專利名稱：一種集成led芯片的光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種集成LED芯片的光源。
背景技術(shù)：
正裝芯片技術(shù)是傳統(tǒng)的微電子封裝技術(shù)，其技術(shù)成熟，應(yīng)用范圍廣泛。 目前絕大多數(shù)LED均為正裝LED, LED裸芯片的襯底無論是砷化鎵還是碳 化硅，在襯底外都鍍有一層金屬層作為N型電極，同時(shí)也兼作散熱之用，其 正裝在一個(gè)帶有反射杯的支架上作為陰極，其上面的P型外延層再通過金屬 線焊接在陽極引線上，由于此種裸芯片的上面及襯底面各作為電極的一端， 故習(xí)稱為"單電極芯片"，目前，黃光和紅光LED較多采用這種單電極芯片。 除上述單電極LED裸芯片外(芯片正反面各有一個(gè)電極)，近年來有的LED 裸芯片的襯底為絕緣材料如氧化鋁，所以正(P型)與負(fù)(N型)電極均需 設(shè)置于裸芯片的表面，亦即所謂的"雙電極芯片"，目前，藍(lán)光和綠光LED 較多采用這種雙電極芯片。倒裝芯片技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)的微電子封裝技術(shù)之 一，它既是一種芯片互連技術(shù)，又是一種理想的芯片粘接技術(shù)，它將電路組 裝密度提升到了一個(gè)新的高度。在所有表面安裝技術(shù)中，倒裝芯片可以達(dá)到 最小、最薄的封裝，隨著電子產(chǎn)品體積的進(jìn)一步縮小，倒裝芯片的應(yīng)用將會(huì) 越來越廣泛。將LED裸芯片倒扣在襯底上的封裝形式稱為倒裝LED。將多個(gè)LED裸芯片集成在一個(gè)線路板上稱為集成芯片。無論是單電極 LED裸芯片、雙電極LED裸芯片還是倒裝LED裸芯片均可應(yīng)用在LED集成 芯片上。LED集成芯片中常用到鋁基板，鋁基板由金屬鋁或鋁合金作為襯底， 在上面涂覆導(dǎo)熱絕緣層，在導(dǎo)熱絕緣層上再覆蓋銅箔。由于其導(dǎo)熱絕緣層能 耐高壓(>1500V)及襯底散熱性較佳，所以被廣泛應(yīng)用在LED領(lǐng)域。其應(yīng)用方式為在鋁基板上按照傳統(tǒng)單層印刷線路板的制造方式將銅箔用印刷及蝕 刻方式形成電路，再將防焊層覆蓋在鋁基板上，僅裸露出需要焊接部位的銅
箔即成。現(xiàn)有的照明用LED單顆芯片大多采用面積較大的功率型LED芯片， 其成本較高，由于芯片面積較大，熱源集中，因此散熱效果不好；同時(shí)，這 種LED芯片較難實(shí)現(xiàn)多芯片集成；采用這種芯片制造光源時(shí)，需要先將單顆 大功率LED裸芯片封裝在帶金屬襯底的貼片封裝內(nèi)，然后再將若干個(gè)封裝好 的貼片式芯片通過串并聯(lián)關(guān)系接于帶電路的鋁基板上。目前還有采用集成 LED芯片制造光源的方法，其需要先將多顆LED裸芯片通過串并聯(lián)組合連接 封裝在帶金屬的貼片封裝內(nèi)，然后再將若干個(gè)封裝好的貼片式集成芯片通過 串并聯(lián)關(guān)系接于帶電路的鋁基板上。這種集成LED芯片的光源需要首先對(duì) LED裸芯片進(jìn)行一次封裝，再在帶電路的鋁基板上進(jìn)行二次封裝，因此其工 藝復(fù)雜，成本較高，生產(chǎn)效率較低。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本 低、工藝簡單、生產(chǎn)效率高、散熱效果好的集成LED芯片的光源。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括LED裸芯片、帶有導(dǎo) 熱絕緣層的鋁基板，所述LED裸芯片包括襯底和N型外延層、P型外延層， 所述導(dǎo)熱絕緣層上設(shè)有根據(jù)所述LED裸芯片的串并聯(lián)連接關(guān)系預(yù)先設(shè)定的印 刷電路，所述印刷電路的上表面除焊點(diǎn)、芯片及打線位置外，其余部分的導(dǎo) 線上覆蓋有防焊層，所述LED裸芯片分為若干組正裝或倒裝在各所述印刷電 路上，各組內(nèi)部的所述LED裸芯片之間及若干組所述LED裸芯片之間均通 過所述印刷電路相連接組成電路，所述印刷電路引出陽極接點(diǎn)和陰極接點(diǎn)。
所述LED裸芯片上及其周圍的相應(yīng)位置覆蓋硅膠或樹脂，形成保護(hù)層， 所述保護(hù)層將所述LED裸芯片及用于封裝的金屬線或焊球覆蓋。
5或者，所述LED裸芯片上覆蓋有熒光粉層。所述熒光粉層的周圍覆蓋硅 膠或樹脂，形成保護(hù)層，所述保護(hù)層將所述熒光粉層、所述LED裸芯片及用 于封裝的金屬線或焊球覆蓋。
進(jìn)一步，各組內(nèi)部的所述LED裸芯片之間互相串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合 連接。
若干組所述LED裸芯片之間互相串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接。 所述LED裸芯片為單電極芯片，所述LED裸芯片的襯底為砷化鎵或碳 化硅襯底，所述襯底通過銀漿或錫粘合在所述鋁基板的所述印刷電路上，所 述LED裸芯片的一個(gè)電極接點(diǎn)通過金屬線焊接在所述印刷電路上。
或者，所述LED裸芯片為雙電極芯片，所述LED裸芯片的襯底為氧化 鋁襯底，所述襯底通過超聲鍵合或用銀漿或錫粘合在所述鋁基板的所述印刷 電路上，所述LED裸芯片的兩個(gè)電極接點(diǎn)分別通過兩個(gè)金屬線、焊接在所述 印刷電路上。
或者，所述LED裸芯片為倒裝芯片，所述印刷電路上有焊球，所述LED 裸芯片通過超聲鍵合的方法倒裝在所述焊球上，所述焊球?yàn)榻鹎蛩ɑ蜚~球栓 或錫球。
本實(shí)用新型的有益效果是由于本實(shí)用新型所述導(dǎo)熱絕緣層上設(shè)有根據(jù) 所述LED裸芯片的串并聯(lián)連接關(guān)系預(yù)先設(shè)定的印刷電路，所述印刷電路的上 表面除焊點(diǎn)、芯片及打線位置外，其余部分的號(hào)線上覆蓋有防焊層，所述LED 裸芯片分為若干組正裝或倒裝在各所述印刷電路上，各組內(nèi)部的所述LED裸 芯片之間及若干組所述LED裸芯片之間均通過所述印刷電路相連接組成電 路，所述印刷電路引出陽極接點(diǎn)和陰極接點(diǎn)，本實(shí)用新型在鋁基板上形成電 路后直接將LED裸芯片正裝或倒裝連接在鋁基板的所述印刷電路上，只通過 一次封裝就成為一個(gè)獨(dú)立的光源，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)需要二次封裝的特點(diǎn)，本 實(shí)用新型一次封裝后的光源直接接于驅(qū)動(dòng)電路就可以發(fā)光工作，簡化了工藝 步驟，節(jié)省了封裝材料，節(jié)約了成本，使得生產(chǎn)效率大幅提高，另外本實(shí)用新型通過所述導(dǎo)熱絕緣層將LED裸芯片發(fā)光產(chǎn)生的熱量直接傳導(dǎo)到所述印刷 電路上并通過所述鋁基板再散發(fā)到外界，熱傳遞路徑相比現(xiàn)有技術(shù)也大為縮 短，熱量傳導(dǎo)速度更快，導(dǎo)熱散熱效果更好，延長了LED裸芯片的使用壽命， 故本實(shí)用新型成本低、工藝簡單、生產(chǎn)效率高、散熱效果好；
由于本實(shí)用新型各組內(nèi)部的所述LED裸芯片之間互相串聯(lián)或并聯(lián)或串并 聯(lián)組合連接，若干組所述LED裸芯片之間互相串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接， 因此各所述LED裸芯片相互間可以產(chǎn)生串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接等多種 電路連接方式，應(yīng)用調(diào)整自由，可廣泛應(yīng)用于交、直流及高、低壓及不同功 率的燈具中，故本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)在鋁基板上的LED多種連接方式，應(yīng)用范 圍廣。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1所示I處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2所示的B—B斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1 圖3所示，本實(shí)施例的集成LED芯片的光源為一應(yīng)用于220V 交流電的工礦燈的光源，包括LED裸芯片1、帶有導(dǎo)熱絕緣層3的鋁基板2， 所述LED裸芯片1包括襯底10和N型外延層11、 P型外延層12，所述導(dǎo)熱 絕緣層3上設(shè)有根據(jù)所述LED裸芯片1的串并聯(lián)連接關(guān)系預(yù)先設(shè)定的印刷電 路6,所述印刷電路6的上表面除焊點(diǎn)、芯片及打線位置外，其余部分的導(dǎo) 線上覆蓋有防焊層(圖中未示出)，以避免所述印刷電路6短路及誤焊，還可 以防止觸電，所述LED裸芯片1為雙電極芯片，所述襯底10為氧化鋁(藍(lán) 寶石，Al203)襯底，當(dāng)然所述襯底10也可以為砷化鎵(GaAs)或碳化硅(SiC)
7等其他材料的襯底，所述襯底io通過超聲鍵合或用銀槳或錫粘合在所述鋁基
板2的所述印刷電路6上，所述P型外延層12、所述N型外延層11的兩個(gè) 電極接點(diǎn)分別通過金屬線43、 45焊接在相鄰的兩個(gè)所述印刷電路6上，以實(shí) 現(xiàn)LED芯片的正裝，所述LED裸芯片1分為8組，每組包括25個(gè)所述LED 裸芯片l，每組內(nèi)部的25個(gè)所述LED裸芯片1之間全部串聯(lián)連接，當(dāng)然也可 以根據(jù)實(shí)際使用要求將各組內(nèi)部的所述LED裸芯片1之間互相并聯(lián)或串并聯(lián) 組合連接，8組所述LED裸芯片1再分為兩個(gè)大組，每個(gè)大組各包括4組所 述LED裸芯片1， 4組所述LED裸芯片1之間互相串聯(lián)，兩個(gè)大組再并聯(lián)在 一起，當(dāng)然各組所述LED裸芯片1之間也可以完全互相串聯(lián)或并聯(lián)或采用其 他串并聯(lián)組合方式，各組內(nèi)部的所述LED裸芯片1之間及8組所述LED裸 芯片1之間均通過所述印刷電路6相連接組成電路，所述印刷電路6引出陽 極接點(diǎn)60和陰極接點(diǎn)61，所述LED裸芯片1上覆蓋有熒光粉層7，所述熒 光粉層7的周圍覆蓋硅膠或樹脂，形成保護(hù)層5，所述保護(hù)層5將所述熒光 粉層7、所述LED裸芯片l及用于封裝的金屬線覆蓋，以防止金屬線折斷， 同時(shí)可保護(hù)所述LED裸芯片1不受外界環(huán)境變化的影響。
在所述LED裸芯片1非應(yīng)用于白光LED時(shí)，則不需要所述熒光粉層7 而直接在所述LED裸芯片1上及其周圍的相應(yīng)位置覆蓋硅膠或樹脂，形成保 護(hù)層5即可，所述保護(hù)層5將所述LED裸芯片1及用于封裝的金屬線或焊球
覆蓋o
本實(shí)施例的集成LED芯片的光源的制造方法包括以下步驟
(a) 在鋁基板上形成電路:在帶有導(dǎo)熱絕緣層3的鋁基板2上根據(jù)LED 裸芯片1的串并聯(lián)連接關(guān)系形成預(yù)先設(shè)定的印刷電路6，印刷電路6除焊點(diǎn)、
芯片及打線位置外，其余部分導(dǎo)線上覆蓋有防焊層；
(b) LED裸芯片封裝將所述LED裸芯片1的所述襯底10用超聲鍵 合或用銀漿或錫粘合在所述鋁基板2的所述印刷電路6上，所述LED裸芯片 1的兩個(gè)電極接點(diǎn)分別通過兩個(gè)金屬線43、 45焊接在所述印刷電路6上進(jìn)行正裝封裝；
(b0)形成熒光粉層作為白光LED應(yīng)用，在封裝在所述印刷電路6上 的藍(lán)光LED裸芯片1上覆蓋預(yù)先調(diào)制好的熒光粉，其厚度為0.2 0.5mm， 再經(jīng)過高溫固化，形成熒光粉層7;
(c)形成保護(hù)層在所述熒光粉層7上于所述LED裸芯片1上及其周 圍的相應(yīng)位置覆蓋硅膠或樹脂，經(jīng)過高溫固化，形成保護(hù)層5，所述保護(hù)層5 將所述LED裸芯片1及用于封裝的金屬線43、 45覆蓋。
本實(shí)用新型中，所述LED裸芯片1的數(shù)量不限于實(shí)施例中所述，所述 LED裸芯片1的分組數(shù)量及每組內(nèi)部的所述LED裸芯片1的數(shù)量也不限于實(shí) 施例中所述，所述LED裸芯片1也可以為單電極芯片或者倒裝芯片，因此所 述LED裸芯片1既可以正裝也可以倒裝在各所述印刷電路6上，在制造不同 的交、直流及高、低壓及不同功率的燈具中(比如12V直流大功率太陽能路 燈、220V交流大功率路燈、220V交流LED燈管等燈具)可靈活設(shè)置，因此 本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)在鋁基板上的LED多種連接方式，應(yīng)用范圍廣，實(shí)施例中 僅是舉例說明。
當(dāng)LED裸芯片為單電極芯片時(shí)，LED裸芯片1的襯底10為砷化鎵或碳 化硅襯底，所述襯底10通過銀漿或錫粘合在所述鋁基板2的所述印刷電路6 上，所述LED裸芯片1的一個(gè)電極接點(diǎn)通過金屬線焊接在所述印刷電路6上。
當(dāng)LED裸芯片為為倒裝芯片時(shí)，所述印刷電路6上有焊球，所述LED 裸芯片1通過超聲鍵合的方法倒裝在所述焊球上，所述焊球?yàn)榻鹎蛩ɑ蜚~球 栓或錫球。
本實(shí)用新型突破了本領(lǐng)域的固有思維模式，在鋁基板上形成電路后直接 將LED裸芯片正裝或倒裝連接在鋁基板的印刷電路上，只通過一次封裝就成 為一個(gè)獨(dú)立的光源，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)需要二次封裝的特點(diǎn)，本實(shí)用新型一次 封裝后的光源直接接于驅(qū)動(dòng)電路就可以發(fā)光工作，簡化了工藝步驟，節(jié)省了 封裝材料，節(jié)約了成本，使得生產(chǎn)效率大幅提高，另外本實(shí)用新型通過導(dǎo)熱絕緣層將LED裸芯片發(fā)光產(chǎn)生的熱量直接傳導(dǎo)到印刷電路上并通過鋁基板再 散發(fā)到外界，熱傳遞路徑相比現(xiàn)有技術(shù)也大為縮短，熱量傳導(dǎo)速度更快，導(dǎo) 熱散熱效果更好，延長了LED裸芯片的使用壽命，因此本實(shí)用新型成本低、 工藝簡單、生產(chǎn)效率高、散熱效果好。另外，本實(shí)用新型各所述LED裸芯片 相互間可以產(chǎn)生串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接等多種電路連接方式，應(yīng)用調(diào) 整自由，可廣泛應(yīng)用于交、直流及高、低壓及不同功率的燈具中，因此采用 本實(shí)用新型的制造方法可實(shí)現(xiàn)在鋁基板上的LED多種連接方式，可廣泛應(yīng)用 于路燈、工礦燈、LED燈管、普通照明燈等燈具中。
本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于LED光源領(lǐng)域。
10
權(quán)利要求1、一種集成LED芯片的光源，包括LED裸芯片(1)、帶有導(dǎo)熱絕緣層(3)的鋁基板(2)，所述LED裸芯片(1)包括襯底(10)和N型外延層(11)、P型外延層(12)，其特征在于所述導(dǎo)熱絕緣層(3)上設(shè)有根據(jù)所述LED裸芯片(1)的串并聯(lián)連接關(guān)系預(yù)先設(shè)定的印刷電路(6)，所述印刷電路(6)的上表面除焊點(diǎn)、芯片及打線位置外，其余部分的導(dǎo)線上覆蓋有防焊層，所述LED裸芯片(1)分為若干組正裝或倒裝在各所述印刷電路(6)上，各組內(nèi)部的所述LED裸芯片(1)之間及若干組所述LED裸芯片(1)之間均通過所述印刷電路(6)相連接組成電路，所述印刷電路(6)引出陽極接點(diǎn)(60)和陰極接點(diǎn)(61)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED芯片的光源，其特征在于所述LED裸 芯片(1)上及其周圍的相應(yīng)位置覆蓋硅膠或樹脂，形成保護(hù)層(5)，所 述保護(hù)層(5)將所述LED裸芯片(1)及用于封裝的金屬線或焊球覆蓋。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED芯片的光源，其特征在于所述LED裸 芯'片(1)上覆蓋有熒光粉層(7)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成LED芯片的光源，其特征在于所述熒光粉 層(7)的周圍覆蓋硅膠或樹脂，形成保護(hù)層(5)，所述保護(hù)層(5)將所 述熒光粉層(7)、所述LED裸芯片(1)及用于封裝的金屬線或焊球覆蓋。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的集成LED芯片的光源，其特征在于 各組內(nèi)部的所述LED裸芯片(1 )之間互相串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的集成LED芯片的光源，其特征在于 若干組所述LED裸芯片(1)之間互相串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的集成LED芯片的光源，其特征在于.-所述LED裸芯片(1)為單電極芯片，所述LED裸芯片(1)的襯底(10) 為砷化鎵或碳化硅襯底，所述襯底(10)通過銀漿或錫粘合在所述鋁基板(2)的所述印刷電路(6)上，所述LED裸芯片(1)的一個(gè)電極接點(diǎn)通 過金屬線焊接在所述印刷電路(6)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的集成LED芯片的光源，其特征在于-所述LED裸芯片(1)為雙電極芯片，所述LED裸芯片(1)的襯底(10) 為氧化鋁襯底，所述襯底(10)通過超聲鍵合或用銀漿或錫粘合在所述鋁 基板(2)的所述印刷電路(6)上，所述LED裸芯片(1)的兩個(gè)電極接 點(diǎn)分別通過兩個(gè)金屬線(43、 45)焊接在所述印刷電路(6)上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的集成LED芯片的光源，其特征在于 所述LED裸芯片(1)為倒裝芯片，所述印刷電路(6)上有焊球，所述 LED裸芯片(1)通過超聲鍵合的方法倒裝在所述焊球上，所述焊球?yàn)榻?球栓或銅球栓或錫球。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種成本低、工藝簡單、生產(chǎn)效率高、散熱效果好的集成LED芯片的光源。本實(shí)用新型包括LED裸芯片(1)、帶有導(dǎo)熱絕緣層(3)的鋁基板(2)，LED裸芯片(1)包括襯底(10)和N型外延層(11)、P型外延層(12)，導(dǎo)熱絕緣層(3)上設(shè)有根據(jù)LED裸芯片(1)的串并聯(lián)連接關(guān)系預(yù)先設(shè)定的印刷電路(6)，印刷電路(6)的上表面除焊點(diǎn)、芯片及打線位置外，其余部分的導(dǎo)線上覆蓋有防焊層，LED裸芯片(1)分為若干組正裝或倒裝在各印刷電路(6)上，各組內(nèi)部的LED裸芯片(1)之間及若干組LED裸芯片(1)之間均通過印刷電路(6)相連接組成電路，印刷電路(6)引出陽極接點(diǎn)(60)和陰極接點(diǎn)(61)。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于LED光源領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F21V23/06GK201412704SQ20092005229
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者吳俊緯 申請(qǐng)人:廣州南科集成電子有限公司