[发明专利]发光二极管装置及散热基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管封装，特别涉及一种包含有导热系数低于120W/mK的基板的发光二极管装置。

背景技术

发光二极管(LED)具有低耗能、省电、寿命长、耐用等优点，因而被各方看好将取代传统照明成为未来照明光源。然而，随着功率增加，LED所产生电热流的废热无法有效散出，导致发光效率严重下降。LED发光效率会随着使用时间及次数而降低，而过高的接面温度则会加速LED发光效率衰减，故散热成LED发展的一大课题。

选择高散热基板可改善LED的散热。LED常见基板通常有四类：印刷电路板（PCB）、金属芯电路板(MCPCB)、以陶瓷材料为主的陶瓷基板、覆铜陶瓷基板。其中，覆铜陶瓷基板是将铜箔直接烧结到陶瓷表面，而形成的一种复合基板。PCB及MCPCB可使用于一般LED应用的产品。不过当单位热流密度较高时，LED散热基板主要采用金属基板及陶瓷基板两类强化散热。

金属基板以铝(Al)及铜(Cu)为材料，可分为「金属基材(metal base)」、「金属蕊(metal core)」。金属基板工艺尚需多一道绝缘层处理。另一类是采用AlN、SiC、BeO等绝缘材料为主的陶瓷基板，由于本身材料就已经绝缘，因此不需要有绝缘层的处理。此外，陶瓷基板所能承受的崩溃电压，击穿电压(Break-down voltage)也较高。而且，陶瓷基板热膨胀系数匹配性佳，可减少热应力及热变形产生也是优点，相当适合LED应用。

蓝光LED搭配YAG黄色萤光粉为目前普遍白光LED的制作方式，而此封装方式将使LED缺乏绿色及红色波段的光源，造成白光呈现冷白光的状况，无法达到暖白光产品的规格要求。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种发光二极管装置，利用包含有导热系数为80~120W/mK的基板，可达到产品可靠度的要求，并利用少许的温度提升，使LED光源朝长波长移动，达到暖白光的特性，更提升演色性的效能。此乃由于半导体材料特性会随温度变化而改变，当温度升高时材料能隙增加，使输出光源产生红移现象，光频谱朝长波长移动。

为了达成上述的目的，本发明的一态样提供一种发光二极管装置。此发光二极管装置包含：基板，在基板上形成至少一电极；LED芯片，固设于基板上，且在LED芯片上形成至少一焊垫；至少一焊线，电性连接焊垫及电极；及萤光材料层，覆盖在LED芯片上，其中，基板具有导热系数为80~120W/mK，及发光二极管装置于2600k~3700k相对色温(CCT)的演色性指数大于90。

该些焊垫可位于LED芯片的同一面上，也可位于LED芯片的不同面上。上述基板可为金属基板或陶瓷基板。或者，基板可为覆铜陶瓷基板。

本发明的另一态样提供一种发光二极管装置。此发光二极管装置包含：LED芯片，具有第一面及与第一面相对的第二面；第一电极与第二电极分别形成在LED芯片的第一面上的第一区与第二区；第一焊垫与第二焊垫，位于基板的一表面上，第一焊垫与第一电极电性连接，第二焊垫与第二电极电性连接；第一垫片与第二垫片，分别位于基板的另一表面上；一第一导电柱，位于该基板中，用于连接该第一焊垫与该第一垫片；一第二导电柱，位于该基板中，用于连接该第二焊垫与该第二垫片；及一萤光材料层，覆盖在该LED芯片的该第二面上，其中，该基板具有导热系数为80~120W/mK，及该发光二极管装置于2600k~3700k相对色温下的演色性指数大于90。上述基板可为金属基板或陶瓷基板。或者，基板可为覆铜陶瓷基板。

相较于现有技术为了追求高散热而采用导热系数大于120W/mK的高成本基板的发光二极管装置，本发明的发光二极管装置可达到良好产品可靠度及高演色性，同时达到降低成本的优势。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1本发明的第一实施例发光二极管装置的示意剖视图；

图2本发明的第二实施例发光二极管装置的示意剖视图；

图3本发明的第三实施例发光二极管装置的示意剖视图；

图4InGaN发光二极管装置的接面温度与寿命关系图；

图5装置B的发光特性图；

图6装置A的发光特性图；及

图7在不同尺寸、不同表面结构的基板表面电镀铜层的附着力试验结果。

其中，附图标记

100基板

102电极

104电极

200LED芯片

202焊垫

203焊垫