[发明专利]覆晶式LED导热构造

说明书

本发明为一种覆晶式LED导热构造，包括一导热用的金属基板以及一覆晶式LED(Flip‑Chip LED)，其中该金属基板上贴合有一层绝缘膜，该绝缘膜上设有铜箔线路以及一窗口，且该金属基板上延伸有至少一共晶焊接部裸露于该窗口，以供覆晶式LED相对应的导热焊盘或利用负极焊盘共晶焊接于该至少一共晶焊接部上以兼具共晶结合导热路径，使覆晶式LED运作时的废热可以在极小的空间里，通过上述共晶焊接所形成的导热路径，快速地将废热导出到外部散热；此外，铜箔线路以不造成短路为原则尽量扩大面积，进而补偿铜箔线路与金属基板之间绝缘膜热传导界面阻碍(Boundary Barrier)的问题。

技术领域

本发明涉及一种覆晶式LED的快速导热构造，技术领域涉及一导热用的金属基板以及一共晶焊接于金属基板上的覆晶式LED(Flip-Chip LED)；共晶焊接后二者之间形成一共晶结合的导热路径，能够将该覆晶式LED运作时产生的废热，在极小的空间里无界面阻碍(Boundary Barrier)地快速导出到外部散热，进而可以在相同面积下提高覆晶式LED的输出功率及使用寿命。

背景技术

众所周知，LED虽然具有省电、使用寿命长、体积小等各种优点，但是LED运作发光时会产生废热，该废热如果无法有效地快速传导到外部散热，其高热将会对LED上的萤光粉、硅胶造成光衰或其他损害，此特性将直接或间接影响到LED的使用寿命以及品质，而且使LED的输出功率受到限制，所以，如何提升LED的散热效率一直是相关业者努力的目标。

其次，近年来覆晶(Flip-Chip)封装技术的发展对于二极管元件而言是一个非常重要的里程碑。所谓“覆晶”，是将晶片的电极连接点在制程中长出凸块(bump)，然后将晶片翻转过来使凸块与基板直接焊接而得其名。由于制程中，不需要如同传统晶粒封装时，必须将晶粒的两个电极分别与电极接脚利用焊接或打线方式电连接，所以让二极管元件成品的体积可以大幅缩小到接近晶粒核心尺寸，因此称为晶粒尺寸封装(CSP)。

上述覆晶封装技术固然能够应用在LED上，制作出覆晶式LED使而其体积大幅缩小，然而覆晶式LED底部的空间极小，若无法将运作时产生的废热快速导出散热，则应用在例如多数个覆晶式LED阵列所组成的照明灯具时，只能将各覆晶式LED之间的间距加宽、分散排置，以避免各覆晶式LED产生的废热集中。但如此一来，即便每一个覆晶式LED的体积再小，还是无法让应用端(例如前述灯具)的体积缩小。

此外，关于热的传导技术中，当热由甲介质到乙介质时，因二者两相接触面的接触状况不一，例如表面干净度、粗糙度、硬软度、接触压力等等，造成电子云层因温度差异，在游动时由一方介质的表面再到另一方质的表面热传导时会产生热传导界面阻碍(BoundaryBarrier)。而热传导界面阻碍，或可通过导热膏、锡浆、银浆、礸石膏等导热性较佳的介质来尽量降低阻碍，但导热效果仍不如共晶焊接来得有效率。

目前已知的相关技术中，CN101030613A将一覆晶式LED焊接在一导热基板上，其散热方式是将覆晶式LED的负极焊接在该导热基板上的焊层上，以期能快速导热。然而，该CN101030613A在导热基板上先设置一层绝缘膜再设置焊层，使LED负极必须通过绝缘膜才能将废热传导到导热基板，除了绝缘膜的材质具有较高的热阻以外，绝缘膜与LED之间、以及绝缘膜与导热基板之间，还形成了两个热传导界面阻碍(Boundary Barrier)，显然无法达到快速导热的功效。

中国台湾专利M500997在覆晶式LED的正极与负极之间设置了一个固晶胶，并且在散热基板的绝缘膜上相对应设置一缺口，然后使覆晶式LED底部的固晶胶通过缺口与散热基板连接来导热。这种方式虽然在覆晶式LED与散热基板之间少了一层绝缘膜，然而利用固晶胶的导热效果并不甚佳，该固晶胶与LED之间以及固晶胶与与导热基板之间，仍然多出了两个热传导界面阻碍，其导热效率仍然不理想。