[发明专利]一种LED用封装基板结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED用封装基板领域。

背景技术

LED是一种半导体发光器件，它可以直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件，具有工作电压低，耗电量小，发光效率高，重量轻，体积小等一系列特性，因此被广泛应用于指示灯、显示屏等。白光LED逐步走进普通照明领域，被誉为第四代照明光源。随着大功率LED的迅猛发展，LED的发光效率正在步步提升，LED芯片的集成程度也越来越高，但是单位面积内的发热量也随着上升，如果产生的热量没有很好的散发出去，将严重影响LED的可靠性，效率以及工作寿命。并且目前LED封装成型后，其出光效率有待提高，光色分布也较差。因此迫切需要一种散热性能高，制作成本较低，并且符合国际环保主流的LED基板及其封装技术。

传统的电子元件封装基板，印刷电路板(PCB板)，其基本结构是在一层隔热绝缘材料的表面铺有电路连接层。由于其基板的主要材料是隔热绝缘材料，使得其散热性能较差，用于LED封装的场合受到很大限制。特别是对于大功率的白光LED封装或是多芯片板上集成的LED封装，其散热性能远远难以达到要求，大部分已被金属基板(MCPCB板)所取代。

目前，用于大功率芯片或集成程度较高的多芯片集成封装的LED金属基板，其结构主要是，最下面为一层高导热的金属(如铜，铝等)，中间是一层绝缘层(其导热率一般较低，为：1-6W/K·m)，绝缘层上面铺覆有由铜箔腐蚀而成的电路连接层，覆铜层上面一般是一层绝缘的油墨。LED芯片通过固晶与MCPCB板上的焊盘相粘结，并且一般通过金属丝完成电连接。LED的热量绝大部分是从底下的金属基板散发到空气或散热装置中去。但是，由于中间的绝缘层较低的热导率，大大影响了基板的整体散热能力。并且金属材料的热膨胀系数与LED芯片的热膨胀系数相差较大，在大功率工作时，其产生的热应力会大大影响LED的可靠性及寿命，随着LED集成程度的提升，这种金属基板结构逐渐显示出其弊端。

陶瓷基板因其拥有与半导体芯片(如LED芯片)非常相近的热膨胀系数，在热力性能方面非常适合于LED的封装，尤其是多芯片集成的LED模块化封装。被看作是未来LED封装基板的主流材料。目前，陶瓷基板一般采用的是共烧的方式，有低温共烧陶瓷与高温共烧陶瓷等。陶瓷基板性能优良，对LED的可靠性及寿命都有很大的好处，但是其缺点是价格昂贵，制作工艺不如金属基板简单，导热性能还不够优越。

现有的LED芯片的封装方式，大都采用平面封装，即LED芯片在封装基板上处于同一平面，使得LED芯片的侧面出光受封装基板的影响较大，尤其是多芯片LED的板上集成封装，由于密集程度较高，芯片间距小，不仅使得LED芯片产生的热场相互影响，还使得芯片与芯片的侧面发光相互影响，更使得芯片的侧面发光受到封装基板的影响。并且LED平面封装的特点大多是具有反射杯，这使得封装成品后的LED的光出射受反射杯的影响，所能达到的出射角较小，有可能限制了LED的应用场合。

并且目前应用于大功率集成化的LED封装基板，由于受荧光粉层的影响，在基板对大功率白光LED的出光及光色分布的影响方面，考虑得比较少。产品的光分布很难均匀，色分布在空间上难以达到一致，黄斑依然难以克服。如何利用基板材料与设计基板结构来改善大功率白光LED的出光效率及光色分布的均匀性，是大功率白光LED封装基板所面临的迫切问题及主要发展目标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术LED基板在导热性和对出光影响方面存在的问题，提出的一种散热性能优异，同时对出光有很大改善的LED用封装基板结构。本发明的另一个目的在于提供该基板结构的制作方法。

为了实现上述目的，本发明包括如下技术特征：一种LED用封装基板结构，包括基板和电路连接层，其特征在于基板上设有用于LED芯片固晶或共晶的凸台；所述电路连接层设于凸台外的基板上；所述凸台的上表面高于电路连接层的上表面。

本发明的基板结构包括如下几种方案，方案一：所述基板和凸台为金属材料，所述凸台外的基板自下往上层叠设有绝缘层和电路连接层。

方案二：所述基板和凸台为陶瓷材料，所述凸台外的基板上设有蒸镀形成的电路连接层。

方案三：在方案二的基础上更进一步，即在所述基板底面与凸台对应的位置设有孔洞，所述孔洞内熔有金属或注有银浆。更进一步的，所述基板底部设有的一定厚度的金属层，所述金属层与孔洞内熔有的金属或注入的银浆连接。

方案四：所述基板为陶瓷材料，所述凸台为金属材料；凸台通过基板上的预留的孔洞贯穿基板或者直接在基板上固定；所述凸台外的基板上设有蒸镀形成的电路连接层。