專利名稱：一種片式led封裝用陶瓷散熱基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種LED封裝用陶瓷散熱基板，尤其涉及到一種片式LED封 裝用陶瓷散熱基板。
背景技術(shù)：
LED作為一種新型光源，由于具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、啟動(dòng)速度快、能 控制發(fā)光光譜和禁止帶幅的大小使彩度更高等傳統(tǒng)光源無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)而得到 了空前發(fā)展。伴隨著LED電流強(qiáng)度和發(fā)光量的增加，LED芯片的發(fā)熱量也隨之 上升，對(duì)于高功率LED，輸入能源的80%都以熱的形態(tài)消耗掉。如果這些熱量 不能及時(shí)排出外界，造成芯片的溫升效應(yīng)，LED的壽命和光輸出都會(huì)大打折扣； 傳統(tǒng)使用的PCB板封裝基座的熱傳導(dǎo)率僅約為0.36W/mK，己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足 高功率的LED的散熱要求。并且熱膨脹系數(shù)與LED芯片差異很大，當(dāng)溫度變化 很大或封裝作業(yè)不當(dāng)時(shí)極易產(chǎn)生熱歪斜，能引發(fā)芯片瑕疵及發(fā)光效率降低。陶 瓷封裝基板因具有熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)與LED晶體匹配、電絕緣強(qiáng)度高等可 以有效的解決這些問題而成為L(zhǎng)ED特別是高功率LED的理想散熱基板材料。現(xiàn)有技術(shù)的LED封裝用基板結(jié)構(gòu)如圖1至圖3所示，基體材料為PCB板， 以銅作為金屬化材料。其中貼片區(qū)1用于安裝芯片；打線區(qū)2通過焊接導(dǎo)線連 接芯片的一個(gè)電極；底部焊盤3通過基座金屬化布線，實(shí)現(xiàn)與芯片兩個(gè)電極的 連接；電導(dǎo)通孔4連接上下兩層金屬化布線，實(shí)現(xiàn)上下電導(dǎo)通。上述封裝基座結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)及原因如下1)、 PCB板導(dǎo)熱率低，導(dǎo)致基板散熱性比較差。2)、 PCB板熱膨脹系數(shù)與LED芯片相差太大，當(dāng)溫度變化大時(shí)， 容易引發(fā)芯片瑕疵及發(fā)光效率降低，導(dǎo)致發(fā)光效率和壽命大打折扣，沒能達(dá)到 高功率、長(zhǎng)壽命的技術(shù)要求。基于現(xiàn)有LED封裝用基板的不足之處，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了 "一種片式LED封 裝用陶瓷散熱基板"。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高SMD高功率LED封裝基座散熱性能、改善因溫升導(dǎo)致LED芯片光衰大及壽命 下降的問題、增強(qiáng)LED產(chǎn)品耐高低溫度沖擊性能，并且提高產(chǎn)品可靠性及穩(wěn)定 性的片式LED封裝用陶瓷散熱基板。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案是一種片式LED封裝用陶瓷散熱基板，該基板的上側(cè)設(shè)有用于安裝芯片的貼 片區(qū)和通過焊接導(dǎo)線連接芯片電極的打線區(qū)，基板的下側(cè)設(shè)有通過基座金屬化 布線圖形實(shí)現(xiàn)與芯片兩個(gè)電極連接的底部焊盤，基板還設(shè)有用于連接上下兩層 金屬化布線圖形以實(shí)現(xiàn)上下電導(dǎo)通的電導(dǎo)通孔，所述的基板由氧化鋁或氮化鋁 或LTCC陶瓷(低溫共燒陶瓷)材料制成，用于提高基板整體的機(jī)械強(qiáng)度及散 熱性能，金屬化布線圖形和電導(dǎo)通孔的金屬化材料為鎢或銀或銅等金屬，電導(dǎo) 通孔位于基板邊緣或內(nèi)部，電導(dǎo)通孔可以是單個(gè)，也可以是多個(gè)，可以是圓形 或其它形狀，可以是一個(gè)或多個(gè)。所述的基板設(shè)有相連的高導(dǎo)熱柱和散熱焊盤，高導(dǎo)熱柱設(shè)于基板內(nèi)部，高 導(dǎo)熱柱的上側(cè)與貼片區(qū)相連接，高導(dǎo)熱柱用于將芯片產(chǎn)生的熱導(dǎo)出，散熱焊盤設(shè)于基板的下側(cè)，用于將高導(dǎo)熱柱導(dǎo)出的熱散逸出來(lái)，高導(dǎo)熱柱的下側(cè)與散熱 焊盤相連接。所述的高導(dǎo)熱柱由銀、鎢、鉬或銅等金屬填充而成，用于增強(qiáng)基板的傳熱 效果。單個(gè)陶瓷散熱基板可以安裝單芯片或多芯片，底層內(nèi)部布線圖形及設(shè)計(jì)層 數(shù)可根據(jù)安裝芯片數(shù)量及種類而相應(yīng)變化。本發(fā)明的具體生產(chǎn)工藝流程如下①或②① 原材料分散—流延—切片—沖孔(腔)—灌封(印孔)—平 面印刷—(刻槽)—排膠/燒結(jié)—電鍍。② 原材料分散—流延—切片—沖孔(腔)—刻槽—排膠/燒結(jié)^ 灌封(??？U —平面印刷—金屬化燒結(jié)—電鍍。本發(fā)明一種片式LED封裝用陶瓷散熱基板的有益效果是提高了 SMD片式LED封裝基板的散熱性能，改善因溫升導(dǎo)致LED芯片光衰大及壽命下降的問 題；增強(qiáng)LED產(chǎn)品耐高低溫度沖擊性能，提高產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備有以下幾個(gè)特點(diǎn)(1) 散熱性好，本發(fā)明的基板材料為氧化鋁或氮化鋁或LTCC (低溫共燒 陶瓷)等陶瓷材料，導(dǎo)熱率高，還可以在基座貼片區(qū)設(shè)置用高導(dǎo)熱率金屬填充 的導(dǎo)熱柱。很好的解決了基座散熱的關(guān)鍵問題。(2) 陶瓷材料熱膨脹系數(shù)與LED芯片接近，耐高低溫度沖擊性能強(qiáng)，提 高LED產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的整體結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的整體結(jié)構(gòu)仰視圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的整體結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的整體結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例二的整體結(jié)構(gòu)仰視圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例二的整體結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例三的整體結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例三的整體結(jié)構(gòu)仰視圖； 圖9是本發(fā)明實(shí)施例三的整體結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖10是本發(fā)明實(shí)施例四的整體結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖11是本發(fā)明實(shí)施例四的整體結(jié)構(gòu)仰視圖； 圖12是本發(fā)明實(shí)施例四的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1和圖12，本發(fā)明是這樣實(shí)施的一種片式LED封裝用陶瓷散熱基板，該基板(10)的上側(cè)設(shè)有用于安裝芯 片的貼片區(qū)(1)和通過焊接導(dǎo)線連接芯片電極的打線區(qū)(2)，基板的下側(cè)設(shè)有 通過基座金屬化布線圖形實(shí)現(xiàn)與芯片兩個(gè)電極連接的底部焊盤(3)，基板還設(shè) 有用于連接上下兩層金屬化布線圖形以實(shí)現(xiàn)上下電導(dǎo)通的電導(dǎo)通孔(4)，基板 (10)由氧化鋁或氮化鋁或LTCC等陶瓷材料制成，用于提高基板整體的機(jī)械強(qiáng)度及散熱性能，金屬化布線圖形和電導(dǎo)通孔(4)的金屬化材料為鎢或鉬或銀 或銅等金屬，電導(dǎo)通孔(4)位于基板(10)邊緣或內(nèi)部?？梢允菆A形或其它形 狀，可以是單個(gè)或多個(gè)。在本實(shí)施例中，基板(10)設(shè)有相連的高導(dǎo)熱柱(5)和散熱焊盤(6)，高 導(dǎo)熱柱(5)設(shè)于基板(10)內(nèi)部，高導(dǎo)熱柱(5)的上側(cè)與貼片區(qū)(1)相連接， 高導(dǎo)熱柱(5)用于將芯片產(chǎn)生的熱導(dǎo)出，散熱焊盤(6)設(shè)于基板(10)的下 側(cè)，用于將高導(dǎo)熱柱(5)導(dǎo)出的熱散逸出來(lái)，高導(dǎo)熱柱(5)的下側(cè)與散熱焊 盤(6)相連接。高導(dǎo)熱柱(5)由銀、鎢、鉬或銅金屬填充而成，用于增強(qiáng)基 板(10)傳熱效果。以上所述，僅是本發(fā)明一種片式LED封裝用陶瓷散熱基板的較佳實(shí)施例而 已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)上面 實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種片式LED封裝用陶瓷散熱基板，該基板(10)的上側(cè)設(shè)有用于安裝芯片的貼片區(qū)(1)和通過焊接導(dǎo)線連接芯片電極的打線區(qū)(2)，基板的下側(cè)設(shè)有通過基座金屬化布線圖形實(shí)現(xiàn)與芯片兩個(gè)電極連接的底部焊盤(3)，基板還設(shè)有用于連接上下兩層金屬化布線圖形以實(shí)現(xiàn)上下電導(dǎo)通的電導(dǎo)通孔(4)，本發(fā)明的特征在于所述的基板(10)由氧化鋁或氮化鋁或LTCC陶瓷材料制成，用于提高基板整體的機(jī)械強(qiáng)度及散熱性能，金屬化布線圖形和電導(dǎo)通孔(4)的金屬化材料為鎢或銀或銅金屬，電導(dǎo)通孔(4)位于基板(10)邊緣或內(nèi)部，可以是圖形或其它形狀，可以是單個(gè)或多個(gè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種片式LED封裝用陶瓷散熱基板，其特征在于 所述的基板(10)設(shè)有相連的高導(dǎo)熱柱(5)和散熱焊盤(6)，高導(dǎo)熱柱(5) 設(shè)于基板(10)內(nèi)部，高導(dǎo)熱柱(5)的上側(cè)與貼片區(qū)(1)相連接，高導(dǎo)熱柱(5)用于將芯片產(chǎn)生的熱導(dǎo)出，散熱焊盤(6)設(shè)于基板(10)的下側(cè)，用于 將高導(dǎo)熱柱(5)導(dǎo)出的熱散逸出來(lái)，高導(dǎo)熱柱(5)的下側(cè)與散熱焊盤(6) 相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種片式LED封裝用陶瓷散熱基板，其特征在于 所述的高導(dǎo)熱柱(5)由銀、鎢、鉬或銅等金屬材料填充而成，用于增強(qiáng)基板(10) 的傳熱效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種LED封裝用陶瓷散熱基板，尤其涉及到一種片式LED封裝用陶瓷散熱基板?；宓纳蟼?cè)設(shè)有貼片區(qū)和打線區(qū)，基板的下側(cè)設(shè)有通過基座金屬化布線圖形實(shí)現(xiàn)與芯片兩個(gè)電極連接的底部焊盤，基板還設(shè)有用于連接上下兩層金屬化布線圖形以實(shí)現(xiàn)上下電導(dǎo)通的電導(dǎo)通孔，所述的基板由氧化鋁或氮化鋁或LTCC等陶瓷材料制成，用于提高基板整體的機(jī)械強(qiáng)度，金屬化布線圖形和電導(dǎo)通孔的金屬化材料為鎢或鉬或銀或銅等金屬，電導(dǎo)通孔位于基板邊緣或內(nèi)部。本發(fā)明有益效果是提高了SMD片式LED封裝基板的散熱性能，改善因溫升導(dǎo)致LED芯片光衰大及壽命下降的問題；增強(qiáng)LED產(chǎn)品耐高低溫度沖擊性能，提高產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101276869SQ200810067069
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月4日
發(fā)明者陳紹鴻 申請(qǐng)人:潮州市三江電子有限公司