分布式ⅲ族氮化物發(fā)光半導(dǎo)體的emc金屬接合裝置及封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED發(fā)光器件的封裝技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷基板相對于金屬基板具有成本更低、氣密性好、可靠性高的特點(diǎn)，而且其也具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性。目前普遍采用的陶瓷基板的材料是Al2O3或Al 203+Si02。陶瓷基板普遍用于采用CSP技術(shù)的大功率LED器件當(dāng)中，這些高密度級的LED可以大幅度降低系統(tǒng)集成的成本，同時(shí)滿足大功率器件的功率要求。小尺寸芯片的集成技術(shù)，最明顯的優(yōu)勢是降低成本，同時(shí)，由于流經(jīng)小尺寸芯片的電流較小，其內(nèi)部結(jié)溫也更低，且容易控制，芯片的穩(wěn)定性較大尺寸芯片更高。采用COB封裝的CSP技術(shù)是當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。但是共晶陶瓷基板技術(shù)一直都掌握在美日以及臺(tái)灣大廠手里，例如臺(tái)灣同欣，關(guān)鍵原料的技術(shù)缺失導(dǎo)致依賴進(jìn)口的局面長期得不到解決，大陸封裝企業(yè)缺失話語權(quán)，造成大陸廠家在價(jià)格談判上處于不利地位，近幾年，盡管熒光粉、硅膠等價(jià)格快速下降，但是關(guān)鍵的LED芯片和陶瓷基板卻始終巋然不動(dòng)，而封裝器件的價(jià)格卻在不斷下降，造成大陸企業(yè)的利潤不能得到保證，經(jīng)營和發(fā)展受到阻礙，不利于大陸企業(yè)的良性循環(huán)和提升全球競爭力。
[0003]崛起中的EMC解決方案。EMC英文全稱Epoxy Molding Compound(環(huán)氧樹脂膜塑料，亦稱熱固性環(huán)氧樹脂)，是采用新的Epoxy材料和蝕刻技術(shù)在Molding設(shè)備的封裝下的一種高度集成化的框架形式。
[0004]LED照明技術(shù)發(fā)展今天，由早期的單純追求技術(shù)指標(biāo)lm/w，到現(xiàn)在的追求性價(jià)比lm/$，共晶陶瓷基板的堅(jiān)挺價(jià)格不符合行業(yè)發(fā)展趨勢。提升lm/$最終表現(xiàn)在兩點(diǎn):第一是提升LED芯片能夠承受的電流密度，提升單顆封裝體的光通量并解決芯片在大電流使用下效率下降的問題；第二是縮小封裝體積，降低封裝的物料成本及制造成本。
[0005]EMC技術(shù)引起的材料和結(jié)構(gòu)的變化，使封裝器件具有高耐熱、抗UV、高度集成、通高電流、體積小等特點(diǎn)。該技術(shù)在LED要求高度集成、降低光的成本、高可靠性的前提下，被開發(fā)出來，帶有IC行業(yè)的特征。
[0006]目前EMC封裝技術(shù)一般是在EMC支架上進(jìn)行焊晶固線，每個(gè)支架各自獨(dú)立，大小尺寸一樣，因此，其決定了其功率基本相同。這種結(jié)構(gòu)無法更加實(shí)際需要對支架板(支架陣列)進(jìn)行功率剪切調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種分布式III族氮化物發(fā)光半導(dǎo)體的EMC金屬接合裝置，其可以根據(jù)需要的功率，對封裝好的支架板進(jìn)行剪切，且具有良好的散熱性。
[0008]本發(fā)明所要解決的其它技術(shù)問題是提出LED光源的封裝方法，其可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)需要的功率，對封裝好的支架板進(jìn)行剪切，且支架具有良好的散熱性。
[0009]為解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種分布式III族氮化物發(fā)光半導(dǎo)體的EMC金屬接合裝置包括EMC支架，所述支架表面有用于固晶的熱沉片，LED芯片固定在熱沉片上；在熱沉片兩側(cè)設(shè)有電極金屬片；LED芯片的兩個(gè)電極通過引線分別連接到兩側(cè)的電極金屬片。所有LED芯片的電極金屬片排布在熱沉片的兩側(cè)。熱沉片優(yōu)選為銅片或鍍銀銅片。
[0011]優(yōu)選地:LED芯片在所述熱沉片上錯(cuò)位分布。在熱沉片上進(jìn)行錯(cuò)位分布芯片的固定位，當(dāng)芯片固定其上的時(shí)候，熱源呈現(xiàn)離散分布，相比直線分布，其散熱效果更好，避免芯片相互發(fā)熱產(chǎn)生的干擾和局部積熱的問題。
[0012]優(yōu)選地:在所述熱沉片的橫向方向上的每個(gè)LED芯片的兩側(cè)，存在寬區(qū)域和窄區(qū)域，其中在寬區(qū)域上設(shè)有絕緣層。由于芯片呈現(xiàn)錯(cuò)位分布，造成芯片在熱沉片上呈偏軸(在熱沉片為矩形或其他對稱圖形的情況下)分布，所以較長引線跨越寬區(qū)域時(shí)，在少數(shù)情況下，會(huì)觸碰到熱沉片，如果熱沉片不進(jìn)行絕緣處理，則會(huì)導(dǎo)致熱沉片帶電，進(jìn)而給芯片造成安全和質(zhì)量隱患。絕緣層可以是硅膠、環(huán)氧樹脂或UV膠體等。絕緣層一般采用噴涂上去后進(jìn)行固化處理。
[0013]優(yōu)選地:在所述熱沉片的橫向方向上的每個(gè)LED芯片的兩側(cè)，存在寬區(qū)域和窄區(qū)域；所述位于熱沉片兩側(cè)的電極金屬片，其中位于窄區(qū)域一側(cè)的第一電極金屬片的面積為s，位于寬區(qū)域一側(cè)的第二電極金屬片的面積為m，s與m滿足下列關(guān)系:s>m。在窄區(qū)域一側(cè)的第一電極金屬片相對于在寬區(qū)域的第二電極金屬片，其更接近于芯片，芯片發(fā)出的熱量，可以通過更大面積的第一電極金屬片向外傳導(dǎo)，進(jìn)一步，焊接在其上的引線端位置最優(yōu)處于第一電極金屬片的對稱中心。
[0014]優(yōu)選地:其中所述窄區(qū)域和寬區(qū)域的橫向長度比為1: 3;所述s與m滿足下列關(guān)系:S: m= 3:1。這樣的散熱結(jié)構(gòu)，使芯片兩側(cè)的散熱面積正好相等，散熱更均勻。這樣的比例可以使熱沉片與電極金屬片的分布恰到好處，整個(gè)支架的寬度合理，散熱效率與材料尺寸控制同時(shí)兼顧，且便于熱沉片和電極金屬片的加工。
[0015]優(yōu)選地:在所述第一電極金屬片上設(shè)有導(dǎo)向槽，固定在所述第一電極金屬片上的引線的一部分置于導(dǎo)向槽內(nèi)，導(dǎo)向槽的走向朝向芯片方向。引線置于導(dǎo)向槽內(nèi)通過點(diǎn)膠固定。為了防止引線與導(dǎo)向槽金屬互相滲透，進(jìn)而增加電阻，可以在導(dǎo)向槽的表面進(jìn)行噴涂石墨層或石墨烯層處理，然后在引線置于導(dǎo)向槽內(nèi)后再進(jìn)行點(diǎn)膠處理。由于更寬的第一電極金屬片的引線焊點(diǎn)位于其中心位置，所以引線長度也較長，在少數(shù)情況下，引線會(huì)在封膠的情況下，由于外力，其會(huì)發(fā)生向兩側(cè)偏倒，偏倒向一邊的引線會(huì)使電極金屬片與熱沉片電連通，進(jìn)而使熱沉片導(dǎo)電；為了避免這種情況，增加導(dǎo)向槽可以最大可能的引導(dǎo)引線不發(fā)生偏倒情況。進(jìn)一步，第一電極金屬片靠近熱沉片的一側(cè)比遠(yuǎn)離熱沉片的一側(cè)厚，其橫截面呈現(xiàn)坡型，這種結(jié)構(gòu)使靠近芯片的一端其傳熱效率更高，進(jìn)而改善了散熱。
[0016]優(yōu)選地:LED芯片包括第一芯片和用于調(diào)光的第二芯片；其中在第二芯片上涂有雙色熒光粉層，雙色熒光粉層為紅光熒光粉和黃光熒光粉混合熒光粉膠體；且第一芯片與第二芯片不連續(xù)設(shè)置。白光LED —般是由藍(lán)光芯片結(jié)合黃光熒光粉向外發(fā)出白光。本發(fā)明采用雙層熒光粉技術(shù)，即在一部分藍(lán)光芯片上涂覆雙色熒光粉，然后再在其外設(shè)置一層黃光熒光粉。這種調(diào)色的雙色光源，其色溫偏暖，有明顯紅光主波。雙色光源與其他沒有經(jīng)過雙色熒光粉封裝的芯片(單色光源)間隔設(shè)置，或者僅設(shè)于器件熱沉片的兩端的熱沉片上。雙色光源與單色光源可以分別連接控制開關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)分別開關(guān)控制。當(dāng)需要色溫偏冷時(shí)，關(guān)閉雙色光源的開關(guān)，使雙色光源的LED不啟動(dòng)；當(dāng)需要色溫偏暖時(shí)，開啟雙色光源的開關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，雙色光源和單色光源均與一個(gè)LED控制器的兩個(gè)并列輸出連接；除此以外，還可以單獨(dú)為雙色光源設(shè)一個(gè)手動(dòng)開關(guān)進(jìn)行控制，該手動(dòng)開關(guān)與LED驅(qū)動(dòng)電路連接，進(jìn)而通過LED驅(qū)動(dòng)電路控制雙色光源的開關(guān)動(dòng)作。
[0017]本發(fā)明還提出上述裝置的封裝方法:
[0018]一種LED光源