[发明专利]大功率LED封装固晶方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED封装领域，尤其是指一种大功率LED封装固晶方法。 

背景技术

在LED封装过程中，首先需要进行将LED芯片固定至基座的固晶步骤。根据LED的功率大小及封装种类的不同，所采用固晶材料及固晶方式也有所区别。目前，一般直插式LED的功率约为0.066W，LED发出的热量可以通过正负极金属引脚散发出去，热量的问题可以忽略，故而采用绝缘胶固晶即可。而对于食人鱼封装的功率一般在0.5W以下，多采用多颗小功率芯片组合式封装，通过较大面积的正负级引脚和线路板，再采用低导热银胶(导热系数一般小于5w/m·k)即可比较容易地解决热量问题。而W级大功率芯片和上述芯片相比，其功率增加的幅度大于面积增加的幅度，因此，W级芯片需要导热系数高的固晶材料以保持较低的结温，目前广泛使用的材料包括高导热银胶(导数系数一般大于30w/m·k)、AuSn共晶合金和金球等，其中高导热银胶仍以传统粘接方式来固晶，而AuSn共晶合金以及金球则通过焊接方式固晶。 

共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段，其熔化温度称共晶温度。共晶合金具有以下特性： 

1.比纯组元熔点低，简化了熔化工艺； 

2.共晶合金比纯金属有更好的流动性，在凝固中可防止阻碍液体流动的枝晶形成，从而改善了铸造性能； 

3.恒温转变(无凝固温度范围)减少了铸造缺陷，如偏聚和缩孔； 

4.共晶凝固可获得多种形态的显微组织，尤其是规则排列的层状或杆状共晶组织，可成为优异性能的原位复合材料(in-situ composite)。 

共晶焊接正是利用了共晶合金的特性来完成焊接工艺。与传统的环氧导电胶粘接相比，共晶焊接具有热导率高、电阻小、传热快、可靠性强、粘接后剪切力大的优点，适用于高频、大功率器件中芯片与基板、基板与管壳的互联。对于有较高散热要求的功率器件必须采用共晶焊接。 

但是，目前用于LED芯片固晶的共晶合金主要是AuSn合金，材料成本高昂。而共晶锡膏颗粒比一般的导热胶要大，粘度也较大，而在目前固晶操作时，现有点胶头用于蘸取胶的头部小而尖(如图1所示)，使得采用现有的点胶设备及点胶方式来点锡膏时，其点胶均匀性、胶量均不甚理想，难以符合大规模化、质量稳定可靠的生产需求。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大功率LED封装固晶方法，其固晶质量稳定可靠，且能较好地解决散热问题及机械强度问题。 

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种大功率LED封装固晶方法，包括如下步骤： 

备胶步骤，在胶盘中放入作为固晶材料的共晶锡膏，由胶盘刮刀使供取胶部位的共晶锡膏表面平整； 

取胶及点胶步骤，利用具有钝头的点胶头从胶盘蘸取共晶锡膏，再将取出的共晶锡膏点附于基座上将固定LED芯片的固晶位置； 

共晶焊接步骤，将底面具有金属层的LED芯片置于基座点有共晶锡膏的固晶位置处，压实后升温到共晶温度，使LED芯片底面的金属与基座通过共晶锡膏实现共晶焊接。 

上述技术方案的进一步改进是：所述共晶锡膏为如下成分的锡膏中的任意一种：Sn_96.5Ag_3.0Cu_0.5、Sn_95.5Ag_4.0Cu_0.5、Sn_96.5Ag_3.5、Sn₆₃Pb₃₇、Sn₄₂Bi₅₈。 

上述技术方案的进一步改进是：取胶及点胶步骤中，对每个固晶位置至少连续进行两次取胶及点胶操作。 

本发明的有益效果是：本发明采用的固晶材料---共晶锡膏的导热系数高达64w/m·k，拉伸强度为52Mpa，导热性能与AuSn相当，能有效地解决大功率LED散热问题；另外，再配合使用具有钝头的点胶头，且对每个固晶位置至少点胶两次，从而可有效保证每个固晶位置的点胶质量稳定可靠，有利于实现大规模、质量稳定可靠地生产，而且自动化程度高，生产效率高。 

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。 

附图说明

图1是现有点胶头的剖视结构图。 

图2是本发明大功率LED封装固晶方法的流程框图。 

图3是本发明所采用的点胶头的剖视结构图。