[发明专利]一种LED高导热绝缘基座封装的方法及器件

说明书

技术领域

本发明涉及LED器件封装技术及集成电路芯片的制造技术，尤其是涉及一种高功率LED灯芯片基座采用高导热绝缘基座封装的制造技术。

背景技术

LED这种新型光源所具有的节能、环保、寿命长、启动速度快、能控制发光光谱和禁止带幅的大小使亮度更高等优点，使得传统光源无法与其比拟而得到了空前发展。

伴随着对增加LED灯发光量的实际需求，高功率LED灯芯片应运而生。随之而来的问题是，对于LED灯而言，所输入电能的80%都以热的形态消耗掉。如果不能及时快速地将LED灯芯片产生的这些热量散发出去，温升效应不仅使LED灯的光输出大打折扣，而且LED芯片的寿命也将会大幅降低。

LED灯的传统制作技术，是从单个LED灯芯片与基座封装的角度考虑设计散热方法和结构的。这种设计方法的缺点是：用于散热效果最好散热方式——热传导的材料体积小、热传导散热面积小，基座间空气流动通道紊乱，散热效率低；基座需加工多个细小通孔制作工艺复杂，制作成本高；贵重金属材料银、钨、钼等消耗量大。例如中国发明专利CN 101252162A《一种高功率LED陶瓷封装基座》就存在上述问题。

特别要指出的是，现有技术中的大功率LED器件，LED灯芯片与金属基座都是电气连通的，为提高金属基座到散热器的导热能力，可以将金属基座与散热器直接相连，当这样的大功率LED器件用于路灯、工厂照明等场合，雷电以及工厂复杂的高压电气感应，往往会将高于20%的器件击穿损坏，这在LED灯具维修时已经被反复证实。如要解决这个问题，则需要在LED金属基座与散热器之间加一个绝缘材料，由于不能紧密接触和绝缘材料的导热系数很低，因此解决LED灯芯片耐击穿和提高导热能力之间的矛盾问题是一个亟待解决的课题。

发明内容

为了解决已有技术中存在的LED灯芯片耐击穿问题，本发明提出了一种LED高导热绝缘基座封装的方法及器件。

本发明通过采用以下技术方案来实现：

实施一种LED高导热绝缘基座封装的方法的第一实施方案,所述方法包括如下步骤：

①、制备一块绝缘导热板，在所述绝缘导热板的上表面，在预先设计的预设位置，采用镀或烧结工艺制作一层可焊接金属第一基面；在所述绝缘导热板的下表面，采用镀或烧结工艺制作一层可焊接金属第二基面；

所述可焊接金属第一基面与可焊接金属第二基面之间彼此绝缘；

②、制备一金属散热器，在所述金属散热器的顶面制作一层可焊接金属第三基面，该基面能够进行锡焊或金属连接；

③、在绝缘导热板的可焊接金属第一基面预设位置上涂覆高温锡膏，该高温锡膏熔化温度≥250℃，然后将LED灯芯片镀有金属层的底部放置在高温锡膏上，并紧密接触；再将绝缘导热板与LED灯芯片一同加热到250℃以上，使LED灯芯片和绝缘导热板焊接在一起；然后将金丝线焊接在LED灯芯片电极与绝缘导热板上的可焊接金属第一基面上的线路上，或将金丝线焊接在相邻LED灯芯片的电极上形成LED灯的电流同路；然后将与胶水混合好的荧光粉涂覆在LED灯芯片上，形成一个完整的LED封装；

④、然后在所述金属散热器的可焊接金属第三基面上，涂覆低温焊锡膏，其熔化温度180℃～249℃，然后将所述LED封装中的绝缘导热板的可焊接金属第二基面与所述低温焊锡膏紧密接触，将他们共同加热到低温焊锡膏的熔化温度，使所述绝缘导热板与所述金属散热器焊接成一体。

步骤①所述的绝缘导热板，用高导热陶瓷制作，所述高导热陶瓷包括导热系数高于30的氧化铝、氮化铝；

所述可焊接金属第一基面、可焊接金属第二基面、可焊接金属第三基面的金属材料包括金、银、铜、镍；

所述金属散热器的材料包括铝合金、钢、铜、高导热陶瓷。

所述绝缘导热板之上制备一只以上的LED灯芯片。

LED灯芯片与可焊接金属第一基面之间还可以用高热银胶粘接的方式实现连接。

一种LED高导热绝缘基座封装的方法的第二实施方案，所述第二方案包括如下步骤：

①、制备一块绝缘导热板，在所述绝缘导热板的上表面，在预先设计的预设位置，采用镀或烧结工艺制作一层可焊接金属第一基面；在所述绝缘导热板的下表面，采用镀或烧结工艺制作一层可焊接金属第二基面；

所述可焊接金属第一基面与可焊接金属第二基面之间彼此绝缘；

②、制备一金属散热器，在所述金属散热器的顶面制作一层可焊接金属第三基面，该基面能够进行锡焊或金属连接；