔层与陶瓷层之间具有铜铝尖晶石的共熔界面，附着强度高、散热性能好；结构简单，生产工艺简单、成本低，适合大规模生产；陶瓷材料的热膨胀系数与LED芯片相近，抗热冲击性能强。
文档编号H01L33/62GK202930429SQ20122043628
公开日2013年5月8日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者吉爱华, 张 杰, 吉志英 申请人:鄂尔多斯市荣泰光电科技有限责任公司