專利名稱：大功率發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件，尤其涉及一種大功率發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
大功率發(fā)光二極管的芯片在工作時會產(chǎn)生大量的熱，使芯片溫度迅速升高，由于發(fā)光二極管的發(fā)光效率及可靠性隨芯片溫度的上升而直線下降，如何最大限度地減小熱阻、將芯片產(chǎn)生的熱量有效地散發(fā)，使發(fā)光二極管工作在較低的溫度，是目前制造大功率發(fā)光二極管的關(guān)鍵。
傳統(tǒng)的SMD(表面安裝器件)發(fā)光二極管封裝方式，是將發(fā)光二極管直接固置于印刷線路板上，由于印刷線路板散熱效能不佳，使發(fā)光二極管的工作時產(chǎn)生的熱量無法及時散發(fā)，因此傳統(tǒng)的SMD發(fā)光二極管的工作電流一般在20毫安以下。
為解決因印刷線路板散熱效能不佳而導致發(fā)光二極管工作電流難以提升的問題，如圖1所示，有些廠商采用了在印刷電路板4上開設(shè)貫孔并填充高導熱金屬導體1的技術(shù)方案，發(fā)光二極管芯片2通過銀膠3貼裝于所述高導熱金屬導體1上，發(fā)光二極管芯片的電極通過金線5與印刷電路板4電連接。雖然高導熱金屬導體增強了發(fā)光二極管的散熱性，但由于印刷電路板的熱阻較大，對發(fā)光二極管的散熱依舊不利，難以使發(fā)光二極管的功率及發(fā)光效率得到顯著提升。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種大功率發(fā)光二極管，取代傳統(tǒng)的印刷電路板，具有熱阻小、散熱效率高等特點。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種大功率發(fā)光二極管，包括至少一個發(fā)光二極管芯片及金屬底座，其中，該金屬底座上表面設(shè)有一氧化鋁層，該氧化鋁層上表面覆有金屬導電層，所述發(fā)光二極管芯片與氧化鋁層或金屬層間設(shè)有高熱導粘合層。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于當該發(fā)光二極管芯片采用正裝方式時，所述發(fā)光二極管芯片通過所述高熱導粘合層或共晶層貼裝于氧化鋁層或金屬層，所述發(fā)光二極管芯片電極通過金線與所金屬層電連接。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于當該發(fā)光二極管芯片采用倒裝方式時，所述發(fā)光二極管芯片的電極通過所述高熱導粘合層與金屬層固接。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于該高熱導粘合層為銀膠。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于該高熔點共晶層為焊錫與銀或金的共晶體。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于該焊錫涂敷于所述氧化鋁層或金屬層上表面，該金或銀設(shè)于發(fā)光二極管芯片的貼裝面。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明大功率發(fā)光二極管，以不導電的氧化鋁層及覆在所述氧化鋁層上的金屬層取代傳統(tǒng)的印刷電路板，降低了熱阻，減少了散熱通道的長度，使熱能更快的散發(fā)出去，從而使本發(fā)明具有熱阻小、散熱效率高等特點。
同時，發(fā)光二極管貼裝時通常是讓芯片的電極所在面向上，而將電極所在面的反面固定在金屬基座或引線架上，其無法實現(xiàn)倒裝的原因是由于金屬基座或引線架是導體，如果倒裝，則會引起短路，由于氧化鋁層不導電，從而在本發(fā)明的金屬層上可實現(xiàn)倒裝，不但可以提升LED的光效，同時對于散熱也是很好的改善。
另外，在一定溫度條件下，該涂敷于所屬氧化鋁層或金屬層上表面的焊錫與設(shè)于發(fā)光二極管貼裝面的金或銀共晶，使發(fā)光二極管芯片與氧化鋁層或金屬層固接，與傳統(tǒng)銀膠粘接相比，可以增加發(fā)光二極管芯片的固定強度，一方面不會由于工作時溫度升高、應力增大，從而導致發(fā)光二極管芯片脫落；另一方面，由于發(fā)光二極管芯片可直接固接在氧化鋁層上而非焊接在印刷線路板上，因此其散熱效果也比傳統(tǒng)的好，經(jīng)測試，傳統(tǒng)發(fā)光二極管的導熱性能比本技術(shù)方案低70％左右。


圖1是現(xiàn)有大功率發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明大功率發(fā)光二極管第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明大功率發(fā)光二極管第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明大功率發(fā)光二極管第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
如圖2所示，本發(fā)明大功率發(fā)光二極管包括至少一個發(fā)光二極管芯片2及金屬底座1，該金屬底座上1表面設(shè)有一氧化鋁層6，該氧化鋁層6上表面覆有金屬導電層7，所述發(fā)光二極管芯片2與氧化鋁層6設(shè)有高熱導粘合層或共晶層8。通常該氧化鋁層鍍設(shè)有于所述金屬底座上。
本實施例中所述發(fā)光二極管芯片2采用正裝方式，所述發(fā)光二極管芯片2通過所述高熱導粘合層8(通常為銀膠)貼裝于氧化鋁層6，所述發(fā)光二極管芯片2電極通過金線5與所金屬層7電連接。
該金屬層7上還可設(shè)有保護電路或驅(qū)動電路(圖未示出)，該金屬層7為銅層。
如圖3所示，發(fā)光二極管芯片2采用正裝方式，所述發(fā)光二極管芯片2金屬層7間設(shè)有高熔點共晶層8，該高熔點共晶層8為焊錫與銀或金的共晶體。該焊錫(圖未示出)涂敷于所述金屬層6上表面，該金或銀(圖未示出)設(shè)于發(fā)光二極管芯片2的貼裝面。
其中，該焊錫中混有金球，所述混有金球的焊錫在熔化時被金球吸附而不會流開引起短路，即在焊接處無需電介質(zhì)層而可自定域，同時混有金球的焊錫與沒有混有金球的焊錫可增大與芯片的接觸面積。
如圖4所示，該發(fā)光二極管芯片2采用倒裝方式，所述發(fā)光二極管芯片2的電極通過所述高熱導粘合層(通常為銀膠)或共晶層8與金屬層7固接，本實施例中，該混有金球9的焊錫(圖未示出)涂敷于所述金屬層7上表面，該金或銀(圖未示出)設(shè)于發(fā)光二極管芯片2電極的貼裝面。
本發(fā)明大功率發(fā)光二極管，以不導電的氧化鋁層及覆在所述氧化鋁層上的金屬層取代傳統(tǒng)的印刷電路板，降低了熱阻，減少了散熱通道的長度，使熱能更快的散發(fā)出去，從而使本發(fā)明具有熱阻小、散熱效率高等特點。
同時，發(fā)光二極管貼裝時通常是讓芯片的電極所在面向上，而將電極所在面的反面固定在金屬基座或引線架上，其無法實現(xiàn)倒裝的原因是由于金屬基座或引線架是導體，如果倒裝，則會引起短路，由于氧化鋁層不導電，從而在本發(fā)明的金屬層上可實現(xiàn)倒裝，不但可以提升L光效同時對于散熱也是很好的改善。
另外，在一定溫度條件下，該涂敷于所屬氧化鋁層或金屬層上表面的焊錫與設(shè)于發(fā)光二極管貼裝面的金或銀共晶，使發(fā)光二極管芯片與氧化鋁層或金屬層固接，與傳統(tǒng)銀膠粘接相比，可以增加發(fā)光二極管芯片的固定強度，一方面不會由于工作時溫度升高、應力增大，從而導致發(fā)光二極管芯片脫落；另一方面，由于發(fā)光二極管芯片可直接固接在氧化鋁層上而非焊接在印刷線路板上，因此其散熱效果也比傳統(tǒng)的好，經(jīng)測試，傳統(tǒng)發(fā)光二極管的導熱性能比本技術(shù)方案低70％左右。
權(quán)利要求
1.一種大功率發(fā)光二極管，包括至少一個發(fā)光二極管芯片及金屬底座，其特征在于該金屬底座上表面設(shè)有一氧化鋁層，該氧化鋁層上表面覆有金屬導電層，所述發(fā)光二極管芯片與氧化鋁層或金屬層間設(shè)有高熱導粘合層或共晶層。
2.如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于當該發(fā)光二極管芯片采用正裝方式時，所述發(fā)光二極管芯片通過所述高熱導粘合層或共晶層貼裝于氧化鋁層或金屬層，所述發(fā)光二極管芯片電極通過金線與所金屬層電連接。
3.如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于當該發(fā)光二極管芯片采用倒裝方式時，所述發(fā)光二極管芯片的電極通過所述高熱導粘合層或共晶層與金屬層固接。
4.如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于該高熱導粘合層為銀膠。
5.如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于該高熔點共晶體為焊錫與銀或金的共晶體。
6.如權(quán)利要求5所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于該焊錫涂敷于所述氧化鋁層或金屬層上表面，該金或銀設(shè)于發(fā)光二極管芯片的貼裝面。
7.如權(quán)利要求6所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于該焊錫中混有金球。
8.如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于該金屬層上設(shè)有保護電路或驅(qū)動電路。
9.如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于該金屬層為銅層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大功率發(fā)光二極管，包括至少一個發(fā)光二極管芯片及金屬底座，其中，該金屬底座上表面鍍有氧化鋁層，該氧化鋁層上表面覆有金屬導電層，所述發(fā)光二極管芯片與氧化鋁層或金屬層間設(shè)有高熱導粘合層或共晶層。本發(fā)明大功率發(fā)光二極管，以不導電的氧化鋁層及覆在所述氧化鋁層上的金屬層取代傳統(tǒng)的印刷電路板，降低了熱阻，減少了散熱通道的長度，使熱能更快的散發(fā)出去，從而使本發(fā)明具有熱阻小、散熱效率高等特點。
文檔編號H01L23/36GK101022144SQ20061003359
公開日2007年8月22日 申請日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者劉鎮(zhèn), 裴小明 申請人:深圳市量子光電子有限公司