专利名称：一种大功率led封装基座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大功率LED封装陶瓷基座，特别适合于SMT的高导热，高布线 精度的陶瓷基座。
背景技术：
随着LED材料外延技术和芯片工艺的快速进展，使得LED的发光效率迅速提高，可 以相信，不久将来，LED将代替传统光源成为21世纪的绿色照明光源。目前大功率LED普遍采用铝基板或铜基板作为布线散热板，该类基板的两点不足 制约了大功率LED的散热性和抗热冲击能力。一是基板用的绝缘胶层，它是一种导热系数 很低的有机环氧类物质，热阻高，二是基板材料比LED芯片高几倍的热膨胀系数，使得LED 芯片在开启和关闭的瞬间承受着一百多度的温度变化而产生的热应力。致使芯片热歪斜、 开裂或引线断开。公开CN201187741Y说明书中叙述了一种阵列式LED封装结构，所述结构特征在于 利用现有的金属封装基座，例如T0-3等，通过玻璃绝缘型的外电极插针，实现LED封装结构 的内部电路的外连。显然这种封装结构不能用于SMT的场合，同时结构中使用金锡焊料，导 电银胶等材料，既增加成本，又对散热带来不利影响。
发明内容本发明解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型的目的是提供一种大功率LED封装基座，要解决的技术问题是既要提 升产品性能和可靠性，又要适合于SMT的安装要求。本实用新型采用以下技术方案一种大功率LED封装基座，包括陶瓷布线板和带 有布线的纯铜热沉或带有布线的铝碳化硅热沉以及电极片。陶瓷布线板和金属基热沉布线 板及电极片采用软钎焊实现电气互连和机械连接，构成热阻极小的散热通路。所述陶瓷布 线板由陶瓷板和铜布线层构成，陶瓷材料由氧化铝或氮化铝或碳化硅组成。陶瓷板(1)的 上表面设有LED芯片焊接区(2)和正负电极键合区(3)，陶瓷基板(1)的下表面设有散热焊 接区(7)和正负电极焊接区(4)，正负电极键合区(3)和正负电极焊接区(4)的电气互连由 陶瓷板的通孔(5)的内壁上的铜层(6)实现。本实用新型的另一个特征是所述的纯铜布线 层采用化学镀、电镀及烧结工艺实现。所述纯铜布线层与陶瓷基体不仅有物理结合力，而且 还有化学结合力，附着牢固。所述纯铜布线层的厚度是0. 018mm至0. 2mm，最好是0. 035mm 至0. 1mm，布线的最小宽度和间距可达0. 15mm。所述带有布线的铜热沉(8)或带有布线的 铝碳化硅热沉(8)。其布线(9)分布在热沉(8)上表面的周边。电极片(10)由铜片冲压而 成。本实用新型的一种大功率LED封装基座是采用软钎料将陶瓷布线板，金属基热沉布线 板和电极片软钎焊而成。本实用新型的生产工艺流程简述如下 本实用新型的一种大功率LED封装基座的有益效果是不仅显著提高大功率LED 封装基座的导热能力，而且可以和LED芯片实现匹配连接，提升产品的抗热冲击能力，解决 LED芯片的热歪斜、裂纹和引线断开的技术难题，还可以实现大功率LED的SMT安装。本实用新型具有以下特点(1)导热性好。所述基座选材全部是热的良导体，在散热通路上避免了低导热系数 的有机环氧类物质。(2)匹配性高。本实用新型采用铜金属化的陶瓷材料，热沉采用铜和铝碳化硅材 料。因为LED芯片、陶瓷、热沉的热膨胀系数相近，在大功率LED产品制造和使用期间，可以 经受住热冲击，确保产品性能的可靠性并延长使用寿命。(3)适合于SMT。本实用新型的一种大功率LED封装基座，由于热沉表面是可焊性 很好的铜或镀镍铝碳化硅，他们很容易和散热器焊接或压接。(4)适合多芯片安装。本实用新型的一种大功率LED封装基座，可以安装多个大功 率LED芯片，实现阵列式结构，有效提高功率密度和LED的发光效率。(5)布线精度高，适合于LED芯片细线键合。本实用新型的一种大功率LED基座 的陶瓷基板上表面铜层厚度可控制在0.035mm至0. Imm范围。因此布线宽度和间距可达到 0. 15mm，铜层表面光滑，细丝键合强度高且稳定。
以下结合附图
和实施例对本实用新型进一步说明。 附图是本实用新型的实施例的整体结构剖视示意图 图中1陶瓷板2芯片焊接区3引线键合区
4正负电极焊接区 5通孔6通孔内壁铜层
7散热焊接区8热沉(铜或铝碳化硅)
9外电极焊接区 10电极片
具体实施方式
实施例1参见附图，陶瓷板(1)经清洗和预处理后，整体化学镀铜0.005mm并立即进行第一 次电镀铜，铜的厚度达0.01mm。经过图形化处理，再进行第二次电镀铜，使附图中的(2)， (3)，(4)，(6)，(7)焊接区的铜层加厚到0.018mm至0.2mm，最好是0.035mm至0. 1mm，然后 去除导电用的铜底层，清洗后，对铜层进行烧结，经过激光加工即可获得不同规格的大功率 LED陶瓷布线板。热沉铜板(8)经清洗后在其上表面涂绝缘胶层，放置铜箔，热压后形成铜 基板，然后对其图形化处理，在其周边形成布线(9)，得到铜基热沉布线板。将冲制成形的 铜电极片(10)清洗。最后用软钎料将陶瓷布线板、铜基热沉布线板以及电极片钎焊成一整 体。即得到本实用新型的一种大功率LED封装基座。
4[0025]实施例2本实施例和实施例1不同之处在于将铜热沉板(8)改成铝碳化硅板，铝碳化硅热 沉板(8)的上表面涂绝缘胶层后热压铜箔，经图形化后制成带布线(9)的铝碳化硅基热沉 布线板，再镀镍.其余和实施例1 一样。该实施例制得的大功率LED封装基座，其特征在于铝碳化硅热沉(8)与陶瓷板(1) 匹配，抗热冲击能力更强。以上所述，仅是本实用新型的一种大功率LED封装基座的两个较佳的实施例而 已，并非对本实用新型的技术范围作出任何限制，凡是依据本实用新型的技术实质对上述 实施例做任何细微修改，等同变化，修饰，均仍属本实用新型技术内容之范围。
权利要求一种大功率LED封装陶瓷基座，其特征在于所述基座由陶瓷布线板、金属基热沉布线板和电极片软钎焊而成，所述陶瓷布线板由陶瓷板(1)和纯铜布线层组成，所述金属基热沉布线板由铜板或铝碳化硅板构成，所述电极片由铜片冲压制造。
2.根据权利要求1所述的一种大功率LED封装陶瓷基座，其特征在于所述的陶瓷板 (1)由氧化铝、氮化铝或碳化硅材料组成，所述纯铜布线层采用化学镀、电镀或烧结制成，所 述纯铜布线层的厚度范围是0. 018mm至0. 2mm。
3.根据权利要求2所述的一种大功率LED封装陶瓷基座，其特征在于所述陶瓷板(1) 上表面设有芯片焊接区(2)和正负电极键合区(3)，所述陶瓷板(1)下表面设有散热焊接 区(7)和正负电极焊接区(4)，所述陶瓷板(1)上表面的正负电极键合区(3)和所述陶瓷板 (1)下表面的正负电极焊接区(4)的电气互连由陶瓷板(1)通孔(5)内壁上的铜层(6)实 现。
专利摘要本实用新型涉及到一种大功率LED封装陶瓷基座。所述基座由陶瓷布线板和金属基热沉布线板及电极片构成。陶瓷布线板又由陶瓷板和纯铜金属布线构成。陶瓷板由氧化铝或氮化铝或碳化硅组成，纯铜布线由化学镀、电镀、烧结工艺制造。纯铜层厚度是0.018mm至0.2mm，最好0.035mm至0.1mm。金属基热沉布线板由铜板或铝碳化硅板构成，其布线是在热沉上热压铜箔和绝缘胶后再图形化。电极片由铜片冲压制造，最后用软钎料将陶瓷布线板、热沉布线板、电极片钎焊组装而成一种大功率LED封装基座。本实用新型的有益效果是显著提高大功率LED的导热能力，提升LED产品抗热冲击能力，还可以实现大功率LED的SMT安装。
文档编号H01L33/00GK201655833SQ20092007078
公开日2010年11月24日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者姜霞, 张成邦 申请人:张成邦;姜霞