[发明专利]一种功率型LED集成封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED封装的光学、热学、电学、力学、结构与工艺等技术领域，具体涉及一种功率型LED集成封装结构。

背景技术

随着照明技术的发展，大功率白光LED将是未来照明的核心。白光LED作为新型光源，与传统光源相比具有寿命长、体积小、节能、高效、响应速度快、抗震、无污染等优点，被认为是可以进入普通照明领域的“绿色照明光源”，尤其是大功率白光LED的诞生被业界称为“照明领域的第四次革命”，LED大规模应用于普通照明是一个必然的趋势。

目前，很多大功率LED的驱动电流达到350mA、700mA、甚到1A，这将会引起芯片内部热量聚集，导致发光波长漂移、出光效率下降、荧光粉加速老化以及使用寿命缩短等一系列问题。业内已经对大功率LED的散热问题做出了很多的努力：通过对芯片外延结构优化设计，使用表面粗化技术等提高芯片内外量子效率，减少无辐射复合产生的晶格振荡，从根本上减少了散热组件负荷；通过优化封装结构、材料，选择使用以铝基为主的金属芯印刷电路板、陶瓷、复合金属基板等方法，加快热量从外延层向散热基板散发。多数厂家还在高性能要求场合中使用散热片，依靠强对流散热等方法促进大功率LED散热。尽管如此，单个LED产品目前也仅处于1～10W级的水平，散热能力仍待提高。

另外，选择氮化镓作为制作LED芯片材料，以氮化镓为代表的第三代半导体材料是近十几年来国际上备受重视的半导体材料，在白光LED、短波长激光器、紫外探测器以及高温大功率器件中具有广泛的应用前景。用于氮化镓生长的最理想的衬底自然是氮化镓单晶材料，它可以大大提高外延膜的晶体质量，降低位错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。

以及选择钨铜合金作为集成封装结构的热沉，因为其既具有钨的低膨胀特性，又具有铜的高导热特性，其热膨胀系数和导热导电性能可以通过调整钨铜的成分而加以改变，因而给钨铜提供了更广的应用范围。由于钨铜材料具有很高的耐热性和良好的导热导电性，同时又与硅片、砷化镓及陶瓷材料相匹配的热膨胀系数，因此在半导体材料中得到广泛的应用。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种功率型LED集成封装结构，应用于照明用大功率LED的生产和设计，该结构具有电、光、热等方面的最优特性，有效地提高了LED的性能和光效。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种功率型LED集成封装结构，包括散热热管，CuW热沉，Si基板，LED芯片和蓝宝石，所述散热热管设置在所述结构的最底端，所述散热热管的上方设置有所述CuW热沉，所述CuW热沉上方设置有所述Si基板，所述Si基板上方设置有所述LED芯片，所述LED芯片的上方设置有所述蓝宝石。

进一步的，所述LED芯片包括P电极和N电极，所述P电极和N电极的下方分别设置有一个金属凸点，且所述Si基板和所述LED芯片的外侧通过金线连接，在所述P电极和PN结之间设置有银光反层。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明技术方案，光从蓝宝石衬底中取出，不必从电流扩散层取出，由于不从电流扩散层取光，不透光的电流扩散层可以加厚，增加了芯片的电流密度；同时，这种结构还可以将PN结的热量直接通过金属凸点传导给热导率高的Si基板和CuW热沉，热管技术的应用更进一步提高了散热效果；银反光层消除了电极和引线的挡光，因此这种结构具有电、光、热等方面最优的特性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的集成封装结构的总体结构框图。

图中标号说明：1、散热热管，2、CuW热沉，3、Si基板，4、金线，5、金属凸点，6、LED芯片，7、银反光层，8、蓝宝石。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。