[实用新型]倒装封装主散热通道中凹型全金属复合基板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种LED芯片封装基板，特别是一种倒装封装主散热通道中凹型全金属复合基板。

背景技术

半导体发光二极管LED是一种新型固体发光器件，自诞生以来，其以省电、寿命长、绿色环保、耐震动、响应速度快等固有的特性，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域，但由于亮度差，始终影响其应用向至高效率的照明光源市场拓展，究其原因是由于LED在工作的过程中会放出大量的热，并且随着功率的提高，放出的热会急剧增长，使管芯结温迅速上升，热阻变大，从而影响到器件的性能，因而对LED器件来说，科学地通过散热来降低热阻与结温至关重要，为此，人们试探了各种手段，但效果均不理想，如今LED的散热已成为一个阻碍其应用拓展的重要技术难题。

LED芯片有正装芯片与倒装芯片之分，其封装基板也有支持0.5W以下LED的树脂基板与支持0.5W以上LED的金属系和陶瓷系基板之别。采用金属系基板封装的大功率LED正装芯片，以采用铝质基板为例，封装后（如附图1所示）的导热路径：PN结→蓝宝石衬底→铝基板铜箔→绝缘介质→铝基板；采用金属系基板封装的大功率LED倒装芯片，以采用铝质基板为例，封装后（如附图2所示）的导热路径：PN结→铝基板铜箔→绝缘介质→铝基板，由于其中环节的热传导率（W/mK）：

因此无论是正装芯片，还是倒装芯片，封装后的LED芯片散热的热传导率都不会超过1～2W/mK。

采用陶瓷系基板封装的大功率LED正装芯片，以采用氮化铝陶瓷基板为例，封装后（如附图3所示）的导热路径：PN结→蓝宝石衬底→氮化铝陶瓷基板铜箔→氮化铝陶瓷基板；采用陶瓷系基板封装的大功率LED倒装芯片，以采用氮化铝陶瓷基板为例，封装后（如附图4所示）的导热路径：PN结→氮化铝陶瓷基板铜箔→氮化铝陶瓷基板，由于其中环节的热传导率（W/mK）：

蓝宝石衬底          42

铜箔               388

氮化铝陶瓷基板     200

封装后，正装芯片散热的热传导率不会超过42W/mK，倒装芯片散热的热传导率不会超过200W/mK。

但LED芯片，其散热还不仅仅与选择的封装材料有关，还和芯片与封装材料的接合面大小有关。我们经过长时间的研究发现：LED芯片的N极和P极有着巨大的外接合面差别，面积比高达6～9︰1；倒装的LED芯片，N极承担着LED芯片主要的散热任务，然而现在的LED芯片倒装封装用的基板固接LED芯片N极和P极的铜箔面积大小却没有设计的与LED芯片的该特征相适应，导致LED芯片散热受阻，还达不到应有的散热效果。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有的LED芯片封装基板的不足，而提供LED芯片一种倒装封装主散热通道中凹型全金属复合基板。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案为：一种倒装封装主散热通道中凹型全金属复合基板，它由一条用于固接LED芯片P极的P极固接板和一块中间开有P极固接板嵌装缺口的铜基板构成，其用于固接LED芯片P极的P极固接板是铜板，用高导热绝缘胶粘贴嵌装在铜基板中间开设的P极固接板嵌装缺口内；或是覆铜陶瓷板，用金钖合金焊接嵌装在铜基板中间开设的P极固接板嵌装缺口内。

本实用新型所提供的这种倒装封装主散热通道中凹型全金属复合基板，使用时以P极固接板固接各LED芯片的P极、以分处于P极固接板两边的铜基板表面各固接一部分LED芯片的N极,由于固接LED芯片N极的铜基板具有优秀的热传导性能且又具有与各LED芯片N极所承担的芯片散热任务大小相适应的连接各LED芯片N极的接合面，因而封装的LED芯片散热的热传导率几近铜的热传导率，效果极佳，能够充分满足多个大功率LED芯片封装及大量LED芯片密集使用的散热要求。

附图说明

图1为采用铝质基板封装的大功率LED正装芯片散热结构的示意图；

图2为采用铝质基板封装的大功率LED倒装芯片散热结构的示意图；

图3为采用氮化铝陶瓷基板封装的大功率LED正装芯片散热结构的示意图；

图4为采用氮化铝陶瓷基板封装的大功率LED倒装芯片散热结构的示意图；

图5为采用本实用新型所提供的倒装封装主散热通道中凹型全金属复合基板封装大功率LED芯片的结构示意图；

图6为采用本实用新型所提供的倒装封装主散热通道中凹型全金属复合基板封装大功率LED芯片的电原理图；