专利名称：低热阻led的制作方法
技术领域：
低热阻LED
所属技术领域
本实用新型涉及一种LED，尤其涉及一种具有低热阻的LED。背景技术：
LED全称半导体发光二极管，可直接将电能转化为光能，LED对温度十分敏感，LED 的功率越大，P-N结上的温度上升也越明显。而且，许多应用又要将若干个大功率LED陈列 使用，其散热问题尤其明显。使用过程中，LED的热量散不出去造成LED的结温上升，严重 影响LED的发光效率，寿命，稳定性等。特别是大功率LED由于发热量大，散热问题更是业 界的难题之一。LED的热量散除，降低LED的结温，与LED的芯片结构，封装技术及热沉技术有 关。因为，对于一平方毫米的LED芯片来说热能产生主要有LED芯片内部热阻0. 90C / W-3. 50C /W、封装技术2V /ff-20°C /W、热沉技术0. 05°C /W_2°C /W。由此可见，封装技术在 LED散热中具有十分关键的作用。在传统工艺技术中，大功率LED芯片封装大致分为银浆 固晶、共晶热压、共晶回流、超声覆晶等技术。银浆技术由于封装时银浆厚度的控制不易，较 厚如图1所示，热阻较大。后几种技术统称为共晶技术，其特点是封装料厚度较少约几微米 到几十微米，但生产工艺要求较高，要有专用设备，共晶参数控制严格，成品率不高，且必须 采用带有共晶料层的芯片，即使这样也要求基底的平整度好，才能有较好的效果，但由于基 底的平整度总是有一定限制基底越平整加工成本越高。并且，共晶焊料一般都是锡合金材 料，融化时液体存在较大的表面张力，与表面相对粗糙的基底结合时，存在空气隔热层如图 2所示。这种空气阻隔层严重影响了 LED芯片热量向热沉基底传递的效率。空气阻隔层的 存在是LED封装热阻增大的重要因素。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种低热阻LED，在真空环境下，对热沉与LED配合的 表面真空镀一层薄膜，提高热沉表面平整度，薄膜的厚度薄与热沉粗糙度相适应，减少镀膜 耗材，还可避免LED与热沉焊接在一起后存在空气层，提高散热效率，对于LED阵列也具有 低热阻效果，解决现有技术存在的上述问题。本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是低热阻LED，包括LED芯片， 与LED芯片配合的热沉，其特征在于热沉上镀有真空镀膜，该真空镀膜与LED芯片焊接配 合。采用基底的方法，由于蒸镀时，金属焊料的气体以原子的形式与LED热沉基底结合，基 底表面缝隙中，被金属焊料填满，使得焊料与热沉表面结合面紧密结合，无气体存在，厚度 也很容易控制到很薄，因此大大提高了 LED芯片的导热效果，也同时降低了热沉表面的处 理难度，且对LED芯片也有特别的要求，有利于降低选用LED芯片的成本，因此本实用新型 涉及的技术采用成熟的真空镀膜方法，能有效的降低LED封装的热阻，同时降低了对LED芯 片及热沉处理难度的要求，降低了大功率LED封装技术的成本，适合大规模生产，且具有很 强的实用性及推广价值。封装时，将热沉放置到真空镀膜设备中真空镀膜，接着取出镀有真空镀膜的热沉，再将LED芯片底座与真空镀膜熔融，冷却后LED芯片固定在热沉上。LED芯 片上的焊点与底座真空镀膜熔融后，在冷却的过程中对LED芯片施加压力，避免在冷却的 过程中使镀膜和热沉之间出现气泡或空气层的现象。真空镀膜的厚度与热沉粗糙度成正 比，通过真空镀膜将热沉表面凹坑填平，使热沉与真空镀膜共同形成的表面平整、且热沉与 真空镀膜之间无间隙配合。热沉与真空镀膜共同形成的表面平整，有利于将LED焊接在镀 膜上时LED、镀膜和热沉之间都无气泡或空气层的存在，提高热传导效率。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型采用如下技术措施所述 的真空镀膜为真空离子蒸镀膜，或者为真空溅射镀膜，所述真空镀膜的厚度与热沉表面粗 糙度成正比关系，真空镀膜与热沉之间无间隙配合。真空镀膜一方面有利于在热沉表面镀 上一层较薄的镀膜，使镀膜的厚度与热沉表面最高凸起的高度相适应(也就是真空镀膜的 厚度与热沉表面粗糙度成正比关系)，避免高于最高凸起的高度，减少镀膜材料的浪费；另 一方面有利于排除热沉与镀膜之间的空气，防止空气层或气泡的产生(也就是真空镀膜与 热沉之间无间隙配合)，提高热传递效率。所述的真空镀膜为低熔点金属或者合金。真空镀膜为低熔点材质有利于镀膜材 料蒸发形成原子态的气体，均勻的覆盖在热沉表面，容易控制镀膜厚度；也方便将LED底部 焊接点与镀膜熔融，提高焊接效率；此外，镀膜从固态转化为熔融状态，需要消耗热量，进一 步提高对LED的散热效果。低熔点的所述真空镀膜为锡或者为铅锡合金。所述的热沉为高导热热沉。有利于快速将LED上的热量传导到高导热热沉上，高 导热热沉又将热量散发出去，提高对LED的散热效果。高导热的所述热沉为铜、或为铝、或为银、或为陶瓷、或为碳基底。本实用新型具有显著的进步在真空环境下，至少在对热沉与LED配合的表面真 空镀一层薄膜，提高热沉表面平整度，薄膜的厚度薄，与热沉粗糙度相适应，减少镀膜耗材， 还可避免LED与热沉焊接在一起后存在空气层，提高散热效率，在同一热沉上焊接LED阵列 也具有较好散热效果，达到低热阻的要求。
图1是本实用新型的一种现有技术的结果示意图；图2是本实用新型的另一种现有技术的结果示意图；图3是本实用新型的一种实施方式的结构示意图；图4是本实用新型的另一种实施方式的结构示意图；图5是本实用新型的另一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。实施例1 低热阻LED，如图3所示，它包括LED芯片101，与LED芯片101配合的热 沉103，热沉103上镀有真空镀膜102，该真空镀膜102与LED芯片101焊接配合。真空镀 膜102为真空离子蒸镀膜，或者为真空溅射镀膜。真空镀膜102的厚度与热沉103表面粗 糙度成正比关系，通过真空镀膜102将热沉103表面凹坑填平，使热沉103与真空镀膜102共同形成的表面平整、且热沉与真空镀膜102之间无间隙配合。真空镀膜102的厚度基本 上与最凸出于热沉103表面的凸起高度齐平，避免出现镀膜超出热沉103表面的凸起的最 高点较多现象的出现。真空镀膜102与热沉103之间无间隙配合，也就是说，真空镀膜102 与热沉103之间无空气层或气泡，提高热传递效率，提高散热性能。真空镀膜102为低熔点金属或者合金，尤其以锡或者为铅锡合金为优选。热沉103为高导热热沉，尤其以铜、或铝、或银、或陶瓷、或碳基底为优选。封装时，将热沉103放置到真空镀膜设备中真空镀膜，接着取出镀有真空镀膜的 热沉102，再将LED芯片101底座上的焊点与真空镀膜102熔融，冷却后LED芯片101固定 在热沉103上。LED芯片101底座上的焊点与底座真空镀膜102熔融后，在冷却的过程中对 LED芯片103施加压力。上述实施例中，LED芯片101还可以为带透镜105的LED (如图4所示)，或者为若 干LED芯片阵列形成的LED阵列(如图5所示)。
权利要求低热阻LED，包括LED芯片(101)，与LED芯片(101)配合的热沉(103)，其特征在于热沉(103)上镀有真空镀膜(102)，该真空镀膜(102)与LED芯片(101)焊接配合。
2.根据权利要求1所述的低热阻LED，其特征在于所述的真空镀膜(102)为真空离子 蒸镀膜，或者为真空溅射镀膜，所述真空镀膜(102)的厚度与热沉(103)表面粗糙度成正比 关系，真空镀膜(102)与热沉(103)之间无间隙配合。
3.根据权利要求1或2所述的低热阻LED，其特征在于所述的真空镀膜(102)为低熔 点金属或者合金。
4.根据权利要求3所述的低热阻LED，其特征在于低熔点的所述真空镀膜(102)为锡 或者为铅锡合金。
5.根据权利要求3所述的低热阻LED，其特征在于所述的热沉(103)为高导热热沉。
6.根据权利要求4所述的低热阻LED，其特征在于所述的热沉(103)为高导热热沉。
7.根据权利要求5所述的低热阻LED，其特征在于高导热的所述热沉(103)为铜、或为 铝、或为银、或为陶瓷、或为碳基底。
8.根据权利要求6所述的低热阻LED，其特征在于高导热的所述热沉(103)为铜、或为 铝、或为银、或为陶瓷、或为碳基底。
专利摘要本实用新型涉及一种低热阻LED。它包括LED芯片，与LED芯片配合的热沉，热沉上镀有真空镀膜，该真空镀膜与LED芯片焊接配合。封装时，将热沉放置到真空镀膜设备中真空镀膜，接着取出镀有真空镀膜的热沉，再将LED芯片底座与真空镀膜熔融，冷却后LED芯片固定在热沉上。本实用新型具有显著的进步在真空环境下，至少在对热沉与LED配合的表面真空镀一层薄膜，提高热沉表面平整度，薄膜的厚度薄，与热沉粗糙度相适应，减少镀膜耗材，还可避免LED与热沉焊接在一起后存在空气层，提高散热效率，在同一热沉上焊接LED阵列也具有较好散热效果，达到低热阻的要求。
文档编号H01L33/64GK201623180SQ20102012698
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者吴旭华, 施振浩, 蔡铭 申请人:杭州妙影微电子有限公司