一種全方位出光的高效led模組器件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種全方位出光的高效LED模組器件。它包括藍(lán)寶石基板，藍(lán)寶石基板上設(shè)置有LED芯片，LED芯片的上、下兩層均鍍有DLC透明導(dǎo)熱薄膜，待固定芯片一側(cè)上鍍有DLC透明導(dǎo)熱薄膜，LED芯片的下層DLC透明導(dǎo)熱薄膜上制作有預(yù)制電路或作為與外部電源連接引線的預(yù)制金屬電極。本實(shí)用新型采用藍(lán)寶石作為多芯片模組基板，可以實(shí)現(xiàn)全方位出光；在藍(lán)寶石基板上鍍上DLC透明導(dǎo)熱薄膜，可大幅度改善LED模組的散熱性能。
【專利說明】一種全方位出光的高效LED模組器件
[0001](一)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實(shí)用新型屬于LED封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種全方位出光的高效LED模組器件。
[0003](二)【背景技術(shù)】
[0004]LED具有高光效、低耗能、長壽命、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是最理想的傳統(tǒng)光源替代品。然而，目前LED燈在發(fā)光效率、散熱、燈具重量等方面還存在許多問題，其中，阻礙LED性能提升的最大瓶頸就是散熱。傳統(tǒng)的LED結(jié)構(gòu)光源封裝方式中，低功率LED多芯片封裝結(jié)構(gòu)，由于發(fā)熱量不大，采用PCB基板做支架即可。而高功率LED，為滿足其散熱要求，常采用MCPCB基板，陶瓷基板或DCB基板。其中散熱性能較好的就是MCPCB封裝，即在導(dǎo)熱性好的金屬基底上依次制作絕緣層和電路層，再將將芯片或燈珠連接于其上。芯片產(chǎn)生的熱量需要通過絕緣層才能傳導(dǎo)到導(dǎo)熱金屬基底上。然而，絕緣層一般由高分子材料制成，其導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.2^0.5W/mK，嚴(yán)重影響整體的導(dǎo)熱效果，造成芯片產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散出。尤其對(duì)于高功率芯片或芯 片模組來說，其散熱性能遠(yuǎn)達(dá)不到要求。
[0005]另外，由于傳統(tǒng)封裝基板不透光，光源所發(fā)出的光無法從背面射出，必須經(jīng)過多次反射和吸收后才能從正面射出，造成外量子效率低，進(jìn)而降低LED模組甚至整燈的出光效率低，且出光角度小。
[0006]類金剛石薄膜(DLC)是具有SP2和SP3雜化的碳原子空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的非晶碳膜，具有高光學(xué)透過性、導(dǎo)熱性、絕緣性、抗化學(xué)腐蝕性及耐磨性等優(yōu)異的性能，其超過熱導(dǎo)率400ff/m.K。已有關(guān)于用DLC薄膜取代傳統(tǒng)金屬電路與金屬基板之間的高分子材料絕緣層的研究，可有效的提高絕緣層的熱導(dǎo)率。但該結(jié)構(gòu)同樣存在傳統(tǒng)封裝基板因不透光而帶來的出光角度小、產(chǎn)生熱量較多等一系列問題。
[0007](三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用藍(lán)寶石的優(yōu)異的透光性及熱膨脹系數(shù)與DLC薄膜相匹配等優(yōu)勢，提供一種高可靠性的全方位出光的高效LED模組器件。
[0009]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:它包括藍(lán)寶石基板，藍(lán)寶石基板上設(shè)置有LED芯片，LED芯片的上、下兩層均鍍有DLC透明導(dǎo)熱薄膜，待固定芯片一側(cè)上鍍有DLC透明導(dǎo)熱薄膜，LED芯片的下層DLC透明導(dǎo)熱薄膜上制作有預(yù)制電路或作為與外部電源連接引線的預(yù)制金屬電極。
[0010]本實(shí)用新型還有這樣一些技術(shù)特征:
[0011]1、所述的藍(lán)寶石基板為雙面藍(lán)寶石拋光片，拋光片為長方形、正方形或圓形；
[0012]2、所述的LED芯片為至少一組相同光色或不同光色芯片，芯片之間通過導(dǎo)線或預(yù)制電路實(shí)現(xiàn)相互連接；
[0013]3、所述的LED芯片以正裝或倒裝的形式固定在DLC透明導(dǎo)熱薄膜上；
[0014]4、所述的LED芯片用固晶膠或共晶焊固定在DLC透明導(dǎo)熱薄膜上；
[0015]5、所述的DLC透明導(dǎo)熱薄膜外部包覆有熒光膠或均勻噴涂的熒光粉。
[0016]本實(shí)用新型公開了一種LED模組器件結(jié)構(gòu)，具體涉及一種以藍(lán)寶石為基板，以DLC薄膜改善器件散熱性能的高可靠性、全方位出光的高效LED模組器件。本實(shí)用新型以藍(lán)寶石拋光片做芯片封裝基板，在藍(lán)寶石基板待固定芯片一側(cè)上鍍有DLC透明導(dǎo)熱薄膜。在DLC透明導(dǎo)熱薄膜上制作預(yù)制電路，或僅在基板兩端DLC透明導(dǎo)熱薄膜上制作預(yù)制金屬電極，作為與外部電源連接的引線。將至少一組芯片固定在DLC透明導(dǎo)熱薄膜上，芯片之間及兩端芯片電極與預(yù)制金屬電極之間通過導(dǎo)線或預(yù)制電路實(shí)現(xiàn)相互連接。在藍(lán)寶石基板固定芯片一側(cè)再鍍上一層DLC透明導(dǎo)熱薄膜，形成夾層結(jié)構(gòu)，至此形成一個(gè)裸LED發(fā)光模組。如芯片所發(fā)出的光需要進(jìn)行光色轉(zhuǎn)換，則在整個(gè)結(jié)構(gòu)外部包覆熒光膠或均勻噴涂上一層熒光粉。本實(shí)用新型采用藍(lán)寶石作為多芯片模組基板，可以實(shí)現(xiàn)全方位出光；在藍(lán)寶石基板上鍍上DLC透明導(dǎo)熱薄膜，可大幅度改善LED模組的散熱性能，且雙層DLC薄膜結(jié)構(gòu)散熱性優(yōu)于單層薄膜結(jié)構(gòu)；DLC透明導(dǎo)熱薄膜的熱膨脹系數(shù)與藍(lán)寶石接近，封裝更加安全可靠；該結(jié)構(gòu)有利于減少光的全反射，提聞光提取效率，同時(shí)減小熱量的廣生。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:1)采用藍(lán)寶石表面加工晶片作為多芯片模組基板，有源層發(fā)出的光線可以透過基板，使LED芯片模組可以全方位出光；2)類金剛石薄膜(DLC)具有優(yōu)異的導(dǎo)熱、絕緣性能，在藍(lán)寶石上鍍上DLC透明導(dǎo)熱薄膜，芯片產(chǎn)生的熱量可以直接傳導(dǎo)到DLC薄膜，進(jìn)而通過兩端金屬電極快速導(dǎo)出?？纱蠓雀纳芁ED模組的散熱性能，有效地降低芯片PN結(jié)溫度，避免芯片因過熱而損壞；3) LED芯片上下都被DLC透明導(dǎo)熱薄膜包圍，上部DLC透明導(dǎo)熱薄膜起到導(dǎo)熱及保護(hù)芯片的雙重作用，散熱性優(yōu)于單層薄膜結(jié)構(gòu)；4)DLC透明導(dǎo)熱薄膜的熱膨脹系數(shù)與藍(lán)寶石接近，提高了封裝的可靠性；5)DLC薄膜的折射率介于半導(dǎo)體材料與藍(lán)寶石之間，有利于降低芯片發(fā)出的光發(fā)生全反射的可能，提高光提取效率，同時(shí)減小熱量的產(chǎn)生。
[0018](四)【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為剖面圖。
[0021](五)【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0023]結(jié)合圖1-2，本實(shí)施例中的全方位出光高光效LED模組器件為長條形，圖1為LED器件在長度方向上的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為寬度方向的剖面圖。該器件由藍(lán)寶石基板1、DLC透明導(dǎo)熱薄膜2、預(yù)制金屬電極3、芯片4、導(dǎo)線5和熒光膠6組成。實(shí)施例中藍(lán)寶石基板I為長條形藍(lán)寶石拋光片，晶片長度lO-lOOmm，寬度0.1-lOmm，厚度0.2_2mm。表面經(jīng)過加工處理后，表面粗糙度為Ra0.l-400nm。用PECVD方法在藍(lán)寶石基板一側(cè)表面鍍上一層DLC透明導(dǎo)熱薄膜2，在藍(lán)寶石基板兩端DLC透明導(dǎo)熱薄膜上制作上金屬電極3，用做與外部電源連接的引線。用固晶膠將一組芯片4粘在DLC透明導(dǎo)熱薄膜上。芯片之間通過導(dǎo)線5相互連接，芯片組兩端電極用導(dǎo)線與預(yù)制金屬電極3連接。在粘接好芯片的藍(lán)寶石基板上再鍍上一層DLC透明導(dǎo)熱薄膜，最后在除了預(yù)留金屬電極以外的整個(gè)LED模組器件外部包覆一層熒光膠6，至此制作完成長條形全方位高光效LED模組器件。
[0024]該LED模組器件結(jié)構(gòu)中，芯片所發(fā)出的光可以全方位發(fā)出，且DLC透明導(dǎo)熱薄膜熱導(dǎo)率高，芯片產(chǎn)生的熱量可以很快通過DLC透明導(dǎo)熱薄膜傳導(dǎo)到金屬電極，進(jìn)而向外導(dǎo)出。另外，DLC透明導(dǎo)熱薄膜折射率為18-2.2，介于半導(dǎo)體材料與藍(lán)寶石之間，可以減少光的全反射，增加出光率，減小熱量產(chǎn)生。通過以上結(jié)構(gòu)可以獲得全方位出光的高效LED模組器件。
[0025]本實(shí)用新型僅對(duì)一種LED模組器件進(jìn)行了介紹，該介紹只適用于對(duì)本實(shí)用新型原理的理解。因此，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不脫離本實(shí)用新型的本質(zhì)特征的情況下，是可能對(duì)實(shí)施例進(jìn)行變形和改變的，所有這些變形和改變都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種全方位出光的高效LED模組器件，其特征在于它包括藍(lán)寶石基板，藍(lán)寶石基板上設(shè)置有LED芯片，LED芯片的上、下兩層均鍍有DLC透明導(dǎo)熱薄膜，待固定芯片一側(cè)上鍍有DLC透明導(dǎo)熱薄膜，LED芯片的下層DLC透明導(dǎo)熱薄膜上制作有預(yù)制電路或作為與外部電源連接引線的預(yù)制金屬電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全方位出光的高效LED模組器件，其特征在于所述的藍(lán)寶石基板為雙面藍(lán)寶石拋光片，拋光片為長方形、正方形或圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全方位出光的高效LED模組器件，其特征在于所述的LED芯片為至少一組相同光色或不同光色芯片，芯片之間通過導(dǎo)線或預(yù)制電路實(shí)現(xiàn)相互連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全方位出光的高效LED模組器件，其特征在于所述的LED芯片以正裝或倒裝的形式固定在DLC透明導(dǎo)熱薄膜上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全方位出光的高效LED模組器件，其特征在于所述的LED芯片用固晶膠或共晶焊固定在DLC透明導(dǎo)熱薄膜上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種全方位出光的高效LED模組器件,其特征在于所述的DLC透明導(dǎo)熱薄膜外部包覆有熒光膠或均勻噴涂的熒光粉。
【文檔編號(hào)】H01L33/64GK203746850SQ201420047465
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】左洪波, 張學(xué)軍, 褚淑霞, 韓杰才 申請(qǐng)人:哈爾濱鎏霞光電技術(shù)有限公司