[发明专利]一种高效散热LED封装及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明技术，尤其涉及一种高效散热LED封装及其制备方法。

背景技术

LED灯具有寿命长、省电力的特点，越来越广泛地应用于照明领域。传统的LED封装，固晶材料一般采用银浆，参考图1，是一种效典型的LED封装结构，基板005与LED芯片003之间是银浆004，再上面是硅胶荧光粉002和硅胶lens001。

这种以银浆为固晶材料封装技术，是目前LED照明领域的主流。如中国专利文献CN201396621于2010年2月3日最新公开的一种大功率LED光源结构，其包括：一铜基板，包括绝缘基板层和覆盖其上的铜箔层；复数LED片，矩阵排列于铜基板上；一散热器，设置于铜基板上一侧，并通过导热硅胶与铜基板接触。进一步的所述的LED片包括散热板，其中间为镂空，外缘为带内凹弧的多边形；LED晶片，设置于散热板的镂空部；高导热银浆分布于LED晶片、散热板与铜基板之间；硅胶封装于铜基板上方，包覆LED晶片和散热板。再如中国专利文献CN201017896于2008年2月6日公开的一种发光二极管的封装结构，该LED发光二极管的封装结构的铝基板采用阳极氧化处理工艺处理且在其面形成一层绝缘氧化层，LED的硅晶片直接封装在绝缘氧化层上，绝缘氧化层上采用银浆烧结工艺设有导电层，硅晶片通过金丝电极与导电层相连接。

传统的封装方式是造成LED光衰的主要原因，特别是使用半年后急剧光衰的主要原因：一方面一般银浆的导热系数只有3w/mk，而基板的导热系数＞200w/mk，芯片发热要传到基板，通过银浆产生散热瓶颈，不能及时导出热量，使LED芯片过热，因而造成光衰；另一方面也有将银浆做到20w/mk，即现在市面上流行的高导热银浆，但因所在银浆都需要高分子材料（如硅胶）作为载体，而所有高分子材料都存在气密性的问题，也就是所有高分子都会透空气、水蒸汽等，而银遇到气体后会发生氧化，氧化后的氧化银浆导热系数仅剩下0.2w/mk。参考图2，其中曲线A是采用传统封装LED光衰试验绘制的光衰图，由此可以看出，使用到了500小时以后，LED急剧光衰。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种抗氧化性能好、高效散热LED封装及其制备方法，从而实现光衰小，延长LED芯片的寿命。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高效散热LED封装，包括LED芯片和基板；其特征在于：LED芯片和基板之间具有AuSn焊层；本发明的一个实施例中，AuSn焊层之Au的含量为77.9%至82%；本发明的一个实施例中，AuSn焊层之Au的含量为80%。

本发明的一个实施例中，AuSn焊层是金锡共晶体。

高效散热LED封装，其特征在于：所述LED芯片出光面还设置有硅胶荧光粉层和硅胶层；所述基板是金属基板。

高效散热LED封装，其特征在于：所述LED芯片之焊接面设有AuSn镀层，该AuSn镀层采用真空镀方式设置；所述基板之焊接面设有AlN镀层，该AlN镀层采用真空镀方式设置。LED芯片预镀AuSn，可使焊接过程不影响芯片，并提高结合力，本发明的一个实施例中，预镀AuSn采用常温下真空溅射方式。在本发明的一个实施例中，以Cu、或CuWu、或AlSi、或AlN+Al、或陶瓷代替AlN，也可以得到与AlN大体相当的效果。

本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：

一种固晶方法，其特征在于包括以下步骤：第a1步，提供一种LED芯片，以真空镀方式在LED芯片之待焊接面设置AuSn镀层；第a2步，提供一种基板，以真空镀方式在基板之待固晶面设置AlN镀层；第a3步，提供一种AuSn焊条，提供一种能够定温、定量点射熔融AuSn的焊枪；第a4步，在氮气保护室内，所述焊枪向所述基板之待固晶面定温、定量点射熔融AuSn，然后向熔融AuSn放置LED芯片；其中，第a1步、第a2步、第a3步不区分先后顺序。本发明的一个实施例中，在芯片之待焊接面设置AuSn采用常温下真空溅射方式。在本发明的一个实施例中，以Cu、或CuWu、或AlSi、或AlN+Al、或陶瓷代替AlN。

固晶方法，其特征在于：第a4步所述的定温，是指熔融AuSn点射时的温度为290℃至340℃之间。

固晶方法，所述定温为290℃、或300℃、或305℃、或310℃、或315℃、或320℃、或330℃。