專利名稱：封裝基板及其制造方法及基于該封裝基板的led封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種封裝基板及其制造方法及基于該封裝基板的LED封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode)是一種固態(tài)半導(dǎo)體器件,可將電能轉(zhuǎn)換為光能。具有耗電量小、聚光效果好、反應(yīng)速度快、可控性強(qiáng)、能承受高沖擊力、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)， LED正逐步替代傳統(tǒng)光源，成為第四代光源。
LED雖然節(jié)能，但與一般白熾燈飾一樣，一部分能量轉(zhuǎn)化為光的過(guò)程中，另外一部分能量轉(zhuǎn)化成熱量，尤其是LED為點(diǎn)狀發(fā)光光源，其所產(chǎn)生的熱量也集中在極小的區(qū)域，若產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去，PN結(jié)的結(jié)溫將會(huì)升高，加速芯片和封裝材料的老化，還可能導(dǎo)致焊點(diǎn)融化，致使芯片失效，進(jìn)而直接影響LED的使用壽命與發(fā)光性能，尤其是大功率 LED,其發(fā)熱量更大，對(duì)散熱技術(shù)要求更高。
陶瓷基板具有高散熱、低熱阻、長(zhǎng)壽命、使用溫度寬、耐電壓等優(yōu)點(diǎn)，但是制備陶瓷散熱基板需要具有較高的設(shè)備與技術(shù)，制造工藝相當(dāng)復(fù)雜，需使用到如曝光、真空沉積、顯影、蒸鍍、濺鍍電鍍與無(wú)電鍍等技術(shù)，使得陶瓷基板造價(jià)昂貴。另外，傳統(tǒng)的陶瓷基板中，封裝透鏡和銅金屬?gòu)?fù)合層的粘結(jié)膠會(huì)對(duì)LED芯片的出光有一定影響，這部分膠阻擋了 LED芯片側(cè)面所發(fā)出的一部分光，使得LED側(cè)向光的利用率下降。對(duì)于這一問(wèn)題，業(yè)界技術(shù)人員也提出了改進(jìn)，如專利號(hào)為201220168404. 8的中國(guó)專利，公開了一種LED芯片封裝基板結(jié)構(gòu)， 雖然該方案解決了使用傳統(tǒng)陶瓷基板導(dǎo)致LED芯片側(cè)向出光率降低的問(wèn)題，但是電路層和微米級(jí)超薄陶瓷絕緣層的設(shè)計(jì)，更加增加了工藝的復(fù)雜程度，另外專利中使用了帶有凸臺(tái)的鎢銅合金嵌板，增加了材料成本，使得這種封裝基板成本昂貴的問(wèn)題仍然沒(méi)有得以解決。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的其中一目的在于提供一種封裝基板。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述封裝基板的制造方法。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種基于上述封裝基板的LED封裝結(jié)構(gòu)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案
一種封裝基板，包括銅質(zhì)熱沉板，該銅質(zhì)熱沉板上嵌有兩條絕緣帶，該兩條絕緣帶將該銅質(zhì)熱沉板分隔為電極、焊接帶、電極三個(gè)區(qū)域；固定LED芯片的 鎢銅合金凸臺(tái)焊接于該焊接帶上，在該鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面分別設(shè)有電鍍層。
作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述鎢銅合金凸臺(tái)的厚度為O. 2-0. 3_。
作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述鎢銅合金凸臺(tái)通過(guò)銀銅焊料層與焊接帶焊接。
作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述電鍍層由內(nèi)至外設(shè)有鎳電鍍層與銀電鍍層兩層或鎳電鍍層與金電鍍層兩層。
上述封裝基板的制造方法，其特征在于，包括以下步驟
a、提供一銅質(zhì)熱沉板，通過(guò)沖壓或蝕刻工藝在銅質(zhì)熱沉板上開設(shè)兩條通槽，該兩條通槽將該銅質(zhì)熱沉板分隔為電極、焊接帶、電極三個(gè)區(qū)域；
b、使用銀銅焊料將固定LED芯片的鎢銅合金凸臺(tái)焊接在焊接帶上，焊接溫度為 700-800 0C ；
C、在銅質(zhì)熱沉板的兩條通槽內(nèi)填入絕緣材料進(jìn)行燒結(jié)，在該銅質(zhì)熱沉板上形成兩條絕緣帶；
d、對(duì)鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面進(jìn)行電鍍，在其表面形成電鍍層首先在鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面電鍍一鎳電鍍層，然后再在鎳電鍍層上電鍍一銀電鍍層，銀電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上；或者，首先在鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面電鍍一鎳電鍍層， 然后再在鎳電鍍層上電鍍一金電鍍層，金電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上；
e、去除焊接帶、兩電極三者的兩端相連接的區(qū)域。
作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述絕緣材料為氧化鋁與玻璃的混合物，燒結(jié)溫度為 400-600。。。
基于上述封裝基板的LED封裝結(jié)構(gòu)，包括LED芯片、金線、封裝透鏡，銅質(zhì)熱沉板， 該銅質(zhì)熱沉板上嵌有兩條絕緣帶，該兩條絕緣帶將該銅質(zhì)熱沉板分隔為電極、焊接帶、電極三個(gè)區(qū)域；固定LED芯片的鶴銅合金凸臺(tái)焊接于該焊接帶上,在該?dān)Q銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面分別設(shè)有電鍍層；所述LED芯片設(shè)置在鎢銅合金凸臺(tái)表面的電鍍層上，其正、負(fù)極通過(guò)金線分別與銅質(zhì)熱沉板上的兩電極導(dǎo)電連接。
作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述鎢銅合金凸臺(tái)的厚度為O. 2-0. 3_。
作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述鎢銅合金凸臺(tái)通過(guò)銀銅焊料層與焊接帶焊接。
作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案所述電鍍層由內(nèi)至外設(shè)有鎳電鍍層與銀電鍍層兩層或鎳電鍍層與金電鍍層兩層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所揭露的封裝基板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了封裝基板的制造工藝流程，大大降低了 LED封裝基板的生產(chǎn)成本，鎢銅合金凸臺(tái)使得LED芯片在燈具的內(nèi)的安裝高度增加，因而LED芯片所發(fā)射出的光能更多的直射到封裝透鏡的工作面(封裝透鏡的曲面)，解決了傳統(tǒng)陶瓷基板中透鏡粘結(jié)膠對(duì)出光率影響的問(wèn)題，增加了 LED燈珠的出光率。同時(shí)，鎢銅合金凸臺(tái)綜合了銅和鎢的優(yōu)點(diǎn)，既具有鎢的低膨脹特性，又具有銅的高導(dǎo)熱特性，更適用于做大功率器件的熱沉材料。


圖1為本發(fā)明中的封裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明中的封裝基板的制造方法的示意圖。
圖3為本發(fā)明中的基于該封裝基板的LED封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，圖中所示的封裝基板，包括銅質(zhì)熱沉板101，該銅質(zhì)熱沉板101上嵌有兩條絕緣帶104，該兩條絕緣帶104將該銅質(zhì)熱沉板101分隔為電極102、焊接帶103、電極102三個(gè)區(qū)域，焊接帶103位于兩個(gè)電極102之間；固定LED芯片的鎢銅合金凸臺(tái)105通過(guò)銀銅焊料層(請(qǐng)參閱圖3)焊接在焊接帶103上， 在該鎢銅合金凸臺(tái)105及兩個(gè)電極102的表面分別設(shè)有電鍍層106、107。較優(yōu)的,該電鍍層106、107由內(nèi)至外設(shè)有鎳電鍍層(圖未示)與銀電鍍層(圖未示)兩層，銀電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上；或者，鎳電鍍層(圖未示)與金電鍍層(圖未示)兩層，金電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上。較優(yōu)的，所述鎢銅合金凸臺(tái)105的厚度為 O. 2-0. 3mm。
請(qǐng)參閱圖2，制造上述封裝基板包括以下步驟
a、提供一銅質(zhì)熱沉板101，通過(guò)沖壓或蝕刻工藝在銅質(zhì)熱沉板101上開設(shè)兩條通槽108，該兩條通槽108將該銅質(zhì)熱沉板101分隔為電極102、焊接帶103、電極102三個(gè)區(qū)域。
b、使用銀銅焊料將固定LED芯片的鎢銅合金凸臺(tái)105焊接在焊接帶103上，焊接溫度為700-800°C。較優(yōu)的，該鎢銅合金凸臺(tái)105的厚度為O. 2-0. 3mm。
C、在銅質(zhì)熱沉板101的兩條通槽108內(nèi)填入絕緣材料進(jìn)行燒結(jié)，在該銅質(zhì)熱沉板 101上形成兩條絕緣帶104。較優(yōu)的，填充的絕緣材料為氧化鋁與玻璃的混合物，燒結(jié)溫度為400-600°C。氧化鋁與玻璃的混合物燒結(jié)后不僅有良好的絕緣性能，而且其強(qiáng)度較高，可提高銅質(zhì)熱沉板上電極102、焊接帶103、電極102三個(gè)區(qū)域間的結(jié)合強(qiáng)度。
d、對(duì)鎢銅合金凸臺(tái)105及兩個(gè)電極102的表面進(jìn)行電鍍，在其表面形成電鍍層 107 :首先在鎢銅合金凸臺(tái)105及兩個(gè)電極102的表面電鍍一鎳電鍍層，然后再在鎳電鍍層上電鍍一銀電鍍層，銀電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上；或者，首先在鎢銅合金凸臺(tái)105及兩個(gè)電極102的表面電鍍一鎳電鍍層,然后再在鎳電鍍層上電鍍一金電鍍層,金電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上。
e、去除焊接帶103、兩電極102三者的兩端相連接的區(qū)域，形成焊接帶103、兩電極 102分別絕緣的結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖3，為基于上述封裝基板的LED封裝結(jié)構(gòu)，圖中所示包括LED芯片201、金線202、封裝透鏡203、銅質(zhì)熱沉板101。該銅質(zhì)熱沉板101上嵌有兩條絕緣帶104，該兩條絕緣帶104將該銅質(zhì)熱沉板101分隔為電極102、焊接帶103、電極102三個(gè)區(qū)域，焊接帶103 位于兩個(gè)電極102之間。
固定LED芯片201的鎢銅合金凸臺(tái)105通過(guò)銀銅焊料層109焊接在焊接帶103上， 在該鎢銅合金凸臺(tái)105及兩個(gè)電極102的表面分別設(shè)有電鍍層106、107。較優(yōu)的，該電鍍層 106,107由內(nèi)至外設(shè)有鎳電鍍層(圖未示)與銀電鍍層(圖未示)兩層，銀電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上；或者，鎳電鍍層(圖未示)與金電鍍層(圖未示)兩層，金電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上。 較優(yōu)的，所述鎢銅合金凸臺(tái)105的厚度為O. 2-0. 3_。
所述LED芯片201設(shè)置在鎢銅合金凸臺(tái)105表面的電鍍層106上，其正、負(fù)極通過(guò)金線202分別與銅質(zhì)熱沉板101上的兩電極10 2導(dǎo)電連接。LED芯片201設(shè)置在鎢銅合金凸臺(tái)105上，使得LED芯片201在燈具的內(nèi)的安裝高度增加，因而LED芯片201所發(fā)射出的光能更多的直射到封裝透鏡203的工作面(封裝透鏡的曲面)，因此增加了 LED燈珠的出光率。同時(shí)，鎢銅合金凸臺(tái)105綜合了銅和鎢的優(yōu)點(diǎn)，既具有鎢的低膨脹特性，又具有銅的高導(dǎo)熱特性，更適用于做大功率器件的熱沉材料。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；凡是依本發(fā)明所作的等效變化與修改，都被本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種封裝基板，其特征在于，包括銅質(zhì)熱沉板，該銅質(zhì)熱沉板上嵌有兩條絕緣帶，該兩條絕緣帶將該銅質(zhì)熱沉板分隔為電極、焊接帶、電極三個(gè)區(qū)域；固定LED芯片的鎢銅合金凸臺(tái)焊接于該焊接帶上，在該鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面分別設(shè)有電鍍層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝基板，其特征在于所述鎢銅合金凸臺(tái)的厚度為O.2-0. 3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的封裝基板，其特征在于所述鎢銅合金凸臺(tái)通過(guò)銀銅焊料層與焊接帶焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝基板，其特征在于所述電鍍層由內(nèi)至外設(shè)有鎳電鍍層與銀電鍍層兩層或鎳電鍍層與金電鍍層兩層。
5.一種如權(quán)利要求1所述的封裝基板的制造方法，其特征在于，包括以下步驟a、提供一銅質(zhì)熱沉板，通過(guò)沖壓或蝕刻工藝在銅質(zhì)熱沉板上開設(shè)兩條通槽，該兩條通槽將該銅質(zhì)熱沉板分隔為電極、焊接帶、電極三個(gè)區(qū)域；b、使用銀銅焊料將固定LED芯片的鎢銅合金凸臺(tái)焊接在焊接帶上，焊接溫度為700-800 0C ；C、在銅質(zhì)熱沉板的兩條通槽內(nèi)填入絕緣材料進(jìn)行燒結(jié)，在該銅質(zhì)熱沉板上形成兩條絕緣帶；d、對(duì)鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面進(jìn)行電鍍，在其表面形成電鍍層首先在鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面電鍍一鎳電鍍層，然后再在鎳電鍍層上電鍍一銀電鍍層，銀電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上；或者，首先在鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面電鍍一鎳電鍍層，然后再在鎳電鍍層上電鍍一金電鍍層，金電鍍層覆蓋在鎳電鍍層上；e、去除焊接帶、兩電極三者的兩端相連接的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝基板的制造方法，其特征在于所述絕緣材料為氧化鋁與玻璃的混合物，燒結(jié)溫度為400-600°C。
7.一種基于如權(quán)利要求1所述的封裝基板的LED封裝結(jié)構(gòu)，包括LED芯片、金線、封裝透鏡，其特征在于銅質(zhì)熱沉板，該銅質(zhì)熱沉板上嵌有兩條絕緣帶，該兩條絕緣帶將該銅質(zhì)熱沉板分隔為電極、焊接帶、電極三個(gè)區(qū)域；固定LED芯片的鎢銅合金凸臺(tái)焊接于該焊接帶上，在該鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面分別設(shè)有電鍍層；所述LED芯片設(shè)置在鎢銅合金凸臺(tái)表面的電鍍層上，其正、負(fù)極通過(guò)金線分別與銅質(zhì)熱沉板上的兩電極導(dǎo)電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于封裝基板的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鎢銅合金凸臺(tái)的厚度為O. 2-0. 3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的基于封裝基板的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鎢銅合金凸臺(tái)通過(guò)銀銅焊料層與焊接帶焊接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于封裝基板的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電鍍層由內(nèi)至外設(shè)有鎳電鍍層與銀電鍍層兩層或鎳電鍍層與金電鍍層兩層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種封裝基板，包括銅質(zhì)熱沉板，該銅質(zhì)熱沉板上嵌有兩條絕緣帶，該兩條絕緣帶將該銅質(zhì)熱沉板分隔為電極、焊接帶、電極三個(gè)區(qū)域；固定LED芯片的鎢銅合金凸臺(tái)焊接于該焊接帶上，在該鎢銅合金凸臺(tái)及兩個(gè)電極的表面分別設(shè)有電鍍層。本發(fā)明所揭露的封裝基板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了封裝基板的制造工藝流程，大大降低了LED封裝基板的生產(chǎn)成本，鎢銅合金凸臺(tái)使得LED芯片在燈具的內(nèi)的安裝高度增加，因而LED芯片所發(fā)射出的光能更多的直射到封裝透鏡的工作面，解決了傳統(tǒng)陶瓷基板中透鏡粘結(jié)膠對(duì)出光率影響的問(wèn)題，增加了LED燈珠的出光率。
文檔編號(hào)H01L33/48GK103035819SQ20121049879
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者王冬雷, 武文成, 莊燦陽(yáng) 申請(qǐng)人:蕪湖德豪潤(rùn)達(dá)光電科技有限公司