专利名称：一种提高led集成面光源安规绝缘耐压的方法
技术领域：
本发明属于LED半导体固态照明技术领域，涉及一种提高LED集成面光源安规绝缘耐压的方法。
背景技术：
LED作为照明光源得到越来越广泛的应用，但LED灯具在通过安规绝缘耐压检测时，或多或少都遇到困难，特别是集成面光源，由于考虑良好的散热需求，普遍采用LED芯片用导电银浆直接粘接到一块热电的良导体(如铜板)上的工艺，这样只凭借LED芯片衬底来机械绝缘，即便是最低500V的绝缘耐压，也很难通过。而根据LED光源工作电压的不同，需要500V到2000V不等的绝缘耐压要求，考虑到工艺余量，必须达到2500V的绝缘耐压要求。现有技术工艺中，在典型的集成面光源结构中，承载LED芯片部分为良导热导体铜基板，具体工艺是将若干个LED芯片，无论是采用正装还是倒装芯片，用导电银浆直接粘接到一块热电的良导体(如铜支架)上，采取超声波压焊用金丝互联各电极，只凭借LED 芯片衬底(正装芯片的蓝宝石衬底、倒装芯片的硅衬底，厚500nm左右)来机械绝缘，通过 500um左右的半导体材料机械绝缘500V以上是不可靠的，同时导电银浆粘接时会进一步缩短500um的绝缘距离，安规绝缘会进一步不可靠。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高LED集成面光源安规绝缘耐压的方法，解决了现有技术不能可靠满足安规2500V以上的绝缘耐压要求的问题。本发明采用的技术方案是，一种提高LED集成面光源安规绝缘耐压的方法，利用陶瓷覆铜板作支架，陶瓷覆铜板由上、中、下三层结构组成，下层为铜基层，中间的绝缘层为陶瓷材料，上层为铜导电层，在铜导电层中腐蚀出承载作用的铜箔岛，铜箔岛的数目及排列方式按照以下步骤确定第一步，根据所需光源总功率W和单颗LED芯片的额定功率P，确定支架上LED总个数Q，Q = W+P，即确定支架上铜箔岛的个数Q ；第二步，根据选用的单颗LED芯片在支架上所需的安装尺寸，确定支架上层铜导电层的单个铜箔岛的尺寸；第三步，根据LED总个数Q，确定支架上铜箔岛的矩阵横排M及竖排N的数目，并且 MXN = Q ；第四步，按照单个铜箔岛的尺寸，铜箔岛的矩阵数目为MXN，相邻铜箔岛之间的隔离间距为1mm，整板边缘隔离距离为1mm，最终确定支架的总体长宽尺寸。本发明的有益效果是，不仅能够满足安规2500V以上的绝缘耐压要求，同时不影响原有直接粘接工艺时的散热效果。
图1是本发明选用的陶瓷覆铜板的结构示意图；图2是按照本发明方法制作的25W的LED集成面光源支架示意图，绝缘层选用三氧化二铝陶瓷材料；图3是按照本发明方法制作的100W-200W的LED集成面光源支架示意图，绝缘层选用氮化铝陶瓷材料。图中，1.铜导电层，2.绝缘层，3.铜基层，4.铜箔岛，5.陶瓷覆铜板。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。现有典型LED结构在集成封装时，厚度小于500um，芯片最底层蓝宝石衬底作为机械绝缘层与金属底座用导电银浆粘接，P电极和N电极作为供电端子。另外，在倒装封装时， 硅衬底作为机械绝缘层，厚度小于500um，左右焊盘作为正负供电端子，芯片最下层硅衬底作为机械绝缘层与金属底座用导电银浆粘接。图1为本发明选用的陶瓷覆铜板(简称DCB板)5的绝缘层为三氧化二铝的“三明治”结构，下层为导热的铜基层3，一般为整体全覆铜；中间的绝缘层2为三氧化二铝或氮化铝材料，既强绝缘又高导热；上层为工艺承载的铜导电层1，按需求可腐蚀出不同图形的承载铜箔岛4。参照表1，是绝缘层2为三氧化二铝的陶瓷覆铜板5的典型参数，三氧化二铝具有高达M-28W/mK导热系数，同时仅有0. 25mm/0. 38mm厚度，与上下铜层熔合，整体具有极低的热阻。表1，绝缘层为三氧化二铝的陶瓷覆铜板5的相关性能参数
权利要求
1.一种提高LED集成面光源安规绝缘耐压的方法，其特征在于，利用陶瓷覆铜板(5)作支架，陶瓷覆铜板( 由上、中、下三层结构组成，下层为铜基层(3)，中间的绝缘层( 为陶瓷材料，上层为铜导电层(1)，在铜导电层⑴中腐蚀出承载作用的铜箔岛G)，铜箔岛⑷ 的数目及排列方式按照以下步骤确定第一步，根据所需光源总功率W和单颗LED芯片的额定功率P，确定支架上LED总个数 Q，Q = W+P，即确定支架上铜箔岛⑷的个数Q ；第二步，根据选用的单颗LED芯片在支架上所需的安装尺寸，确定支架上层铜导电层 (1)的单个铜箔岛的尺寸；第三步，根据LED总个数Q，确定支架上铜箔岛(4)的矩阵横排M及竖排N的数目，并且 MXN = Q ；第四步，按照单个铜箔岛的尺寸，铜箔岛(4)的矩阵数目为MXN，相邻铜箔岛(4) 之间的隔离间距为1mm，整板边缘隔离距离为1mm，最终确定支架的总体长宽尺寸。
2.根据权利要求1所述的提高LED集成面光源安规绝缘耐压的方法，其特征在于所述的绝缘层( 选用三氧化二铝或氮化铝材料。
3.根据权利要求1所述的提高LED集成面光源安规绝缘耐压的方法，其特征在于所述的绝缘层(2)厚度为0. 38mm或0. 25mm，铜导电层(1)和铜基层(3)的厚度均为0. 3mm。
全文摘要
本发明公开了一种提高LED集成面光源安规绝缘耐压的方法，利用陶瓷覆铜板作为支架，陶瓷覆铜板的下层为铜基层，陶瓷覆铜板中间的绝缘层为陶瓷材料，陶瓷覆铜板的上层为铜导电层，铜导电层中可腐蚀出承载作用的铜箔岛，该方法按照以下步骤实施第一步，确定支架上LED总个数Q，即确定支架上铜箔岛的总个数Q；第二步，确定支架上层的单个铜箔岛的尺寸；第三步，确定支架上铜箔岛的矩阵横排M及竖排N的数目，且M×N＝Q；第四步，按照单个铜箔岛的尺寸，岛矩阵的数目Q，各个铜箔岛之间的间距及整板边缘距离，确定支架的总体长宽尺寸。本发明的方法不仅能够满足安规2500V以上的绝缘耐压要求，同时不影响原有的散热效果。
文档编号H01L33/64GK102185039SQ20111000368
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者刘义芳, 李志强, 王清平, 邢先锋 申请人:西安明泰半导体科技有限公司