一種集成led光源導熱結構及其實現方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種集成LED光源，特別涉及一種集成LED光源導熱結構及其實現方法。
【背景技術】
[0002]LED光源由于具有節能、環保、壽命長等優點已經在各個領域得到廣泛應用。
[0003]現有的LED光源一般是將芯片利用粘接劑粘附在基板或者支架上，該粘接劑大多為環氧樹脂與陶瓷或金屬粉末的混合物，通過樹脂的粘接特性來固定芯片，通過填充材料來進行導熱。而且該類粘接劑一般為物理混合，穩定性和一致性都較差。隨著功率的增加，導熱性能和長期穩定性都受到較大的挑戰。
[0004]因此，大功率LED封裝需要對現有技術進行改善和提高。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題，在于提供一種集成LED光源導熱結構及其實現方法，能使集成LED光源擁有導熱良好和性能穩定的特點。
[0006]本發明的集成LED光源導熱結構可以這樣實現:一種集成LED光源導熱結構，包括絕緣基材、電路層和焊接面，所述電路層設在絕緣基材的正面，所述焊接面設在絕緣基材反面并通過導熱率在60W/m.k以上的金屬焊料焊接散熱器。
[0007]所述電路層分為復數個固晶區和復數個焊線區，且固晶區和焊線區之間無電氣連接，LED芯片一一焊接于對應的固晶區上并與對應的焊線區形成電氣連接。
[0008]所述絕緣基材對應每個固晶區設有貫穿絕緣基材的通孔，通孔內填埋導熱體，且所述導熱體分別與所述固晶區及焊接面形成電氣連接。
[0009]其中，本發明的集成LED光源導熱結構可進一步為:
任意兩相鄰的通孔的外圍的最小距離大于所述絕緣基材的厚度。
[0010]所述焊接面為金屬銀層，且焊接面面積占所在的絕緣基材面積的90%以上;所述導熱體為金屬銀漿體。
[0011]所述LED芯片的背面鍍有金屬材質。
[0012]所述LED芯片為正裝芯片或是倒裝芯片；當為正裝芯片時，每個LED芯片整體置于對應的固晶區進行焊接，再通過反向拱絲與焊線區形成電氣連接;當為倒裝芯片時，先將每個LED芯片的背部進行熱電分離設計，電極分列兩側，中間為導熱通道與固晶區共晶焊接，電極與焊線區共晶焊接來形成電氣連接。
[0013]本發明的集成LED光源導熱結構的實現方法是:一種集成LED光源導熱結構的實現方法，包括下述步驟:
(1)在絕緣基材上開設復數個通孔；
(2)使用金屬漿填充通孔，高溫燒結完成通孔填埋；
(3)在完成通孔填埋后，將絕緣基材兩面濺射鍍膜，在絕緣基材的正面形成復數個固晶區和復數個焊線區，反面形成焊接面；
(4)將LED芯片一一對應于所述通孔焊接于固晶區上并與對應的焊線區形成電氣連接；
(5)將所述焊接面通過導熱率在60W/m.k以上的金屬焊料焊接散熱器。
[0014]其中，本發明方法可進一步為:
所述步驟(1)中，所述絕緣基材為0.5mm厚度的96%純度的氧化鋁陶瓷基板;開設通孔是通過激光鐳射方式進行的。
[0015]所述步驟(2)中，所述金屬漿為銀漿，所述填充就通過厚膜工藝填充。
[0016]所述LED芯片為正裝芯片或是倒裝芯片；當為正裝芯片時，每個LED芯片整體置于對應的固晶區進行焊接，再通過反向拱絲與焊線區形成電氣連接;當為倒裝芯片時，先將每個LED芯片的背部進行熱電分離設計，電極分列兩側，中間為導熱通道與固晶區共晶焊接，電極與焊線區焊接來形成電氣連接。
[0017]所述步驟(4)中，是采用納米銀作為焊料，所述焊接為共晶焊接，焊接溫度為230-300°C之間。
[0018]所述步驟(5)在焊接前，先將散熱器與所述焊接面的接觸面作鍍鎳處理，所述金屬焊料為低溫錫膏，所述焊接為回流焊接，回流焊的焊接溫度在不低于125°C。
[0019]本發明具有如下優點:本發明LED芯片產生的熱量通過電路層、通孔填埋的導熱體到達焊接面，焊接面通過回流焊的方式可以將基板和散熱器牢靠的焊接在一起。金屬焊料的導熱率約60W/m.k以上，遠高于常見粘接劑l.0W/m.K的導熱率，而且芯片到散熱器之間的熱界面減少、熱阻大幅降低，有利于延長LED芯片的長期壽命。
【附圖說明】
[0020]下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0021]圖1為本發明的集成LED光源導熱結構的俯視狀態示意圖。
[0022]圖2為本發明的集成LED光源導熱結構一實施例的局部縱向剖面示意圖。
[0023]圖3為本發明的集成LED光源導熱結構另一實施例的局部縱向剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1至圖3所示，本發明的集成LED光源導熱結構包括絕緣基材1、電路層2和焊接面3，所述電路層2設在絕緣基材1的正面，所述焊接面3設在絕緣基材1反面并通過導熱率在60W/m.k以上的金屬焊料焊接散熱器4。
[0025]所述電路層2分為復數個固晶區21和復數個焊線區22，且固晶區21和焊線區22之間無電氣連接，LED芯片5—一對應于所述通孔12焊接于固晶區21上并與對應的焊線區22形成電氣連接。
[0026]所述絕緣基材1對應每個固晶區21設有貫穿絕緣基材1的通孔12，通孔12內填埋導熱體6，且所述導熱體6分別與所述固晶區21及焊接面22形成電氣連接。
[0027]任意兩相鄰的通孔12的外圍的最小距離A大于所述絕緣基材1的厚度H。
[0028]所述焊接面3為金屬銀層，且焊接面3面積占所在的絕緣基材面積的90%以上;所述導熱體6為金屬銀漿體。
[0029]所述LED芯片5的背面鍍有金屬材質，優選為銀錫合金或金錫合金。
[0030]所述LED芯片5為正裝芯片或是倒裝芯片。如圖2所示，當為正裝芯片時，每個LED芯片5整體置于對應的固晶區21進行焊接，再通過反向拱絲52與焊線區22形成電氣連接;如圖3所示，當為倒裝芯片時，先將每個LED芯片5的背部進行熱電分離設計，電極54分列兩側，中間為導熱通道56與固晶區21共晶焊接，電極54與焊線區22共晶焊接來形成電氣連接。
[0031]如圖1至圖3所示，本發明的集成LED光源導熱結構的實現方法