专利名称：一种利用液体金属导热的led封装工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED封装工艺，确切地讲是一种利用液体金属传热导热的LED封
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背景技术：
随着能源及环境问题的日益显现，节能产业及其产品越来越受到重视，半导体二 极管(LED)照明的节能效果已被公认，但LED诸如散热、配光等应用瓶颈还没有完全很好 的得以解决，特别是散热问题尤为突出，众所周知，LED芯片光效和寿命与其结温呈现一定 得相关关系，即结温越低光效越高，相应的寿命也就越长，控制LED结温的关键技术是散热 导热技术，其技术核心是先将LED发出的热量有效的快速的传导至外部散热器，热量经外 部散热器散发到周边环境中，制约LED热量传导的因素有传热通道和热量梯度，在设定外 部散热器温度一定的情况下我们希望温度梯度越小越好，即将LED结温控制在尽量低是水 平，如此要将一定量的的热量传递出去就必须设计更合理、更有效的传热通道。传统LED芯 片封装工艺的传热通道为LED芯片-固晶胶-热沉-导热胶-散热器，此通道最大的弊端 在于LED芯片和金属热沉间贴合不紧，两者间存在间隙，通常加设固晶胶以填补间隙和固 定芯片，而现有固晶胶的导热系数也不能和金属相比拟，而且固晶胶与LED芯片以及金属 热沉间也存在很大的热阻。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种利用液体金属导热的LED封装工艺，通过 液体金属与LED衬底层无缝接触进行传热导热。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种利用液体金属导热的LED封装工艺，首先由金属或金属合金制备带有凹坑的 封装基座，取适量液体金属注入封装基座上凹坑内，然后将LED芯片固定于凹坑出口使LED 芯片衬底层与液体金属直接接触，进行初步固晶后在LED芯片周边与封装基板凹坑接触处 密封胶密封处理，待固晶后在LED芯片正负极焊接金线，金线的另一端连接于LED光源的正 负电极，最后由荧光粉胶层灌封封装。所述的LED封装基座由高导热金属或合金材料制成，金属基座上设置凹坑，同时 金属封装基座可与散热器一体化设计。所述的液体金属是一种在室温下呈液态的金属或合金，其一般为锡、镁、镓、铟等 的合金材料，可根据实际使用情况选择适当熔点的液体金属材料。所述的荧光粉胶层由荧光粉和灌封胶按一定比例调配而成灌封于LED芯片表面 后固化而成。所述的密封胶为硅胶或者树脂胶。所述的LED芯片为大功率发光二极管。本发明的有益效果是传统LED芯片封装工艺的传热通道为LED芯片-固晶胶_热沉_导热胶_散热器，此通道最大的弊端在于LED芯片和金属热沉间贴合不紧，两者 间存在间隙，通常加设固晶胶以填补间隙和固定芯片，而现有固晶胶的导热系数也不能和 金属相比拟，而且固晶胶与LED芯片以及金属热沉间也存在很大的热阻，本发明封装工艺 中LED芯片衬底层与导热板间加设液体金属可实现LED芯片与导热板间的无缝对接，从而 有效改善传统封装工艺中LED芯片和金属热沉间贴合不紧，固晶胶导热性能不佳等缺陷， 让LED发出的热量迅速传导出去，有效控制LED结温，增加LED使用寿命和发光效率。
图1为本发明工艺流程图；图2为本发明结构示意图；图3为本发明单颗封装结构示意图；图4为本发明集成封装结构示意图。附图中所指图例1、封装基座2、液体金属 3、LED芯片4、金线 5、荧光粉胶层6、密封胶7、 支架8、电极
具体实施例方式如图1所示为本发明工艺流程图，其步骤为①、首先由金属或金属合金制备带有凹坑的封装基座；②、取适量液体金属注入封装基座上凹坑内；③、将LED芯片固定于凹坑出口使芯片衬底层与液体金属直接接触，进行初步固
曰
曰曰；④、在LED芯片周边与封装基板凹坑接触处密封胶密封处理，完成固晶；⑤、待固晶后在LED芯片正负极焊接金线，金线的另一端连接于LED光源的正负电 极；⑥、最后由荧光粉胶层灌封封装。如图2所示为本发明结构示意图，封装基座1上设置有凹坑，凹坑内涂布适量液体 金属2，LED芯片3置于凹坑出口其周边与封装基板接触处密封胶6密封处理，固定后的LED 芯片正负极焊接导线(通常为金线4)，最后LED芯片由荧光粉胶层5封装。LED封装基座1由高导热金属或合金材料制成，金属基座上设置凹坑，同时金属封 装基座可与散热器一体化设计。液体金属2是一种在室温下呈液态的金属或合金，其一般为锡、镁、镓、铟等的合 金材料，可根据实际使用情况选择适当熔点的液体金属材料。LED芯片3为大功率发光二极管。荧光粉胶层5由荧光粉和灌封胶按一定比例调配而成灌封于LED芯片表面后固化 而成。密封胶6为硅胶或者树脂胶。图3为本发明单颗封装结构示意图，如图所示一种单颗封装的LED光源由封装基 座1、液体金属2、LED芯片3、金线4、荧光粉硅胶层5、密封胶6、支架7、电极8构成，封装基
4座固定于支架内，LED芯片固晶于封装基座，封装基座凹坑与LED芯片间充填液体金属，使 得LED芯片与封装基座间无缝接触，LED芯片与封装基座凹坑周边密封胶密封处理，起到固 晶和保护液体金属的作用，固晶后的LED芯片正负极与LED光源电极间金线焊接连接，封装 基座与支架内荧光粉胶层灌封封装。 图4为本发明集成封装结构示意图，如图所示一种集成封装的LED光源结构和工 艺过程与单颗封装LED光源基本相同，其不同点在于将多颗LED芯片阵列排布固定于封装 基板(图中封装基板与散热器整体设计)，再由金线串并联连接后荧光粉胶层灌封封装。
权利要求
一种利用液体金属导热的LED封装工艺，其特征在于首先由金属或金属合金制备带有凹坑的封装基座，取适量液体金属注入封装基座上凹坑内，然后将LED芯片固定于凹坑出口使LED芯片衬底层与液体金属直接接触，进行初步固晶后在LED芯片周边与封装基板凹坑接触处密封胶密封处理，待固晶后在LED芯片正负极焊接金线，金线的另一端连接于LED光源的正负电极，最后由荧光粉胶层灌封封装。
2.根据权利要求1所述的一种利用液体金属导热的LED封装工艺，其特征在于所述 的LED封装基座由高导热金属或合金材料制成，金属基座上设置凹坑，同时金属封装基座 可与散热器一体化设计。
3.根据权利要求1所述的一种利用液体金属导热的LED封装工艺，其特征在于所述 的液体金属是一种在室温下呈液态的金属或合金。
4.根据权利要求1所述的一种利用液体金属导热的LED封装工艺，其特征在于所述 的荧光粉胶层由荧光粉和灌封胶按一定比例调配而成灌封于LED芯片表面后固化而成。
5.根据权利要求1所述的一种利用液体金属导热的LED封装工艺，其特征在于所述 的密封胶为硅胶或者树脂胶。
全文摘要
一种利用液体金属导热的LED封装工艺首先由金属或金属合金制备带有凹坑的封装基座，取适量液体金属注入封装基座上凹坑内，然后将LED芯片固定于凹坑出口使LED芯片衬底层与液体金属直接接触，进行初步固晶后在LED芯片周边与封装基板凹坑接触处密封胶密封处理，待固晶后在LED芯片正负极焊接金线，金线的另一端连接于LED光源的正负电极，最后由荧光粉胶层灌封封装。本封装工艺中LED芯片衬底层与封装基座间加设液体金属实现LED芯片与导热板间的无缝对接，从而让LED发出的热量迅速传导出去，有效控制LED结温，增加LED使用寿命和发光效率。
文档编号H01L33/64GK101980390SQ20101028045
公开日2011年2月23日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者缪应明, 黄金鹿 申请人:苏州中泽光电科技有限公司