[发明专利]一种集成LED光源导热结构及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成LED光源，特别涉及一种集成LED光源导热结构及其实现方法。

背景技术

LED光源由于具有节能、环保、寿命长等优点已经在各个领域得到广泛应用。

现有的LED光源一般是将芯片利用粘接剂粘附在基板或者支架上，该粘接剂大多为环氧树脂与陶瓷或金属粉末的混合物，通过树脂的粘接特性来固定芯片，通过填充材料来进行导热。而且该类粘接剂一般为物理混合，稳定性和一致性都较差。随着功率的增加，导热性能和长期稳定性都受到较大的挑战。

因此，大功率LED封装需要对现有技术进行改善和提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种集成LED光源导热结构及其实现方法，能使集成LED光源拥有导热良好和性能稳定的特点。

本发明的集成LED光源导热结构可以这样实现：一种集成LED光源导热结构，包括绝缘基材、电路层和焊接面，所述电路层设在绝缘基材的正面，所述焊接面设在绝缘基材反面并通过导热率在60W/m.k以上的金属焊料焊接散热器。

所述电路层分为复数个固晶区和复数个焊线区，且固晶区和焊线区之间无电气连接，LED芯片一一焊接于对应的固晶区上并与对应的焊线区形成电气连接。

所述绝缘基材对应每个固晶区设有贯穿绝缘基材的通孔，通孔内填埋导热体，且所述导热体分别与所述固晶区及焊接面形成电气连接。

其中，本发明的集成LED光源导热结构可进一步为：

任意两相邻的通孔的外围的最小距离大于所述绝缘基材的厚度。

所述焊接面为金属银层，且焊接面面积占所在的绝缘基材面积的90%以上；所述导热体为金属银浆体。

所述LED芯片的背面镀有金属材质。

所述LED芯片为正装芯片或是倒装芯片；当为正装芯片时，每个LED芯片整体置于对应的固晶区进行焊接，再通过反向拱丝与焊线区形成电气连接；当为倒装芯片时，先将每个LED芯片的背部进行热电分离设计，电极分列两侧，中间为导热通道与固晶区共晶焊接，电极与焊线区共晶焊接来形成电气连接。

本发明的集成LED光源导热结构的实现方法是：一种集成LED光源导热结构的实现方法，包括下述步骤：

（1）在绝缘基材上开设复数个通孔；

（2）使用金属浆填充通孔，高温烧结完成通孔填埋；

（3）在完成通孔填埋后，将绝缘基材两面溅射镀膜，在绝缘基材的正面形成复数个固晶区和复数个焊线区，反面形成焊接面；

（4）将LED芯片一一对应于所述通孔焊接于固晶区上并与对应的焊线区形成电气连接；

（5）将所述焊接面通过导热率在60W/m.k以上的金属焊料焊接散热器。

其中，本发明方法可进一步为：

所述步骤（1）中，所述绝缘基材为0.5mm厚度的96%纯度的氧化铝陶瓷基板；开设通孔是通过激光镭射方式进行的。

所述步骤（2）中，所述金属浆为银浆，所述填充就通过厚膜工艺填充。

所述LED芯片为正装芯片或是倒装芯片；当为正装芯片时，每个LED芯片整体置于对应的固晶区进行焊接，再通过反向拱丝与焊线区形成电气连接；当为倒装芯片时，先将每个LED芯片的背部进行热电分离设计，电极分列两侧，中间为导热通道与固晶区共晶焊接，电极与焊线区焊接来形成电气连接。

所述步骤（4）中，是采用纳米银作为焊料，所述焊接为共晶焊接，焊接温度为230-300℃之间。

所述步骤（5）在焊接前，先将散热器与所述焊接面的接触面作镀镍处理，所述金属焊料为低温锡膏，所述焊接为回流焊接，回流焊的焊接温度在不低于125℃。

本发明具有如下优点：本发明LED芯片产生的热量通过电路层、通孔填埋的导热体到达焊接面，焊接面通过回流焊的方式可以将基板和散热器牢靠的焊接在一起。金属焊料的导热率约60W/m.k以上，远高于常见粘接剂1.0W/m.K的导热率，而且芯片到散热器之间的热界面减少、热阻大幅降低，有利于延长LED芯片的长期寿命。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的集成LED光源导热结构的俯视状态示意图。

图2为本发明的集成LED光源导热结构一实施例的局部纵向剖面示意图。

图3为本发明的集成LED光源导热结构另一实施例的局部纵向剖面示意图。

具体实施方式