專利名稱：一種雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電器件領(lǐng)域，進(jìn)一步說屬于發(fā)光二極管的封裝技術(shù)，尤其是一種雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)具有全固態(tài)、高效、節(jié)能、環(huán)保、體積小、可靠性高等優(yōu)點，在光電子集成電路、白光照明、光顯示、光指示、投影、報警、防盜、監(jiān)控等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。發(fā)光二極管的封裝從功率角度來說主要分為高功率和低功率封裝兩種形式，兩種封裝形式最主要的區(qū)別有三點其一是功率型發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中有對LED芯片直接的熱傳導(dǎo)散熱途徑，可以直接將產(chǎn)生的熱量耗散到封裝外殼或者電路板上；其二是在功率型發(fā)光二極管封裝中往往有具有防靜電保護功能的過渡熱沉；其三是功率型發(fā)光二極管中使用的用于光收集的密封材料機械穩(wěn)定性更強。發(fā)光二極管的封裝從光出射方向來分又可以分為正面出光和側(cè)面出光兩種形式。目前研究和市場上的產(chǎn)品大多是正面出光，占整個發(fā)光管的80% 以上，側(cè)面發(fā)光的發(fā)光管一般做法有兩種，一種是通過將一正面發(fā)光二極管側(cè)放，使其出光光束經(jīng)過透光元件的多次反射或折射，從側(cè)面出射，達(dá)到側(cè)面出光的效果；一種是將正面發(fā)光二極管正放，通過采用反光板將頂部的光線反射回來，強迫其從側(cè)面發(fā)射。不管是那種方式，其中的發(fā)光二極管的管芯均采用的是正面出光型器件，散熱性能不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對雙側(cè)面發(fā)光管進(jìn)行封裝的、具有良好散熱的封裝工藝的雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明一種雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，其特征在于將發(fā)光芯片放置在導(dǎo)熱絕緣過渡片的金屬化層上，導(dǎo)熱絕緣過渡片放置在金屬底盤上，金屬底盤上套一玻璃套，采用環(huán)氧樹脂將玻璃套內(nèi)填充，將發(fā)光芯片和金屬引線封裝固定在玻璃套內(nèi)的環(huán)氧樹脂中。本發(fā)明玻璃套側(cè)面用于光束出射，頂部鍍有金屬層用來反射光線。本發(fā)明發(fā)光芯片特指芯片的發(fā)光方向與外延生長方向向垂直的發(fā)光管。本發(fā)明的導(dǎo)熱絕緣過渡片本身是導(dǎo)熱絕緣材料，在兩面作了金屬化處理，可以用來導(dǎo)電，其中一個表面上劃有小槽將其分為兩段，發(fā)光芯片采用焊接的方法P面向下放置在其中的一面上，該面即為正極引出端，小槽的另一面即為負(fù)極引出端與發(fā)光芯片的η面相連。這樣可以使發(fā)光芯片的正負(fù)極與金屬底盤相隔離，在需要將多個發(fā)光芯片排列起來封裝時避免了共用電極，所有的發(fā)光芯片之間可以直接串聯(lián)。本發(fā)明的封裝方法中采用了金屬底盤可以有效地將發(fā)光芯片產(chǎn)生的熱耗散出去。本發(fā)明的封裝方法中導(dǎo)熱絕緣過渡片與發(fā)光芯片之間，導(dǎo)熱絕緣過渡片與金屬底盤之間均采用焊料焊接方式連接，增加散熱效率。
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本發(fā)明封裝方法中玻璃套內(nèi)部用環(huán)氧樹脂填充，減小發(fā)光芯片與空氣的折射率， 起到一定的減反效果，提升了側(cè)面光輸出效率。本發(fā)明的封裝方法主要針對發(fā)光芯片本身即為側(cè)面發(fā)光的發(fā)光二極管，相比與正面發(fā)光芯片的封裝方式，方法簡單，更有利于散熱。


圖1是單個雙側(cè)面發(fā)光半導(dǎo)體發(fā)光管封裝剖面圖。圖2是多個雙側(cè)面發(fā)光半導(dǎo)體發(fā)光管封裝剖面圖。
具體實施例方式下面參照附圖，結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。如圖1所示為單個雙側(cè)面發(fā)光半導(dǎo)體發(fā)光管，包括金屬底盤10、玻璃套11、絕緣玻璃膠12、金屬引線13、發(fā)光芯片14、金屬化層15、負(fù)電極柱16a、正電極柱16b、導(dǎo)熱絕緣過渡片17、環(huán)氧樹脂18。本發(fā)明一種雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，先將發(fā)光芯片14放置在導(dǎo)熱絕緣過渡片17的金屬化層15上，導(dǎo)熱絕緣過渡片17放置在金屬底盤10上，金屬底盤10 上套一玻璃套11，采用環(huán)氧樹脂18將玻璃套11內(nèi)填充，將發(fā)光芯片14和金屬引線13封裝固定在玻璃套11內(nèi)的環(huán)氧樹脂18中。具體方法如下首先將導(dǎo)熱絕緣過渡片17的兩個大面進(jìn)行金屬化，用濺射或真空鍍膜的方法在其上生長金屬化層15，如Ni/Au層，Ni層起到較好的粘附性，Au層用來焊接，厚度為Ium左右，用劃片設(shè)備將導(dǎo)熱絕緣過渡片17的一面劃出小槽，槽寬為lOOum，槽深以劃斷金屬化為準(zhǔn)，槽的位置如圖1所示；將金屬底盤10電鍍Ni/Au，厚度Ium ；用專門的夾具將導(dǎo)熱絕緣過渡片17有小槽一面的焊接發(fā)光芯片的面積預(yù)留出來，其余面積包括小槽均遮擋起來，用真空鍍膜設(shè)備在其上蒸發(fā)一層焊料層-In，再將導(dǎo)熱絕緣過渡片17的另一面也用同樣的設(shè)備蒸發(fā)一層焊料層-In，將發(fā)光芯片14的ρ面向下擺放在導(dǎo)熱絕緣過渡片17有小槽一面蒸發(fā)上焊料的地方，再將其一塊放在金屬底盤10的中央位置，如圖1所示，放入有保護氣體的焊接爐中，升溫到200°C，使焊料融化，使發(fā)光芯片 14焊接在導(dǎo)熱絕緣過渡片17上，導(dǎo)熱絕緣過渡片17焊接在金屬底盤10上；在導(dǎo)熱絕緣過渡片17上與發(fā)光芯片14的ρ面聯(lián)通的區(qū)域為ρ區(qū)，則被小槽隔斷的另外區(qū)域為η區(qū)，用金絲球焊機將正電極柱16b與導(dǎo)熱絕緣過渡片17的ρ區(qū)相連接，發(fā)光芯片14的η區(qū)與導(dǎo)熱絕緣過渡片17的η區(qū)相連接，導(dǎo)熱絕緣過渡片17的η區(qū)與負(fù)電極柱16a相連接；用環(huán)氧樹脂18將玻璃套11內(nèi)填充，將玻璃殼與金屬底盤10粘結(jié)起來，使發(fā)光芯片14與金屬引線15均封裝固定在玻璃套11內(nèi)的環(huán)氧樹脂18中；本發(fā)明電極柱與金屬底盤之間通過絕緣玻璃膠進(jìn)行電學(xué)隔離，發(fā)光芯片的正負(fù)極與金屬底盤之間電學(xué)隔離，做到防靜電保護。本發(fā)明的的導(dǎo)熱絕緣過渡片的可用氮化鋁陶瓷、氧化鈹陶瓷或者金剛石等類似熱導(dǎo)率高且絕緣性好的材料制成。
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本發(fā)明的發(fā)光芯片為雙側(cè)面發(fā)光，可以單個發(fā)光芯片單獨封裝(如圖1所示)，也可以多個芯片串聯(lián)在一起封裝，多個雙側(cè)面發(fā)光半導(dǎo)體發(fā)光管封裝結(jié)構(gòu)及方法同理，如圖2 所示。
權(quán)利要求
1.一種雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，其特征在于將發(fā)光芯片放置在導(dǎo)熱絕緣過渡片的金屬化層上，導(dǎo)熱絕緣過渡片放置在金屬底盤上，金屬底盤上粘接一玻璃套， 采用環(huán)氧樹脂將玻璃套內(nèi)填充，將發(fā)光芯片和金屬引線封裝固定在玻璃套內(nèi)的環(huán)氧樹脂中。
2.如權(quán)利要求1所述的雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，其特征在于所述導(dǎo)熱絕緣過渡片的金屬化層是將導(dǎo)熱絕緣過渡片的兩個大面進(jìn)行金屬化，用濺射或真空鍍膜的方法在其上生長金屬化層。
3.如權(quán)利要求2所述的雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，其特征在于所述金屬化層為Ni/Au層。
4.如權(quán)利要求1或2所述的雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，其特征在于所述的導(dǎo)熱絕緣過渡片的一面刻有小槽，小槽深度需刻斷金屬化層，小槽將該導(dǎo)熱絕緣過渡片分成兩個區(qū)-P區(qū)和η區(qū)，發(fā)光芯片ρ面向下安裝在導(dǎo)熱絕緣過渡片的ρ區(qū)，將正電極柱與導(dǎo)熱絕緣過渡片的P區(qū)相連接，發(fā)光芯片的η區(qū)與導(dǎo)熱絕緣過渡片的η區(qū)相連接，導(dǎo)熱絕緣過渡片的η區(qū)與負(fù)電極柱相連接。
5.如權(quán)利要求1所述的雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，其特征在于，所述的導(dǎo)熱絕緣過渡片與發(fā)光芯片及金屬底盤之間采用焊料焊接方式固定。
6.如權(quán)利要求1所述的雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，其特征在于，所述的玻璃外套頂部鍍金屬或者進(jìn)行表面處理。
7.如權(quán)利要求1所述的雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，其特征在于，所述的發(fā)光芯片為雙側(cè)面發(fā)光，可以單個發(fā)光芯片單獨封裝，也可以多個芯片串聯(lián)在一起封裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電器件領(lǐng)域，具體是一種雙側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光管的封裝方法，其特征在于將發(fā)光芯片放置在導(dǎo)熱絕緣過渡片的金屬化層上，導(dǎo)熱絕緣過渡片放置在金屬底盤上，金屬底盤上套一玻璃套，采用環(huán)氧樹脂將玻璃套內(nèi)填充，將發(fā)光芯片和金屬引線封裝固定在玻璃套內(nèi)的環(huán)氧樹脂中。本發(fā)明的封裝方法主要針對發(fā)光芯片本身即為側(cè)面發(fā)光的發(fā)光二極管，相比與正面發(fā)光芯片的封裝方式，方法簡單，更有利于散熱。
文檔編號H01L33/00GK102222736SQ20111015871
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者劉媛媛, 夏建白, 李京波, 李凱, 李慶躍, 李樹深, 池旭明, 顏曉升 申請人:浙江東晶光電科技有限公司