專利名稱：含銀熱交換層的led封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED封裝技術(shù)，特別是涉及板上芯片封裝技術(shù)。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)的申請(qǐng)人于2011年6月24日申請(qǐng)了中國(guó)專利名稱為“對(duì)熒光粉進(jìn)行分散處理的LED封裝方法”的專利申請(qǐng)，其申請(qǐng)?zhí)枮?0111017 3857. X，
公開日期為2011年11月16日。該專利文件公開了一種膨脹粉膠，該膨脹粉膠包括熒光粉、受熱釋水物以及吸水樹脂等多種物質(zhì)組成。該膨脹粉膠在封裝固化的過(guò)程可以使熒光粉均勻地分布在封裝膠內(nèi)，可以提高熒光粉的利用率。MC0B(Multi Chips On Board集群板上芯片封裝)技術(shù)由于其可以增加單個(gè)光源的功率和降低成本已經(jīng)為越來(lái)越多的企業(yè)重視，基于其上的技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)層出不窮。但是MCOB封裝需要在基板上填充大量的熒光粉封裝膠，需要用的熒光粉量很大。由于熒光粉中用到的稀土資源緊缺，價(jià)格不斷攀升，熒光粉的用量大會(huì)增加器件的整體成本，基板表面上的熒光粉利用率很低。除此以外，MCOB封裝技術(shù)需要在基板上設(shè)置較多LED芯片，其存在較為明顯的散熱問(wèn)題，更好效果的散熱有助于提高產(chǎn)品的性能和延長(zhǎng)器件的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種含銀熱交換層的LED封裝結(jié)構(gòu)，用于解決MCOB封裝過(guò)程中熒光粉用量大、利用率低的問(wèn)題，并改善MCOB封裝器件的散熱。為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種含銀熱交換層的LED封裝結(jié)構(gòu)，包括基板，在基板上設(shè)有多個(gè)反射杯，在反射杯內(nèi)設(shè)有LED晶粒，在反射杯口處設(shè)有芯片電極，以及在所述基板上設(shè)有反射杯的區(qū)域上封裝有一層膨脹粉膠；晶粒由封裝膠封裝在反射杯內(nèi)，封裝膠上面為膨脹粉膠；晶粒包括雙電極的LED芯片，LED芯片通過(guò)兩個(gè)電極倒裝焊在硅襯底上，在硅襯底上為第一類鉆碳層，第一類鉆碳層上為與LED芯片的電極粘接的金屬焊料層，焊料層包括與兩個(gè)電極分別連接、且相互斷開的兩個(gè)部分，該兩個(gè)部分均通過(guò)引線分別與設(shè)在反射杯口處的兩個(gè)芯片電極連接；硅襯底下面有第二類鉆碳層；在反射杯底部濺鍍有一層銀鍍層；第二類鉆碳通過(guò)銀膠固定在反射杯的銀鍍層上。優(yōu)選地所述基板上設(shè)反射杯的區(qū)域圍在一個(gè)凸出基板表面的圍欄內(nèi)。優(yōu)選地所述圍欄的橫截面為三角形狀，三角形狀的頂部為圓角。在膨脹粉膠膨脹固化的過(guò)程中，過(guò)量的粉膠可以漫過(guò)圍欄的圓角，以保持膨脹粉膠的表面的平整，圓角結(jié)構(gòu)可以使粉膠不容易形成邊緣堆積效應(yīng)，粉膠的邊緣不顯凸起。三角形狀橫截面的圍欄的內(nèi)側(cè)為一個(gè)斜向上的坡面，這個(gè)坡面在膨脹粉膠膨脹的時(shí)候可以起到緩沖的作用，有效的控制膨脹粉膠內(nèi)部的應(yīng)力向邊緣傳遞，進(jìn)而保證膨脹粉膠的表面不隆起。優(yōu)選地所述焊料層為銀材質(zhì)。優(yōu)選地在所述硅襯底的下面為圖形化表面，圖形化表面的中間為一個(gè)中心槽，以中心槽為中心向周圍設(shè)有輻射狀的輻槽，所述第二類鉆碳層濺鍍?cè)趫D形化表面上。這種呈現(xiàn)輻射狀的圖形化表面結(jié)構(gòu)有利于第二類鉆碳層與銀鍍層更近的接觸，位于槽內(nèi)的銀膠足以保證晶粒固定在反射杯內(nèi)，這樣第二類鉆碳層與銀鍍層之間的銀膠量可以減薄到非常薄，降低了它們之間的熱阻，這樣有利于第二類鉆碳層向銀鍍層傳遞熱量。本實(shí)用新型的有益效果相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用了膨脹粉膠替代了傳統(tǒng)的熒光粉膠體，在基板上覆蓋了大量的膨脹粉膠，從而減少了熒光粉的用量，進(jìn)而降低了熒光粉的成本，提高了熒光粉的利用率。由于基板上的膨脹粉膠用量很大，為了保護(hù)芯片，在芯片上封裝透明封裝膠，將膨脹粉膠與芯片進(jìn)行隔離，從而避免了大量的膨脹粉膠在膨脹過(guò)程中不均勻的局部擠壓 對(duì)芯片的破壞。由于采用覆蓋基板的封裝方案，器件的散熱就顯得非常重要，為了減小由于覆蓋基板造成的散熱缺陷，本實(shí)用新型引入了類鉆碳鍍層結(jié)構(gòu)，即將類鉆碳濺鍍?cè)诠枰r底的正反兩個(gè)面上。如果直接將LED芯片用銀膠粘接在反射杯的底部，LED產(chǎn)生的熱量在向基板傳遞之前會(huì)聚集在芯片自身上，而本實(shí)用新型采用硅襯底后，由于硅襯底相對(duì)芯片非常的厚，體量大很多，其可以承載更多的熱量，進(jìn)而減輕了芯片自身的積熱，芯片產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)第一類鉆碳層迅速傳遞到硅襯底上，再由第二類鉆碳層傳遞給基板上的銀鍍層，硅襯底與基板接觸面積更大。本實(shí)用新型技術(shù)可以減小熒光粉的用量，并且改善器件的散熱，優(yōu)化產(chǎn)品的性能。

圖I是本實(shí)用新型俯視的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型截面的局部結(jié)構(gòu)圖。圖3是硅襯底的底面結(jié)構(gòu)圖。圖4是圖2中的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出一種含銀熱交換層的LED封裝結(jié)構(gòu)，包括基板，在基板上設(shè)有多個(gè)反射杯，在反射杯內(nèi)設(shè)有LED晶粒，在反射杯口處設(shè)有芯片電極；在所述基板上設(shè)有反射杯的區(qū)域上封裝有一層膨脹粉膠；晶粒由封裝膠封裝在反射杯內(nèi)，封裝膠上面為膨脹粉膠；晶粒包括雙電極的LED芯片，LED芯片通過(guò)兩個(gè)電極倒裝焊在硅襯底上，在硅襯底上為第一類鉆碳層，第一類鉆碳層上為與LED芯片的電極粘接的金屬焊料層，焊料層包括與兩個(gè)電極分別連接、且相互斷開的兩個(gè)部分，該兩個(gè)部分均通過(guò)引線分別與設(shè)在反射杯口處的兩個(gè)芯片電極連接；硅襯底下面有第二類鉆碳層；在反射杯底部濺鍍有一層銀鍍層；第二類鉆碳通過(guò)銀膠固定在反射杯的銀鍍層上。以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于以下實(shí)施例，任何可以推知的對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案所做的變形，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例如圖I和圖2所示。該MCOB封裝器件包括基板2，在基板2上設(shè)有多個(gè)反射杯3，在反射杯3內(nèi)設(shè)有LED晶粒10，反射杯3的杯口邊緣設(shè)有芯片電極4，晶粒10與芯片電極4通過(guò)引線8電連接在一起。反射杯在基板上均勻分布排列?；鍍?yōu)選為鋁基板，其表面上有絕緣層，反射杯為深入鋁基板的鋁層倒梯形槽孔，反射 杯內(nèi)壁經(jīng)過(guò)拋光形成反射層，或者鍍反射層。在基板2上設(shè)有反射杯的區(qū)域20上封裝有一層膨脹粉膠7。晶粒10由封裝膠9封裝在反射杯3內(nèi)，封裝膠9上面為膨脹粉膠7。膨脹粉膠包括受熱釋水物、吸水樹脂和熒光粉，其內(nèi)還可以包括分散劑和穩(wěn)定劑等各種成份。封裝膠的材質(zhì)可以采用環(huán)氧樹脂或硅膠。基板上設(shè)反射杯的區(qū)域20圍在一個(gè)凸出基板表面的圍欄5內(nèi)。圍欄5的橫截面為三角形狀，三角形狀的頂部為圓角50。在膨脹粉膠膨脹固化的過(guò)程中，過(guò)量的粉膠可以漫過(guò)圍欄的圓角，以保持膨脹粉膠的表面的平整，圓角結(jié)構(gòu)可以使粉膠不容易形成邊緣堆積效應(yīng)，粉膠的邊緣不顯凸起。三角形狀橫截面的圍欄的內(nèi)側(cè)為一個(gè)斜向上的坡面，這個(gè)坡面在膨脹粉膠膨脹的時(shí)候可以起到緩沖的作用，有效的控制膨脹粉膠內(nèi)部的應(yīng)力向邊緣傳遞，進(jìn)而保證膨脹粉膠的表面不隆起。圖I中，圍欄5呈圓環(huán)形，在圍欄5的外側(cè)的基板上還設(shè)有電路電極I和安裝孔6。參看圖2至圖4，晶粒10包括雙電極的LED芯片100。LED芯片100通過(guò)兩個(gè)電極倒裝焊在硅襯底103上，在硅襯底103上為濺鍍?cè)诠枰r底上的第一類鉆碳層102，第一類鉆碳層102上為與LED芯片的電極粘接的金屬焊料層101，焊料層101包括與兩個(gè)電極分別連接、且相互斷開的兩個(gè)部分，該兩個(gè)部分均通過(guò)引線8分別與設(shè)在反射杯口處的兩個(gè)芯片電極4連接。類鉆碳具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，且絕緣，其可以及時(shí)將芯片產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給硅襯底，使硅襯底分擔(dān)更多份的熱量，以減小芯片內(nèi)部的結(jié)溫。焊料層101優(yōu)選為銀材質(zhì)，也可以為鈦、金或鉬金屬。硅襯底103下面有第二類鉆碳層104，在反射杯底部濺鍍有一層銀鍍層105。第二類鉆碳通過(guò)銀膠固定在反射杯的銀鍍層105上。參看圖3，在硅襯底的下面106為圖形化表面，圖形化表面的中間為一個(gè)中心槽108，以中心槽108為中心向周圍設(shè)有輻射狀的輻槽107，第二類鉆碳層濺鍍?cè)趫D形化表面上。在晶粒與銀鍍層粘接的時(shí)候，銀膠在中心槽108和輻槽107內(nèi)，槽內(nèi)的銀膠厚度和沾黏性可以確保晶粒固定在反射杯內(nèi)，槽內(nèi)可以鍍類鉆碳，也可以不鍍。下面106的非槽表面與銀鍍層之間的銀膠可以非常薄，其降低了晶粒與反射杯之間的熱阻，有利于散熱。
權(quán)利要求1.一種含銀熱交換層的LED封裝結(jié)構(gòu),包括基板,在基板上設(shè)有多個(gè)反射杯,在反射杯內(nèi)設(shè)有LED晶粒，在反射杯口處設(shè)有芯片電極，其特征在于 在所述基板上設(shè)有反射杯的區(qū)域上封裝有一層膨脹粉膠；晶粒由封裝膠封裝在反射杯內(nèi)，封裝膠上面為膨脹粉膠； 晶粒包括雙電極的LED芯片，LED芯片通過(guò)兩個(gè)電極倒裝焊在硅襯底上，在硅襯底上為第一類鉆碳層，第一類鉆碳層上為與LED芯片的電極粘接的金屬焊料層，焊料層包括與兩個(gè)電極分別連接、且相互斷開的兩個(gè)部分，該兩個(gè)部分均通過(guò)引線分別與設(shè)在反射杯口處的兩個(gè)芯片電極連接； 硅襯底下面有第二類鉆碳層； 在反射杯底部濺鍍有一層銀鍍層； 第二類鉆碳通過(guò)銀膠固定在反射杯的銀鍍層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含銀熱交換層的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基板上設(shè)反射杯的區(qū)域圍在一個(gè)凸出基板表面的圍欄內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含銀熱交換層的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述圍欄的橫截面為三角形狀，三角形狀的頂部為圓角。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含銀熱交換層的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述焊料層為銀材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含銀熱交換層的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述硅襯底的下面為圖形化表面，圖形化表面的中間為一個(gè)中心槽，以中心槽為中心向周圍設(shè)有輻射狀的輻槽，所述第二類鉆碳層濺鍍?cè)趫D形化表面上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種含銀熱交換層的LED封裝結(jié)構(gòu)，涉及一種LED封裝技術(shù)，特別是涉及板上芯片封裝技術(shù)，用于解決MCOB封裝過(guò)程中熒光粉用量大、利用率低的問(wèn)題，并改善MCOB封裝器件的散熱。該技術(shù)方案為在基板上設(shè)有反射杯的區(qū)域上封裝膨脹粉膠；封裝在反射杯內(nèi)的晶粒上包括封裝膠和膨脹粉膠；晶粒包括雙電極的LED芯片，芯片通過(guò)兩個(gè)電極倒裝焊在硅襯底上，在硅襯底上為第一類鉆碳層，第一類鉆碳層上為與LED芯片的電極粘接的金屬焊料層；硅襯底下面有第二類鉆碳層；在反射杯底部濺鍍有一層銀鍍層；第二類鉆碳通過(guò)銀膠固定在反射杯的銀鍍層上。本實(shí)用新型主要用于LED照明器件上。
文檔編號(hào)H01L33/64GK202549838SQ20122005061
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者馮海濤 申請(qǐng)人:深圳萊特光電有限公司