专利名称：一种集散热板与电极于一体的散热器件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种散热器件，特别是一种集散热板与电极于一体的散热器件及其制 备方法。
背景技术：
LED被认为是21世纪最具发展前景的一种新型冷光源，LED产业是近年来被认为 最具有发展潜力的产业之一，大家都期待LED能够进入普通照明市场，成为新照明光源。随 着哥本哈根会议和低碳经济议题的发起，LED将大规模地进入普通照明市场，其经济产值已 超过百亿美元。LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，是比较理想的光 源去代替传统的光源，它具有广泛的用途及众多优点，如体积小、耗电量低、使用寿命长、 高亮度、低热量、环保、节能、坚固耐用等。LED的发光机理是靠PN结中的电子在能带间跃迁产生光能，当它在外加电场作用 下，电子与空穴的辐射复合发生电制作用将一部分能量转化为光能，而无辐射复合产生的 晶格震荡将其余的能量转化为热能。散热是限制LED照明灯具发展的一个重要方面，由于LED属于半导体发光器件，而 半导体器件随着自身温度的变化，其特性会有明显的变化。对于LED，结温的升高会导致器 件各个方面性能的变化与衰减。LED的理论寿命能达到十万小时以上，实际使用中，LED的 结温一般都比较高，70%的LED器件失效是由温度过高导致的，结温每升高10°C，LED的寿 命将减少一半，因此，解决LED散热问题是LED能够产业化的一个重点研究方面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种集散热板与电极于一体的散热器件及其 制备方法，解决芯片散热效果不好，使用寿命过短的问题。为实现上述目的，本发明提供了一种集散热板与电极于一体的散热器件，包括散 热板、固定在散热板上的LED芯片、涂覆在散热板上并完全覆盖LED芯片的荧光粉层、涂覆 在荧光粉层上的硅胶封装层，集成在散热板上的电极引脚，以及自电极引脚引出的电极引 线，其中，芯片的电极引脚与散热板直接相连。根据上述散热器件，本发明还提供一种集散热片与电极于一体的散热器件的制备 方法，用点胶机将芯片和电极引脚固定在散热板上；用超声金丝球焊机将LED芯片与电极 引脚之间形成良好接触；在散热板上涂覆荧光粉层，使荧光粉层完全覆盖LED芯片；最后， 在荧光粉层上涂覆硅胶封装层或装上外壳。本发明与现有技术相比，至少具有以下优点本发明将散热片与电极集成于一体， 更好地增加了芯片的散热，提高了芯片的使用寿命，由于直接将芯片电极封装到散热片上， 从而省去了支架，降低了成本，散热片的灵活设计、芯片的灵活排布，从而在保证散热较好 的情况，延长使用寿命使其产品外形更加美观，满足使用者的需求。同时在封装胶里添加了 纳米或微米粒子，从而扩大了发散角，增大了发光面积，使光线更加柔和、明亮。
图1是本发明散热器件的结构示意图；图2是图1的部分局部放大图。其中，1为散热板，2为LED芯片，3为荧光粉层，4为硅胶封装层，5为电极引脚，6 为电极引线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做详细描述如图1、2所示，本发明集散热板与电极于一体的散热器件包括散热板1、固定在 散热板1上的LED芯片2、涂覆在散热板1上并完全覆盖LED芯片2的荧光粉层3、涂覆在 荧光粉层3上的硅胶封装层4，集成在散热板1上的电极引脚5，以及自电极引脚5引出的 电极引线6。所述LED芯片2通过焊线串联、并联或混联等方式连接，并固定在散热板1上。所述荧光粉层3涂覆在散热板1上，并覆盖LED芯片2。所述硅胶封装层4由硅胶和纳米或微米粒子混合而成，其中，硅胶与纳米或微米 粒子的质量比为1 3 3 1，可增大发光的面积，增大发射角，同时，使光线变得柔和，且 均勻性良好；硅胶封装层4覆盖在荧光粉3层上，且硅胶封装层4的边缘稍大于荧光粉层3 的边缘。所述电极引脚5直接集成在散热板1上，更好地解决散热问题。本发明器件的制备方法包括以下步骤1.散热板设计根据具体使用需要，进行散热板的设计，可设计其形状、面积、厚
度等；2.散热板加工根据设计的具体参数对散热板进行加工；3.散热板清洗对加工好的散热片板进行清洗工作，以便使用。4.散热板上集成电极将加工好的散热板与电极引脚进行集成，使用导热不导电 的银胶使其具有良好的导热性且不会造成短路等情况，然后将芯片无支架直接封装到散热 片上，通过金线焊接将芯片与电极连接起来，再根据设计需要将各芯片以串联、并联、混联 等方式连接起来。5.散热板上固晶将进行过扩晶处理的LED芯片安置在刺晶台的夹具上，在显微 镜下利用刺晶笔将LED芯片一个一个地刺到相应的位置；6.金线焊接用超声金丝球焊机使金丝在LED芯片的电极和外部的电极引线键合 区之间形成良好的欧姆接触；7.点荧光粉将荧光粉直接点在散热板上，使荧光粉完全覆盖LED芯片；8.纳米粒子配光将添加有纳米或微米粒子并搅拌均勻的硅胶按照荧光粉的涂 覆区域封装到散热板上，形成硅胶封装层，其中，硅胶涂覆的区域的边缘稍大于荧光粉所在 区域的边缘；接着，将上述得到的器件在135°C固化1小时，即得发光二极管；9.安装外壳及测试安装LED的外壳，然后对得到的发光二极管LED进行光电参 数以及外形尺寸的测试。
在本发明中，由于将散热板与电极集成于一体，很好地提高了散热效率，简化了生 产步骤，降低了成本。通过在硅胶中添加有纳米或微米粒子，可以使LED有较好的出光效率 和均勻性。以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通 技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明 的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种集散热板与电极于一体的散热器件，其特征在于包括散热板(1)、固定在散热 板(1)上的LED芯片(2)、涂覆在散热板(1)上并完全覆盖LED芯片(2)的荧光粉层(3)、 涂覆在荧光粉层⑶上的硅胶封装层(4)，集成在散热板上的电极引脚(5)，以及自电极引 脚(5)引出的电极引线(6)，其中，芯片的电极引脚(5)与散热板⑴直接相连。
2.如权利要求1所述的一种集散热板与电极于一体的散热器件，其特征在于所述硅 胶封装层(4)由按照质量比为1 3 3 1的硅胶和纳米或微米粒子混合而成。
3.如权利要求1所述的一种集散热板与电极于一体的散热器件，其特征在于所述散 热板为铝、铜、银金属或非金属具有良好散热性能的材料。
4.如权利要求1所述的一种集散热板与电极于一体的散热器件，其特征在于所述硅 胶封装层覆盖的区域大于荧光粉层的区域。
5.根据权利要求1所述的集散热板与电极于一体的散热器件的制备方法，其特征在 于用点胶机将芯片和电极引脚固定在散热板上；用超声金丝球焊机将LED芯片与电极引 脚之间形成良好接触；在散热板上涂覆荧光粉层，使荧光粉层完全覆盖LED芯片；最后，在 荧光粉层上涂覆硅胶封装层或装上外壳。
6.如权利要求5所述的一种集散热板与电极于一体的散热器件的制备方法，其特征在 于所述芯片之间采用串联、并联、混联中的任一种连接方式。
7.如权利要求5所述的一种集散热板与电极于一体的散热器件的制备方法，其特征在 于所述散热板与电极引脚通过导热不导电的银胶连接于一体。
全文摘要
本发明提供了一种集散热板与电极于一体的散热器件及其制备方法，所述散热器件包括散热板(1)、固定在散热板(1)上的LED芯片(2)、涂覆在散热板(1)上并完全覆盖LED芯片(2)的荧光粉层(3)、涂覆在荧光粉层(3)上的硅胶封装层(4)，集成在散热板上的电极引脚(5)，以及自电极引脚(5)引出的电极引线(6)。其中，硅胶封装层(4)由硅胶和纳米或硅胶和微米粒子混合而成。本发明散热器件中，所述散热板直接与电极引脚相连，从而提高了芯片的散热效率，改善了一直以来由于散热问题而导致器件使用寿命过短的情况，同时，由于省去了支架，降低了生产成本，更加利于商业化生产。
文档编号H01L33/56GK102110762SQ20101056111
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者张方辉, 毕长栋 申请人:陕西科技大学