低热阻LED封装结构及封装方法技术

一种低热阻LED封装结构，其包括：LED芯片；一支撑电路板，包括：一电路板；一制作在电路板下的反射层和一制作在反射层下的金属导热层，该电路板的中间有一通孔，所述LED芯片位于电路板的通孔内，该LED芯片通过金属引线与电路板电性连接；一封胶层，该封胶层将电性连接好的LED芯片固封在支撑电路板中的电路板的通孔内。本发明专利技术的优点是无支架，该LED封装结构可以提高LED芯片的出光效率，并且使LED芯片产生的热量经过金属导热层迅速扩散，并传导到散热器表面，省掉传统封装结构的中间环节，热阻明显下降，亮度和可靠性得到提高，整体制作成本下降，提高了产品一致性。

【技术实现步骤摘要】
低热阻LED封装结构及封装方法
本专利技术属于半导体
，特别是指一种低热阻发光二极管(LED)封装结构及封装方法。
技术介绍
发光二极管(lightemittingdiode.LED)作为新型高效固体光源，具有长寿命、节能、绿色环保等显著优点，是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，被认为是第3代的照明新技术，其经济和社会意义巨大。随着半导体技术的不断发展，LED科技发展迅速，LED在发光强度、峰值波长、半波带宽等参数性能上有很大提高。与传统光源一样，半导体发光二极管(LED)在工作期间也会产生热量，其多少取决于整体的发光效率。在外加电能量作用下，电子和空穴的辐射复合发生电致发光，在PN结附近辐射出来的光还需经过芯片(chip)本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界(空气)。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等，最终大概只有30-40％的输入电能转化为光能，其余60-70％的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。LED的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，结温不但影响长时间寿命，也还直接影响短时间的发光效率。依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍，LED芯片的特点是在极小的体积内产生极高的热量，而LED本身的热容量很小，所以必须以最快的速度把这些热量传导出去，否则就会产生很高的结温。为了尽可能地把热量引出到芯片外面，目前的封装形式都是将LED芯片用银胶粘接在铜支架上，然后将铜支架底部涂上导热硅脂再焊接到布有电路的铝基散热板上，最后将铝基散热板通过导热硅脂固定到散热器上，LED芯片产生的热量从LED芯片自身到最终的散热器，中间需要经过5层介质层，这就增加了串联热阻，导致LED封装后的总热阻无法降低。为了降低LED封装后的总热阻，也有将LED芯片用银胶粘接直接封装在布有电路的铝基散热板上，然后将铝基散热板通过导热硅脂固定到散热器上，这样LED芯片产生的热量从LED芯片自身到最终的散热器，中间还需要经过4层介质层，LED封装后的总热阻还是很高。最好的方法就是将LED芯片通过焊料直接焊接在散热器上，LED芯片产生的热量从LED芯片自身只需经过一层介质层(焊料)就能到达最终的散热器，这样串联热阻最小，但是散热器体积较大，表面不容易进行电路加工，使这种方法实现起来非常困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种低热阻的LED封装结构及封装方法，通过该封装方法得到的低热阻的LED封装结构，可以提高LED芯片的出光效率，并且使LED芯片产生的热量经过金属导热层迅速扩散并传导到散热器表面，省掉传统封装结构的中间环节，热阻明显下降，亮度和可靠性得到提高，整体制作成本下降，提高了产品一致性。本专利技术提供一种低热阻LED封装结构，其包括：LED芯片；一支撑电路板，包括：一电路板；一制作在电路板下的反射层和一制作在反射层下的金属导热层，该电路板的中间有一通孔，所述LED芯片位于电路板的通孔内，该LED芯片通过金属引线与电路板电性连接；一封胶层，该封胶层将电性连接好的LED芯片固封在支撑电路板中的电路板的通孔内。本专利技术还提供一种低热阻LED封装结构的封装方法，其包括以下步骤：步骤1：取一电路板，该电路板上有一通孔；步骤2：将电路板的背面粘附在耐高温的粘性材料上；步骤3：将LED芯片固定在电路板的通孔内；步骤4：用金属引线将LED芯片与电路板电性连接；步骤5：用封胶层将LED芯片固封在电路板的通孔内，并固化；步骤6；将固化后的电路板取出，去掉电路板背面的粘性材料，露出LED芯片的底面；步骤7：采用蒸镀、溅射或者电镀的方法，在电路板的背面制作反射层和金属导热层，该电路板、反射层和金属导热层组成支撑电路板，完成LED封装结构的制备。本专利技术的有益效果是，通过该封装方法得到的低热阻的LED封装结构，其优点是无支架，该LED封装结构可以提高LED芯片的出光效率，并且使LED芯片产生的热量经过金属导热层迅速扩散，并传导到散热器表面，省掉传统封装结构的中间环节，热阻明显下降，亮度和可靠性得到提高，整体制作成本下降，提高了产品一致性。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，其中：图1是本专利技术LED封装方法一实施例的结构示意图；图2是本专利技术LED封装方法另一实施例的结构示意图；图3是本专利技术的方法流程图；具体实施方式请参阅图1及图2所示，本专利技术提供一种低热阻LED封装结构，其包括：LED芯片1，该LED芯片1的数量大于或等于1，图1中LED芯片1的数量为一个，图2中LED芯片1的数量为多个，该LED芯片1是固体半导体芯片，其发光材料是红光、蓝光、绿光或紫外光的发光材料，LED芯片1可以是大功率芯片，中功率芯片，或者小功率芯片，LED芯片1可以是1颗LED芯片，也可以是多颗单一波长LED芯片之间串并联组成，也可以是多颗多波长LED芯片之间串并联组成。所述LED芯片1为单波长或多波长的LED芯片，当该LED芯片1的数量为多个时，该LED芯片1之间是串联或并联(参阅图2)；一支撑电路板2，包括：一电路板21；一制作在电路板21下的反射层22和一制作在反射层22下的金属导热层23，该电路板21的中间有一通孔24，所述LED芯片1位于电路板21的通孔24内，该LED芯片1通过金属引线3与电路板21电性连接，该金属引线3一般为金线或铝线，直径为10-70微米，起到导电连接的作用；该电路板21中间的通孔24的断面为V型孔、台阶孔或U形孔，不同的断面会得到不同光提取的效果；该通孔24的形状为圆孔、方孔或不规则孔，不同通孔的形状可以得到不同的光场分布；该通孔24的内壁镀有高反射率的金属层或光学膜，该金属层或光学膜的材料可以是银，铝，或者是其他高反射率的材料，厚度为几十埃到几百微米，起到减小通孔24的内壁对光的吸收，提高出光效率；该电路板21的材料是PCB板、铝基板或陶瓷基板，表面做有电路层，起到固定LED芯片1，支撑整个封装结构，实现整个封装结构与外部电路之间电路连接的作用；该反射层22的材料为光学反射膜，可以是银或铝，反射层22的厚度为几十埃到几百微米，起到将入射到整个封装结构底面的光线反射出去，减小整个封装结构底面对光的吸收，提高出光效率的作用；制作在反射层22下的金属导热层23的材料为高导热率的材料，可以是铜或铝，金属导热层23的厚度为几十微米到几千微米，起到将LED点亮时发出的热经过金属导热层迅速扩散，并传导到散热器表面快速散出的作用，降低LED的结温，降低整个封装结构的热阻，提高LED的发光效率，提高LED的可靠性。一封胶层4，该封胶层4将电性连接好的LED芯片1固封在支撑电路板2中的电路板21的通孔24内，该封胶层4的材料为硅胶或树脂，该封胶层4中混有荧光粉；荧光粉可以是黄色荧光粉，红色荧光粉，绿色荧光粉等任何可以被LED芯片1激发的荧光粉，粒径为几个纳米到几十微米，荧光粉与硅胶或树脂按所需比例混合均匀，LED芯片1发出的光与荧光粉被LED芯片1激发发出的光混合形成整个LED封装结构最后得到的光。请参阅图3所示，本专利技术提供一种低热阻LED封装结构的封装方法，其包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低热阻LED封装结构，其包括：LED芯片；一支撑电路板，包括：一电路板；一制作在电路板下的反射层和一制作在反射层下的金属导热层，该电路板的中间有一通孔，所述LED芯片位于电路板的通孔内，该LED芯片通过金属引线与电路板电性连接；一封胶层，该封胶层将电性连接好的LED芯片固封在支撑电路板中的电路板的通孔内。

【技术特征摘要】
1.一种低热阻LED封装结构，其包括：LED芯片；一支撑电路板由一电路板；一制作在电路板下的反射层和一制作在反射层下的金属导热层组成，该反射层及金属导热层采用蒸镀、溅射或者电镀的方法制作，该电路板的中间有一通孔，所述LED芯片位于电路板的通孔内，该LED芯片通过金属引线与电路板电性连接；一封胶层，该封胶层将电性连接好的LED芯片固封在支撑电路板中的电路板的通孔内。2.如权利要求1所述的低热阻LED封装结构，其中固定在电路板通孔内的LED芯片的数量大于或等于1，该电路板中间的通孔的断面为V型孔、台阶孔或U形孔；该通孔的形状为圆孔、方孔或不规则孔；该通孔的内壁镀有高反射率的金属层或光学膜。3.如权利要求2所述的低热阻LED封装结构，其中LED芯片是固体半导体芯片，其发光材料是红光、蓝光、绿光或紫外光的发光材料，所述LED芯片为单波长或多波长的LED芯片，该LED芯片是串联或并联。4.如权利要求1所述的低热阻LED封装结构，其中该电路板的材料是PCB板、铝基板或陶瓷基板。5.如权利要求1所述的低热阻LED封装结构，其中该封胶层的材料为硅胶或树脂，该封胶层中混有荧光粉。6.如权利要求1所述的低热阻LED封装结构，其中反射层的材料为光学反射膜，反射层的厚度为几十埃到几百微米；该金属导热层的材料为铜或铝，金属导热层的厚度为几十微米到几千微米。7.一种低热阻LED封装结构的封装方法，其包括以下步骤：步骤1：取一电路板，该电路板上有一通孔；步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢鹏志，杨华，郑怀文，于飞，薛斌，伊晓燕，王国宏，王军喜，李晋闽，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：