[发明专利]一种具有上下电极LED芯片陶瓷基板的LED集成模块及其集成封装工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明(LED)领域，尤其涉及LED的集成封装领域。

背景技术

半导体照明以寿命长、节能、绿色环保等显著优点，目前已被广泛应用于工业设备、仪器仪表、交通信号灯、汽车、背光源以及各种照明等方面。上世纪90年代以来，随着氮化镓为代表的第三代半导体的兴起，以及白色LED的研究成功，使实现半导体白光LED照明成为可能。LED被认为是21世纪最有价值的新光源，LED照明取代传统照明成为人类照明的主要方式，将是大势所趋。

LED集成模块由于体积小，亮度高等优点而被广泛应用，但目前白光LED集成模块封装的LED芯片都是以蓝宝石为衬底的正负电极在同一侧的芯片，由于蓝宝石衬底导热性不佳及电绝缘，致使封装后散热性较差、整个封装模块的热阻增加，使器件的工作寿命大大减少。

随着科技水平的发展，出现了可将蓝宝石衬底剥离的技术，将正负电极制作在芯片的两侧，使芯片的散热性大大提高，提高LED的性能，但目前上下电极结构的LED芯片只适用于单颗器件，在LED集成封装方面，由于没有绝缘衬底，使上下电极结构的LED芯片一直难以集成，所以目前的LED集成模块的工作温度相对较高，这将严重影响LED集成模块的技术性能和使用寿命。

发明内容

为解决上述技术中的缺点和不足，本发明提供了一种具有上下电极LED芯片陶瓷基板的LED集成模块及其集成封装工艺，目的是使具有上下电极结构的LED芯片能够较多数目地集成在LED集成模块的支架上，从而提高了LED集成模块的散热性能，使LED集成模块的性能和使用寿命得到大幅度的提高。

本发明技术法案如下：

一种具有上下电极LED芯片陶瓷基板的LED集成模块，其特征在于：包括有机硅树脂层、荧光粉层、LED芯片层、第一铜箔层、陶瓷基板层、第二铜箔层、集成模块支架和金属导线，各层之间从上到下顺次组合；

所述具有上下电极LED芯片的陶瓷基板的LED集成模块的封装工艺包括以下步骤：

1)、制备LED集成模块支架，其特征在于：所述的支架包括金属基底、绝缘封装模块、第一电极和第二电极；

2)、将第一铜箔层、陶瓷基板层和第二铜箔层顺次集成固定于支架的凹槽内表面上；

3)、将LED芯片层集成设置，并固定于第一铜箔层的上表面；

4)、焊接金属导线，使LED芯片层上表面电极连通于支架的第一电极，使LED芯片下表面电极连通于支架的第二电极；

5)、在LED芯片层上方涂覆、填充荧光粉，使荧光粉完全覆盖LED芯片和金属导线，形成荧光粉层，使其表面呈平面；

6)、在荧光粉层表面涂覆有机硅树脂，形成有机硅树脂层，使其表面呈形成平面。

其中，所述的LED芯片层具有上表面电极和下表面电极。

所述的第一铜箔层具有印制好的电路。

所述陶瓷基板层连接于第一铜箔层和第二铜箔层之间，其厚度为200um～2000um，优选500um～1000um。

所述LED集成模块支架由金属基底、绝缘封装模块组成一凹槽，用以集成固定LED芯片层、第一铜箔层、陶瓷基板层和第二铜箔层，凹槽两侧分别设有第一电极和第二电极，凹槽的尺寸根据实际集成芯片的数目决定，较佳地为1mm～50mm。

在本发明所公开的LED集成模块的集成封装工艺中，所述第一铜箔层、陶瓷基板层、第二铜箔层和LED集成模块支架通过使用锡膏烘烤，顺次粘结，烘烤温度为220℃～300℃，优选230℃～280℃。

所述LED芯片层的下表面电极通过银胶固定在第一铜箔层之上，组成单个单元，银胶的烘烤温度为100℃～200℃，优选130℃～180℃。

所述LED芯片的集成设置，可采用并联模式和/或串联模式，所述并联模式中各单元以并联方式连接于第一电极和第二电极之间，所述串联模式中各单元以串联方式连接，其特征在于：所述的上表面电极与下一单元的第一铜箔层通过金属导线连接。

所述荧光粉层是将荧光粉均匀分散在有机硅树脂中，依据实际需要进行涂覆、填充，形成的荧光粉层。

所述有机硅树脂层的厚度为20um～200um，优选50um～100um。用于保护荧光粉层。

本发明的积极进步效果在于：