一種以玻璃為基板的led芯片封裝體的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種以透光材料為基板的LED芯片封裝體，屬于LED封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，本實用新型的LED芯片封裝體包括圖形化透光基板及粘附于透光基板上的兩顆或兩顆以上LED芯片，及直接制備于透光基板上，用于與外部電源導(dǎo)通的電極，進(jìn)一步包括透光基板上的圖形化的氮化鋁層上，芯片之間通過引線導(dǎo)通，芯片、引線及整個透光基板上均涂覆有熒光膠。
【專利說明】 一種以玻璃為基板的LED芯片封裝體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種以透明材料為基板的LED芯片封裝體，屬于LED芯片封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002](發(fā)光二極管)封裝是指發(fā)光芯片的封裝，LED封裝技術(shù)大都是在分立器件封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內(nèi)，封裝的作用主要是保護(hù)管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是完成輸出電信號，保護(hù)管芯正常工作，輸出可見光的功能，既有電參數(shù)，又有光參數(shù)的設(shè)計及技術(shù)要求，所以對封裝材料有特殊的要求，無法簡單地將分立器件的封裝用于LED。
[0003]在一般情況下，LED的發(fā)光波長隨溫度變化為0.2-0.3nm/°C，光譜寬度隨之增力口，影響顏色鮮艷度。當(dāng)正向電流流經(jīng)pn結(jié)，發(fā)熱性損耗使結(jié)區(qū)產(chǎn)生溫升，在室溫附近，溫度每升高1°C，LED的發(fā)光強度會相應(yīng)地減少1%左右，所以封裝散熱對保持LED色純度與發(fā)光強度非常重要，以往多采用減少其驅(qū)動電流的辦法，降低結(jié)溫，多數(shù)LED的驅(qū)動電流限制在20mA左右。但是，LED的光輸出會隨電流的增大而增加，很多功率型LED的驅(qū)動電流可以達(dá)到70mA、IOOmA甚至IA級，改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)，引入全新的LED封裝設(shè)計理念和低熱阻封裝結(jié)構(gòu)及技術(shù)來改善LED原有制約性能，在此背景下COB封裝技術(shù)被越來越廣泛地應(yīng)用于LED封裝，COB封裝即將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板MCPCB，使用多顆芯片不僅能夠提高亮度，還有助于實現(xiàn)LED芯片的合理配置，降低單個LED芯片的輸入電流量以確保高效率。另一方面通過COB封裝應(yīng)用于LED燈具，不但可以省工省時，而且可以節(jié)省器件封裝的成本，總體可以降低30%左右的成本，這對于LED照明的應(yīng)用推廣有著十分重大的意義。但由于目前的COB封裝基板均選用金屬基板，其最大限度僅能呈現(xiàn)半球形光源，為使LED能更大角度的發(fā)光，很多企業(yè)均有嘗試在透明基上進(jìn)行封裝LED，透明基主要有玻璃、PC等，但由于他們的導(dǎo)熱散熱效果不佳、并且難于在上面制作電極、印刷電路等而被放棄應(yīng)用于LED芯片COB封裝領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供了一種以透光材料為基板的LED芯片封裝體，用于降低LED芯片COB封裝成本，并且能使LED芯片封裝體360°全周發(fā)光，所述的LED芯片封裝體是由透光基板、粘附于透光基板上的兩顆或兩顆以上的LED芯片及用于與外部電源導(dǎo)通的電極構(gòu)成，為提高封裝體透光基板的散熱，本實用新型的發(fā)明人通過增加透光基板的表面積，把透光基板通過掩膜蝕刻，做成圖形化透光基板增加散熱面積，以此提高LED芯片封裝體在工作狀態(tài)下的散熱效果，另一方面本實用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在圖形化的透光基板表面濺鍍一層氮化鋁層，可更有效地加快LED芯片封裝體的散熱，但因氮化鋁對LED芯片出光有一定的遮擋，所以本實用新型的發(fā)明人經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，對氮化鋁層進(jìn)行圖形化處理，在保證散熱效果的前提下不影響LED的出光。LED芯片黏貼固定于透光基板上的圖形化的氮化鋁層上，芯片之間通過引線導(dǎo)通，芯片之間可以是串聯(lián)導(dǎo)通或并聯(lián)導(dǎo)通，或者是串聯(lián)與并聯(lián)的結(jié)合導(dǎo)通，芯片與外部電源之間通過玻璃基板上的電極導(dǎo)通，LED芯片、引線及整個透光基板上除電極區(qū)域外均涂覆有熒光膠，熒光膠即為熒光粉與硅膠的混合物，其能保護(hù)引線，主要用于激發(fā)LED芯片的出光。
[0005]本實用新型所述的電極直接制備于透光基板上，因透光基板太光滑，優(yōu)選電極由Cr和Ni兩層構(gòu)成，Cr層直接制備于透光基板上，以提高附著力，Ni層制備于Cr層上面。所述的Cr層的厚度優(yōu)選為0.5-1 μ m, Ni層的厚度優(yōu)選為50_100nm。
[0006]本實用新型的透光基板可以是任何材質(zhì)的透光基板，優(yōu)選玻璃基板和陶瓷基板。
[0007]為使LED芯片在點亮?xí)r透過玻璃基板和陶瓷基板的光均勻并達(dá)到最佳出光率，本實用新型的發(fā)明人試驗發(fā)現(xiàn)圖形化的玻璃基板和陶瓷基板，其圖形化設(shè)計成陣列式周期性排列的凸起半球形、圓錐形、尖錐形、多面體錐形或蒙古包形的形狀，出光率及出光效果最佳。并且優(yōu)選圖形化的玻璃基板和陶瓷基板的凸起周期為Ιμπι-10 μ m，底面寬度為5μπι-25μπι，高度為0.Ιμ---δμπι。當(dāng)圖形控制在上述參數(shù)范圍內(nèi)，增加了基板表面面積，提高了基板散熱效率，同時因從光波學(xué)角度對圖形的大小進(jìn)行了控制，可使LED芯片出光效率最高化，另一方面因基板圖形按陣列式周期性排列，所以相應(yīng)光源透過基板的光色均勻。
[0008]本實用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在透光基板上鍍有氮化鋁層可有效提高LED芯片在工作狀態(tài)下的散熱速率，但因氮化鋁對光有一定的遮擋，所以經(jīng)發(fā)明人無數(shù)次試驗，發(fā)現(xiàn)氮化鋁層為網(wǎng)狀空隙式圖形化結(jié)構(gòu)時，其能在不影響出光效果的前提下，同時具備非圖形化氮化鋁層相同的散熱功效。所述的空隙網(wǎng)狀式圖形化結(jié)構(gòu)，其空隙部分為規(guī)則等邊三角形或正等邊多邊形，每條邊長大于0.8 μ m，面積在IOym2-1OOOym2之間，相鄰空隙之間的距離不超過10 μ m。優(yōu)選每條邊長大于2 μ m,面積在50 μ m2-500 μ m2之間，相鄰空隙之間的距離為5μπι-8μπι。由于氮化鋁網(wǎng)狀空隙是微米級的，熒光膠的顆粒比較大，即便在涂覆熒光膠后，氮化鋁網(wǎng)狀空隙仍然存在，每個氮化鋁網(wǎng)狀空隙在LED芯片工作狀態(tài)下都形成一個氣體對流室，對流室內(nèi)的氣體隨著LED芯片工作狀態(tài)下溫度的升高，其氣體分子運動的越激烈，相應(yīng)熱傳導(dǎo)越快，直接加快了基板向外界散熱效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]本實用新型的附圖是為了對本實用新型進(jìn)一步說明，而非對本實用新型的發(fā)明范圍的限制。
[0010]圖1本實用新型黏貼有LED芯片的基板不意圖
[0011]圖2本實用新型LED芯片封裝體示意圖
[0012]圖3本實用新型LED芯片封裝體示意圖
[0013]I為芯片，2為鍍有圖形化氮化鋁的圖形透光基板，2a為透光基板上的圖形化氮化招層、3為引線、4為熒光膠、5為透光基板、6為電極。
【具體實施方式】
[0014]本實用新型的實施例是為了對本實用新型進(jìn)一步說明，而非對本實用新型的發(fā)明范圍的限制。[0015]實施例1玻璃基板
[0016]選擇玻璃基板，對玻璃基板表面進(jìn)行掩膜蝕刻，蝕刻出陣列式周期性排列的蒙古包形凸起，凸起周期為5μπι左右，底面寬度為IOym左右，高度為2.5μπι左右。在圖形化處理后的玻璃基板表面鍍上氮化鋁層，而后進(jìn)行掩膜蝕刻，蝕刻出網(wǎng)狀空隙式圖形化結(jié)構(gòu)，空隙部分為規(guī)則等邊六邊形，邊長為3 μ m左右，相鄰空隙之間的距離為3 μ m-7 μ m左右。在玻璃基板表制備電極，黏貼固定LED芯片，芯片與芯片之間，芯片與電極之間通過引線連接，引線連接完，在玻璃基板表面涂覆熒光膠，并包覆整個LED芯片及所有引線，以達(dá)到最大程度地激發(fā)LED芯片的出光并有效保護(hù)引線不受觸碰，避免引線脫線死燈。
[0017]實施例2陶瓷基板
[0018]選擇陶瓷基板，對陶瓷基板表面進(jìn)行掩膜蝕刻，蝕刻出陣列式周期性排列的圓錐形凸起，凸起周期為6μπι左右，底面寬度為15μπι左右，高度為3μπι左右。在圖形化處理后的陶瓷基板表面鍍上氮化鋁層，而后進(jìn)行掩膜蝕刻，蝕刻出網(wǎng)狀空隙式圖形化結(jié)構(gòu)，空隙部分為規(guī)則等邊四邊形，邊長為5 μ m左右，相鄰空隙之間的距離為5 μ m左右。在陶瓷基板表制備電極，黏貼固定LED芯片，芯片與芯片之間，芯片與電極之間通過引線連接，引線連接完，在陶瓷基板表面涂覆熒光膠，并包覆整個LED芯片及所有引線，以達(dá)到最大程度地激發(fā)LED芯片的出光并有效保護(hù)引線不受觸碰，避免引線脫線死燈。
【權(quán)利要求】
1.一種以透光材料為基板的LED芯片封裝體，包括透光基板及粘附于透光基板上的兩顆或兩顆以上LED芯片，及直接制備于透光基板上，用于與外部電源導(dǎo)通的電極，其特征在于所述的透光基板為圖形化透光基板，在透光基板表面鍍有圖形化的氮化鋁層，芯片黏貼固定于透光基板上的圖形化的氮化鋁層上，芯片之間通過引線導(dǎo)通，芯片、引線及整個透光基板除電極區(qū)域均涂覆有熒光膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片封裝體，其特征在于所述的圖形化的透光基板，為圖形化的玻璃基板或陶瓷基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED芯片封裝體，其特征在于所述的圖形化的玻璃基板或陶瓷基板，圖形化包括陣列式周期性排列的凸起半球形、圓錐形、尖錐形、多面體錐形或蒙古包形的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED芯片封裝體，其特征在于所述的圖形化的玻璃基板的凸起周期為I μ m-1o μ m,底面寬度為5 μ m_25 μ m,高度為0.1 μ m_5 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片封裝體，其特征在于所述的圖形化的氮化鋁層，其圖形為網(wǎng)狀空隙式圖形化結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED芯片封裝體，其特征在于所述的空隙網(wǎng)狀式圖形化結(jié)構(gòu)，其空隙部分為規(guī)則等邊三角形或正等邊多邊形，每條邊長大于0.8 μ m，面積在1Oμ m2-1OOOμ m2之間，相鄰空隙之間的距離不超過10 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED芯片封裝體，其特征在于所述的網(wǎng)狀空隙式圖形化結(jié)構(gòu)，其空隙部分為規(guī)則等邊三角形或正等邊多邊形，每條邊長大于2 μ m，面積在50 μ m2 -500 μ m2之間，相鄰空隙之間的距離為5 μ m_8 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片封裝體，其特征在于所述的電極直接制備于透光基板上，電極由Cr和Ni兩層構(gòu)成，Cr層直接制備于透光基板上，Ni層制備于Cr層上面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片封裝體，其特征在于所述的Cr層的厚度為.0.5-1 μ m, Ni 層的厚度為 50-100nm。
【文檔編號】H01L33/48GK203553207SQ201320611381
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】孫明, 莊文榮, 戴堅, 陳興保 申請人:孫明, 陳興保, 上海亞浦耳照明電器有限公司