一种发光二极管封装结构及其制造方法与流程

本发明涉及发光二极管封装技术领域，特别是涉及一种发光二极管封装结构及其制造方法。

背景技术

发光二极管简称为led，其通常在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。其中，砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。按发光二极管的制备材料的化学性质又分有机发光二极管oled和无机发光二极管led。现有的发光二极管封装结构散热性能较差，因此，如何设计一种散热性能优异的发光二极管封装结构，是业界亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种发光二极管封装结构及其制造方法。

为实现上述目的，本发明提出的一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

1）在第一聚苯乙烯层的上表面粘结第一pen层，在所述第一pen层的上表面粘结第一丁苯橡胶层，在所述第一丁苯橡胶层的上表面粘结第二pen层，在所述第二pen层的上表面粘结第二丁苯橡胶层，在所述第二丁苯橡胶的上表面粘结第三pen层，在所述第三pen层的上表面粘结abs树脂层，以形成复合树脂板；

2）在所述复合树脂板中形成多个平行排列的条形沟槽，所述条形沟槽贯穿所述复合树脂板，接着在每个所述条形沟槽中均嵌入一个条形石墨块，所述石墨块的顶表面与所述复合树脂板的上表面齐平，所述石墨块的底表面与所述复合树脂板的下表面齐平；

3）接着在所述复合树脂板的下表面沉积第一氧化铝绝缘层，接着在所述第一氧化铝绝缘层的表面沉积导热金属层，接着在所述导热金属层上沉积第二氧化铝绝缘层，接着在所述复合树脂板的上表面沉积氮化硅绝缘层，接着在所述氮化硅绝缘层的表面沉积第三氧化铝绝缘层，所述第一氧化铝绝缘层的厚度为200-300纳米，所述导热金属层的厚度为0.5-5微米，所述第二氧化铝绝缘层的厚度为500-800纳米，所述氮化硅绝缘层的厚度为300-600纳米，所述第三氧化铝绝缘层的厚度为100-200纳米；多个所述条形石墨块在所述第一氧化铝绝缘层与所述氮化硅绝缘层之间形成多条导热通路，以形成复合导热基板；

4）在所述第三氧化铝绝缘层上沉积一导电金属层，并对所述导电金属层进行图案化处理以形成一电路布线层，所述导电金属层的厚度为300-800纳米；

5）在所述电路布线层上安装多个发光二极管芯片；

6）形成树脂封装胶层，所述树脂封装胶层完全包裹所述发光二极管芯片、所述电路布线层、所述复合导热基板的上表面和侧表面，所述复合导热基板的下表面暴露于所述树脂封装胶层，所述树脂密封层的材料包括聚苯乙烯40-60份、pen20-40份、丁苯橡胶15-30份、abs10-20份、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑0.3-0.6份、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯0.2-0.5份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3-0.8份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5-2份、2，5-二苯甲酰基过氧化-2，5-二甲基己烷0.1-0.3份、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷0.3-0.6份、碳纤维1-5份、氧化铝粉末1-2份、氮化硅粉末0.5-3份以及荧光粉1-5份；

7）在所述树脂封装胶层的上表面粘结pmma板。

作为优选，第一聚苯乙烯层的厚度为0.5-2毫米，所述第一、第二、第三pen层的厚度为0.5-1.5毫米，所述第一、第二丁苯橡胶层的厚度为1.5-2.5毫米，所述abs树脂层的厚度为400-800微米。

作为优选，所述条形沟槽的宽度为2-5毫米，所述条形沟槽的长度为1-4厘米，相邻条形沟槽之间的间距为2-5毫米，所述条形沟槽的尺寸与所述条形石墨块的尺寸相同。

作为优选，多个所述发光二极管芯片的安装方式为倒装，多个所述发光二极管芯片呈矩阵排列。

作为优选，所述pmma板的厚度为1-3毫米。

本发明还提出了一种发光二极管封装结构，所述发光二极管封装结构采用上述方法制备形成的。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的发光二极管封装结构采用复合树脂板作为承载基板，并通过在复合树脂板中开槽并嵌入条形石墨块，在复合树脂板的上下表面直接沉积多层导热绝缘层，通过优化各导热绝缘层的具体尺寸以及条形石墨块的具体尺寸，多个所述条形石墨块在所述第一氧化铝绝缘层与所述氮化硅绝缘层之间形成多条导热通路，以形成复合导热基板，有效降低承载基板的重量的同时确保其具有优异的导热性能。本发明的复合树脂板中多层硅橡胶层的设置使得复合树脂板具有优异的减震性能，本发明的发光二极管封装结构在发生碰撞时可以减少损坏的几率。本发明中树脂封装胶层含有的树脂基体与复合树脂板中的树脂基体相一致，进而使得本发明的发光二极管封装结构具有优异的密封性能，可以有效避免树脂封装胶层和复合树脂板剥离。通过优化本发明的发光二极管封装结构的具体结构，并优化各部件的具体工艺参数，使得本发明的发光二极管封装结构具有优异的密封性能、抗震性能、导热性能以及稳定性能，增长了其使用寿命。此外，本发明的制备方法过程简单，降低了生产能耗，易于工业化生产。

附图说明

图1为本发明的发光二极管封装结构的示意图。

图2为图1中沿a-b的截面示意图。

具体实施方式

本发明具体实施例提出的一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

1）在第一聚苯乙烯层的上表面粘结第一pen层，在所述第一pen层的上表面粘结第一丁苯橡胶层，在所述第一丁苯橡胶层的上表面粘结第二pen层，在所述第二pen层的上表面粘结第二丁苯橡胶层，在所述第二丁苯橡胶的上表面粘结第三pen层，在所述第三pen层的上表面粘结abs树脂层，以形成复合树脂板；

2）在所述复合树脂板中形成多个平行排列的条形沟槽，所述条形沟槽贯穿所述复合树脂板，接着在每个所述条形沟槽中均嵌入一个条形石墨块，所述石墨块的顶表面与所述复合树脂板的上表面齐平，所述石墨块的底表面与所述复合树脂板的下表面齐平；

3）接着在所述复合树脂板的下表面沉积第一氧化铝绝缘层，接着在所述第一氧化铝绝缘层的表面沉积导热金属层，接着在所述导热金属层上沉积第二氧化铝绝缘层，接着在所述复合树脂板的上表面沉积氮化硅绝缘层，接着在所述氮化硅绝缘层的表面沉积第三氧化铝绝缘层，所述第一氧化铝绝缘层的厚度为200-300纳米，所述导热金属层的厚度为0.5-5微米，所述第二氧化铝绝缘层的厚度为500-800纳米，所述氮化硅绝缘层的厚度为300-600纳米，所述第三氧化铝绝缘层的厚度为100-200纳米；多个所述条形石墨块在所述第一氧化铝绝缘层与所述氮化硅绝缘层之间形成多条导热通路，以形成复合导热基板；

4）在所述第三氧化铝绝缘层上沉积一导电金属层，并对所述导电金属层进行图案化处理以形成一电路布线层，所述导电金属层的厚度为300-800纳米，所述导电金属层的材质为铝或铜；

5）在所述电路布线层上安装多个发光二极管芯片；

6）形成树脂封装胶层，所述树脂封装胶层完全包裹所述发光二极管芯片、所述电路布线层、所述复合导热基板的上表面和侧表面，所述复合导热基板的下表面暴露于所述树脂封装胶层，所述树脂密封层的材料包括聚苯乙烯40-60份、pen20-40份、丁苯橡胶15-30份、abs10-20份、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑0.3-0.6份、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯0.2-0.5份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3-0.8份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5-2份、2，5-二苯甲酰基过氧化-2，5-二甲基己烷0.1-0.3份、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷0.3-0.6份、碳纤维1-5份、氧化铝粉末1-2份、氮化硅粉末0.5-3份以及荧光粉1-5份；7）在所述树脂封装胶层的上表面粘结pmma板。

其中，第一聚苯乙烯层的厚度为0.5-2毫米，所述第一、第二、第三pen层的厚度为0.5-1.5毫米，所述第一、第二丁苯橡胶层的厚度为1.5-2.5毫米，所述abs树脂层的厚度为400-800微米。所述条形沟槽的宽度为2-5毫米，所述条形沟槽的长度为1-4厘米，相邻条形沟槽之间的间距为2-5毫米，所述条形沟槽的尺寸与所述条形石墨块的尺寸相同。多个所述发光二极管芯片的安装方式为倒装，多个所述发光二极管芯片呈矩阵排列。所述pmma板的厚度为1-3毫米。

如图1所示，所述发光二极管封装结构包括复合树脂板，所述复合树脂板包括依次层叠的第一聚苯乙烯层11、第一pen层12、第一丁苯橡胶层13、第二pen层14、第二丁苯橡胶层15、第三pen层16以及abs树脂层17，所述复合树脂板中形成多个平行排列的条形沟槽18，所述条形沟槽18贯穿所述复合树脂板，每个所述条形沟槽18中均嵌入一个条形石墨块2，所述石墨块2的顶表面与所述复合树脂板的上表面齐平，所述石墨块2的底表面与所述复合树脂板的下表面齐平；所述复合树脂板的下表面形成有第一氧化铝绝缘层31、导热金属层32以及第二氧化铝绝缘层33，所述复合树脂板的上表面形成有氮化硅绝缘层34、第三氧化铝绝缘层35，多个所述条形石墨块2在所述第一氧化铝绝缘层31与所述氮化硅绝缘层34之间形成多条导热通路，以形成复合导热基板，在所述第三氧化铝绝缘层35上沉积一导电金属层，并对所述导电金属层进行图案化处理以形成一电路布线层4，所述电路布线层4上安装多个发光二极管芯片5，所述树脂封装胶层6完全包裹所述发光二极管芯片5、所述电路布线层4、所述复合导热基板的上表面和侧表面，所述复合导热基板的下表面暴露于所述树脂封装胶层6，在所述树脂封装胶层6的上表面形成有pmma板7。

实施例1：

一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

1）在第一聚苯乙烯层的上表面粘结第一pen层，在所述第一pen层的上表面粘结第一丁苯橡胶层，在所述第一丁苯橡胶层的上表面粘结第二pen层，在所述第二pen层的上表面粘结第二丁苯橡胶层，在所述第二丁苯橡胶的上表面粘结第三pen层，在所述第三pen层的上表面粘结abs树脂层，以形成复合树脂板；

2）在所述复合树脂板中形成多个平行排列的条形沟槽，所述条形沟槽贯穿所述复合树脂板，接着在每个所述条形沟槽中均嵌入一个条形石墨块，所述石墨块的顶表面与所述复合树脂板的上表面齐平，所述石墨块的底表面与所述复合树脂板的下表面齐平；

3）接着在所述复合树脂板的下表面沉积第一氧化铝绝缘层，接着在所述第一氧化铝绝缘层的表面沉积导热金属层，接着在所述导热金属层上沉积第二氧化铝绝缘层，接着在所述复合树脂板的上表面沉积氮化硅绝缘层，接着在所述氮化硅绝缘层的表面沉积第三氧化铝绝缘层，所述第一氧化铝绝缘层的厚度为250纳米，所述导热金属层的厚度为3微米，所述第二氧化铝绝缘层的厚度为700纳米，所述氮化硅绝缘层的厚度为400纳米，所述第三氧化铝绝缘层的厚度为150纳米；多个所述条形石墨块在所述第一氧化铝绝缘层与所述氮化硅绝缘层之间形成多条导热通路，以形成复合导热基板；

4）在所述第三氧化铝绝缘层上沉积一导电金属层，并对所述导电金属层进行图案化处理以形成一电路布线层，所述导电金属层的厚度为600纳米，所述导电金属层的材质为铝；

5）在所述电路布线层上安装多个发光二极管芯片；

6）形成树脂封装胶层，所述树脂封装胶层完全包裹所述发光二极管芯片、所述电路布线层、所述复合导热基板的上表面和侧表面，所述复合导热基板的下表面暴露于所述树脂封装胶层，所述树脂密封层的材料包括聚苯乙烯50份、pen30份、丁苯橡胶20份、abs15份、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑0.5份、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯0.3份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份、2，5-二苯甲酰基过氧化-2，5-二甲基己烷0.2份、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷0.5份、碳纤维3份、氧化铝粉末1.5份、氮化硅粉末2份以及荧光粉3份；

7）在所述树脂封装胶层的上表面粘结pmma板。

其中，第一聚苯乙烯层的厚度为1毫米，所述第一、第二、第三pen层的厚度为1毫米，所述第一、第二丁苯橡胶层的厚度为2毫米，所述abs树脂层的厚度为600微米。所述条形沟槽的宽度为4毫米，所述条形沟槽的长度为3厘米，相邻条形沟槽之间的间距为4毫米，所述条形沟槽的尺寸与所述条形石墨块的尺寸相同。多个所述发光二极管芯片的安装方式为倒装，多个所述发光二极管芯片呈矩阵排列。所述pmma板的厚度为2毫米。

实施例2

一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

1）在第一聚苯乙烯层的上表面粘结第一pen层，在所述第一pen层的上表面粘结第一丁苯橡胶层，在所述第一丁苯橡胶层的上表面粘结第二pen层，在所述第二pen层的上表面粘结第二丁苯橡胶层，在所述第二丁苯橡胶的上表面粘结第三pen层，在所述第三pen层的上表面粘结abs树脂层，以形成复合树脂板；

2）在所述复合树脂板中形成多个平行排列的条形沟槽，所述条形沟槽贯穿所述复合树脂板，接着在每个所述条形沟槽中均嵌入一个条形石墨块，所述石墨块的顶表面与所述复合树脂板的上表面齐平，所述石墨块的底表面与所述复合树脂板的下表面齐平；

3）接着在所述复合树脂板的下表面沉积第一氧化铝绝缘层，接着在所述第一氧化铝绝缘层的表面沉积导热金属层，接着在所述导热金属层上沉积第二氧化铝绝缘层，接着在所述复合树脂板的上表面沉积氮化硅绝缘层，接着在所述氮化硅绝缘层的表面沉积第三氧化铝绝缘层，所述第一氧化铝绝缘层的厚度为300纳米，所述导热金属层的厚度为2微米，所述第二氧化铝绝缘层的厚度为500纳米，所述氮化硅绝缘层的厚度为600纳米，所述第三氧化铝绝缘层的厚度为200纳米；多个所述条形石墨块在所述第一氧化铝绝缘层与所述氮化硅绝缘层之间形成多条导热通路，以形成复合导热基板；

4）在所述第三氧化铝绝缘层上沉积一导电金属层，并对所述导电金属层进行图案化处理以形成一电路布线层，所述导电金属层的厚度为800纳米，所述导电金属层的材质为铜；

5）在所述电路布线层上安装多个发光二极管芯片；

6）形成树脂封装胶层，所述树脂封装胶层完全包裹所述发光二极管芯片、所述电路布线层、所述复合导热基板的上表面和侧表面，所述复合导热基板的下表面暴露于所述树脂封装胶层，所述树脂密封层的材料包括聚苯乙烯40份、pen40份、丁苯橡胶30份、abs20份、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑0.6份、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯0.5份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5份、2，5-二苯甲酰基过氧化-2，5-二甲基己烷0.1份、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷0.3份、碳纤维5份、氧化铝粉末2份、氮化硅粉末1份以及荧光粉5份；

7）在所述树脂封装胶层的上表面粘结pmma板。

其中，第一聚苯乙烯层的厚度为0.5毫米，所述第一、第二、第三pen层的厚度为1.5毫米，所述第一、第二丁苯橡胶层的厚度为1.5毫米，所述abs树脂层的厚度为800微米。所述条形沟槽的宽度为2毫米，所述条形沟槽的长度为4厘米，相邻条形沟槽之间的间距为2毫米，所述条形沟槽的尺寸与所述条形石墨块的尺寸相同。多个所述发光二极管芯片的安装方式为倒装，多个所述发光二极管芯片呈矩阵排列。所述pmma板的厚度为1毫米。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。