專利名稱：一種led高導熱絕緣基座封裝的器件的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及LED器件封裝技術(shù)及集成電路芯片的制造技術(shù)，尤其是涉及一種高功率LED燈芯片基座采用高導熱絕緣基座封裝的制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
LED新型光源所具有的節(jié)能、環(huán)保、壽命長、啟動速度快、能控制發(fā)光光譜和禁止帶幅的大小使亮度更高等優(yōu)點，使得傳統(tǒng)光源無法與其比擬而得到了空前發(fā)展。伴隨著對增加LED燈發(fā)光量的實際需求，高功率LED燈芯片應運而生。隨之而來的問題是，對于LED燈而言，所輸入電能的80%都以熱的形態(tài)消耗掉。如果不能及時快速地將 LED燈芯片產(chǎn)生的這些熱量散發(fā)出去，溫升效應不僅使LED燈的光輸出大打折扣，而且LED 芯片的壽命也將會大幅降低。LED燈的傳統(tǒng)制作技術(shù)，是從單個LED燈芯片與基座封裝的角度考慮設計散熱方法和結(jié)構(gòu)的。這種設計方法的缺點是用于散熱效果最好散熱方式——熱傳導的材料體積小、熱傳導散熱面積小，基座間空氣流動通道紊亂，散熱效率低；基座需加工多個細小通孔制作工藝復雜，制作成本高；貴重金屬材料銀、鎢、鉬等消耗量大。例如中國實用新型專利 CN 101252162A《一種高功率LED陶瓷封裝基座》就存在上述問題。特別要指出的是，現(xiàn)有技術(shù)中的大功率LED器件，LED燈芯片與金屬基座都是電氣連通的，為提高金屬基座到散熱器的導熱能力，可以將金屬基座與散熱器直接相連，當這樣的大功率LED器件用于路燈、工廠照明等場合，雷電以及工廠復雜的高壓電氣感應，往往會將高于20%的器件擊穿損壞，這在LED燈具維修時已經(jīng)被反復證實。如要解決這個問題，則需要在LED金屬基座與散熱器之間加一個絕緣材料，由于不能緊密接觸和絕緣材料的導熱系數(shù)很低，因此解決LED燈芯片耐擊穿和提高導熱能力之間的矛盾問題是一個亟待解決的課題。

實用新型內(nèi)容為了解決已有技術(shù)中存在的LED燈芯片耐擊穿問題，本實用新型提出了一種LED 高導熱絕緣基座封裝的器件。本實用新型通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)設計制造一種LED高導熱絕緣基座封裝的器件，所述器件包括絕緣導熱板；金屬散熱器；LED燈芯片；所述絕緣導熱板的上表面有采用鍍或燒結(jié)工藝制作的一層可焊接金
屬第一基面；在所述絕緣導熱板的下表面，有采用鍍或燒結(jié)工藝制作的一層可焊接金屬第二基 所述可焊接金屬第一基面與可焊接金屬第二基面之間彼此絕緣；[0014]所述金屬散熱器的頂面有一層可焊接金屬第三基面；所述可焊接金屬第三基面與可焊接金屬第二基面之間焊接或金屬連接，使所述絕緣導熱板與所述金屬散熱器連接成一體；所述LED燈芯片焊接在可焊接金屬第一基面上。所述絕緣導熱板的結(jié)構(gòu)包括在導熱系數(shù)高于30的高導熱陶瓷薄片的兩面制備可焊接金屬第一基面和可焊接金屬第二基面的薄層。所述絕緣導熱板之上制備一只以上的LED燈芯片。LED燈芯片與可焊接金屬第一基面之間可以用高熱銀膠粘接的方式實現(xiàn)連接。與已有技術(shù)相比較，本實用新型的優(yōu)點是用本實用新型制作的LED燈器件，LED燈芯片與金屬散熱器之間絕緣，一層絕緣導熱板既有高的導熱系數(shù)，又有極高的電氣隔離效果，從而解決了大功率LED燈器件不耐高壓的問題，為大功率LED燈器件在路燈、工廠照明進一步推廣應用，減少維修率提供了保證。

圖1為本實用新型多個LED燈芯片的LED高導熱絕緣基座封裝的器件示意圖。附圖標號說明1絕緣導熱板。11可焊接金屬第一基面。12可焊接金屬第二基面。2金屬散熱器。21可焊接金屬第三基面。3焊錫膏。4 LED 燈芯片。5焊錫膏。
具體實施方式
為了進一步說明本實用新型，現(xiàn)結(jié)合附圖所示的本實用新型的一個優(yōu)選實施例進行詳細說明，然而所述實施例僅為提供說明與解釋之用，不能用來限制本實用新型的專利保護范圍。如圖1所示，設計制造一種LED高導熱絕緣基座封裝的器件，所述器件包括絕緣導熱板1 ；金屬散熱器2 ；LED燈芯片4 ；所述絕緣導熱板1的上表面有采用鍍或燒結(jié)工藝制作的一層可焊接金屬第一基面11 ；在所述絕緣導熱板1的下表面，有采用鍍或燒結(jié)工藝制作的一層可焊接金屬第二基面12 ；所述可焊接金屬第一基面11與可焊接金屬第二基面12之間彼此絕緣；所述金屬散熱器2的頂面有一層可焊接金屬第三基面21 ；所述可焊接金屬第三基面21與可焊接金屬第二基面12之間焊接或金屬連接，使所述絕緣導熱板1與所述金屬散熱器2連接成一體；所述LED燈芯片4焊接在可焊接金屬第一基面11上。所述絕緣導熱板1的結(jié)構(gòu)包括在導熱系數(shù)高于30的高導熱陶瓷薄片的兩面制備可焊接金屬第一基面11和可焊接金屬第二基面12的薄層。所述絕緣導熱板1之上制備一只以上的LED燈芯片4。LED燈芯片4與可焊接金屬第一基面11之間可以用高熱銀膠粘接的方式實現(xiàn)連接。圖1的實施例中金屬散熱器2為有翅片形式，在其他實施方式中，金屬散熱器2可以做成其他形狀。金屬散熱器2除了采用鋁合金、銅，還可以采用其他導熱性能好的材料。本實用新型可以做成大面積多只LED燈芯片4的工件，然后進行切割，分成小的單兀。本實用新型可以利用電鍍、釬焊、燒結(jié)、濺射等現(xiàn)有技術(shù)來實現(xiàn)可焊接金屬基面的附著，所述絕緣導熱板1可以選用的材料較多，在此不一一例舉。本實用新型可以根據(jù)實際需要自由選取基座的大小，由于基座的材料充滿LED燈芯片附近的空間，本實用新型工作時，LED燈芯片產(chǎn)生的熱量，以傳熱效率最高的熱傳導方式，通過所述絕緣導熱板與散熱器快速傳導出去。本實用新型在封裝高導熱絕緣基座時有兩種工藝，第一種工藝包括如下步驟①、制備一塊絕緣導熱板1，在所述絕緣導熱板1的上表面，在預先設計的預設位置，采用鍍或燒結(jié)工藝制作一層可焊接金屬第一基面11 ；在所述絕緣導熱板1的下表面，采用鍍或燒結(jié)工藝制作一層可焊接金屬第二基面12 ；所述可焊接金屬第一基面11與可焊接金屬第二基面12之間彼此絕緣；②、制備一金屬散熱器2，在所述金屬散熱器2的頂面制作一層可焊接金屬第三基面21，該基面能夠進行錫焊或金屬連接；③、在絕緣導熱板1的可焊接金屬第一基面11預設位置上涂覆高溫錫膏，該高溫錫膏熔化溫度> 2500C，然后將LED燈芯片4鍍有金屬層的底部放置在高溫錫膏上，并緊密接觸；再將絕緣導熱板1與LED燈芯片4 一同加熱到250°C以上，使LED燈芯片4和絕緣導熱板1焊接在一起；然后將金絲線焊接在LED燈芯片4電極與絕緣導熱板1上的可焊接金屬第一基面11上的線路上，或?qū)⒔鸾z線焊接在相鄰LED燈芯片 4的電極上形成LED燈的電流同路；然后將與膠水混合好的熒光粉涂覆在LED燈芯片4上， 形成一個完整的LED封裝；④、然后在所述金屬散熱器2的可焊接金屬第三基面21上，涂覆低溫焊錫膏，其熔化溫度180°C 249°C，然后將所述LED封裝中的絕緣導熱板1的可焊接金屬第二基面12與所述低溫焊錫膏緊密接觸，將他們共同加熱到低溫焊錫膏的熔化溫度，使所述絕緣導熱板1與所述金屬散熱器2焊接成一體。步驟①所述的絕緣導熱板1，用高導熱陶瓷制作，所述高導熱陶瓷包括導熱系數(shù)高于30的氧化鋁、氮化鋁；所述可焊接金屬第一基面11、可焊接金屬第二基面12、可焊接金屬第三基面21的金屬材料包括金、銀、銅、鎳；[0061]所述金屬散熱器2的材料包括鋁合金、鋼、銅、高導熱陶瓷。所述絕緣導熱板1之上制備一只以上的LED燈芯片4。LED燈芯片4與可焊接金屬第一基面11之間還可以用高熱銀膠粘接的方式實現(xiàn)連接。第二種工藝，步驟如下①、制備一塊絕緣導熱板1，在所述絕緣導熱板1的上表面，在預先設計的預設位置，采用鍍或燒結(jié)工藝制作一層可焊接金屬第一基面11 ；在所述絕緣導熱板1的下表面，采用鍍或燒結(jié)工藝制作一層可焊接金屬第二基面12 ；所述可焊接金屬第一基面11與可焊接金屬第二基面12之間彼此絕緣；②、制備一金屬散熱器2，在所述金屬散熱器2的頂面制作一層可焊接金屬第三基面21，該基面能夠進行錫焊或金屬連接；③、然后在金屬散熱器2的可焊接金屬第三基面21上涂覆高溫錫膏，其熔點> 250°C，再將絕緣導熱板1的可焊接金屬第二基面12放在高溫錫膏上，緊密接觸，一同加熱到高于250°C，將他們焊接在一起；④、然后在絕緣導熱板1上有預設線路的可焊接金屬第一基面11預設位置上涂覆低溫錫膏，其熔化溫度180°C 249°C，然后將LED燈芯片4的金屬面放置在低溫錫膏上，然后一同加熱到錫膏的熔化溫度，將他們焊接在一起，然后再將金絲線焊接在LED燈芯片4電極與絕緣導熱板1上的可焊接金屬第一基面11上的線路上，或?qū)⒔鸾z線焊接在相鄰LED燈芯片4的電極上形成LED燈的電流通路，最后再在絕緣板的芯片上涂覆熒光粉。本實用新型圓滿解決了 LED燈具耐擊穿技術(shù)問題。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種LED高導熱絕緣基座封裝的器件，其特征在于，所述器件包括絕緣導熱板(1)；金屬散熱器(2);LED燈芯片(4);所述絕緣導熱板(1)的上表面有采用鍍或燒結(jié)工藝制作的一層可焊接金屬第一基面(11);在所述絕緣導熱板(1)的下表面，有采用鍍或燒結(jié)工藝制作的一層可焊接金屬第二基面(12)；所述可焊接金屬第一基面(11)與可焊接金屬第二基面(12)之間彼此絕緣；所述金屬散熱器(2)的頂面有一層可焊接金屬第三基面(21)；所述可焊接金屬第三基面(21)與可焊接金屬第二基面(12)之間焊接或金屬連接，使所述絕緣導熱板(1)與所述金屬散熱器(2)連接成一體；所述LED燈芯片(4)焊接或金屬連接在可焊接金屬第一基面(11)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED高導熱絕緣基座封裝的器件，其特征在于所述絕緣導熱板(1)的結(jié)構(gòu)包括在導熱系數(shù)高于30的高導熱陶瓷薄片的兩面制備可焊接金屬第一基面(11)和可焊接金屬第二基面(12)的薄層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED高導熱絕緣基座封裝的器件，其特征在于所述絕緣導熱板(1)之上制備一只以上的LED燈芯片(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED高導熱絕緣基座封裝的器件，其特征在于LED燈芯片(4)與可焊接金屬第一基面(11)之間用高熱銀膠粘接的方式實現(xiàn)連接。
專利摘要一種LED高導熱絕緣基座封裝的器件，所述器件包括絕緣導熱板，金屬散熱器，LED燈芯片；所述絕緣導熱板的上下表面有可焊接金屬第一基面與可焊接金屬第二基面，彼此之間絕緣；所述金屬散熱器的頂面有一層可焊接金屬第三基面；所述可焊接金屬第三基面與可焊接金屬第二基面之間焊接，使所述絕緣導熱板與所述金屬散熱器焊接成一體；所述LED燈芯片焊接在可焊接金屬第一基面上。用本實用新型制作的LED燈器件，LED燈芯片與金屬散熱器之間絕緣，一層絕緣導熱板既有高的導熱系數(shù)，又有極高的電氣隔離效果，從而解決了大功率LED燈器件不耐高壓的問題，為大功率LED燈器件在路燈、工廠照明進一步推廣應用，減少維修率提供了保證。
文檔編號H01L25/075GK202058730SQ20112014434
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者王樹全 申請人:珠海市經(jīng)典電子有限公司