申请/专利权人：绍兴宝之能照明电器有限公司

申请日：2014-04-28

公开（公告）日：2017-03-29

公开（公告）号：CN104143602B

主分类号：H01L33/64(2010.01)I

分类号：H01L33/64(2010.01)I;H01L33/48(2010.01)I;H01L33/00(2010.01)I

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2017.03.29#授权;2016.08.03#著录事项变更;2014.12.10#实质审查的生效;2014.11.12#公开

摘要：本发明涉及LED封装技术领域，尤其公开了一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，包括陶瓷基板、LED芯片，陶瓷基板上设有若干对电极通孔，陶瓷基板的底面上设有布线槽，每对电极通孔中的两个孔分别与两组布线槽的端部连通，电极通孔位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，电极通孔、布线槽内浇注有金属液，电极通孔内的金属液冷却后形成电极，布线槽内的金属液冷却后形成与电极连接的金属导线，陶瓷基板的顶面上位于每对电极的外侧设有环形凹槽，环形凹槽内卡接有散热环，散热环与陶瓷基板表面围成光杯，LED芯片通过金线与电极连接，光杯内填充有荧光胶。因此，本发明具有散热性能好，工艺简单、成本低，使用寿命长的有益效果。

主权项：一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，包括陶瓷基板（1）、LED芯片（2），其特征是，所述的陶瓷基板（1）上设有若干对电极通孔（100），所述的陶瓷基板（1）的底面上设有两组用于浇注金属液的布线槽（101），每对电极通孔中的两个孔分别与两组布线槽的端部连通，每组布线槽中所有布线槽的内端连通，所述的电极通孔（100）位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，电极通孔、布线槽内浇注有金属液，位于电极通孔内的金属液冷却后形成电极（3），位于布线槽内的金属液冷却后形成与电极连接的金属导线（4），所述的陶瓷基板的顶面上位于每对电极的外侧设有环形凹槽（5），环形凹槽内卡接有散热环（6），散热环与陶瓷基板表面围成光杯， LED芯片通过金线（7）与电极（3）连接，所述的光杯内填充有荧光胶（8）；所述的散热环（6）为铜环或铝环，散热环的内侧面上设有环形定位槽（61），所述的布线槽（101）的横截面呈V形。

全文数据：陶瓷基LED的MCOB封装结构及工艺技术领域[0001] 本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种陶瓷基LED的MCOB封装结构及工艺。背景技术[0002] 随着LED照明行业的发展，现在LED芯片通常采用COB封装，COB封装是指LED芯片直接在整个基板上进行邦定封装，即在里基板上把N个芯片继承集成在一起进行封装，主要用来解决小功率芯片制造大功率LED灯问题，可以分散芯片散热，提高光效，同时改善LED灯的眩光效应。在COM封装的基础上，现在又出现了各种MCOB封装，MCOB封装结构具有发光效率高、发热量小的特点，MCOB封装是把每个芯片单独装入光杯中，从而提高每个芯片的出光效率，增强LED芯片的散热。常见的基板有铝基和陶瓷基，铝基加工方便，陶瓷基导热性能优良，而且本身就是绝缘体，减少了绝缘层，从而提高导热效率。然而为了便于陶瓷基与LED芯片连接，陶瓷基板上需要镀上铜箔进行点连接，陶瓷基的一个表面需要焊接上金属薄膜电镀层、另一个表面需要蚀刻工艺制造金属电路层。然而金属薄膜电镀层与陶瓷之间的焊接工艺成本高、焊接效率低，金属薄膜电镀层通过蚀刻工艺镀在陶瓷表面，工艺成本也高。[0003] 中国专利申请公布号:CN103500787A，授权公告日2014年I月8日，公开了一种底部可直接焊接于散热器的陶瓷COB封装LED光源，具有更佳导热性能，组装更加简便的陶瓷COB封装LED光源结构。本发明包括LED光源基板，LED光源基板的本体底部引入可焊接金属薄膜电镀层，LED光源基板的本体表面设有金属电路层，若干LED芯片设置在金属电路层上，LED芯片四周设有一个封闭的COB围坝，荧光粉填充胶填充于COB围坝内并覆盖在LED芯片上。该种结构中在陶瓷基上焊接金属薄膜电镀层，以及在陶瓷基本体表面通过蚀刻工艺制造金属电路层，这些工艺都较复杂，需要使用各种设备，成本也较高。而且技术电路层还容易和陶瓷基因为结合不牢靠而脱离。发明内容[0004] 本发明为了克服现有技术中的C0B、MC0B中陶瓷基上布置金属电路层工艺复杂、制造成本高的不足，提供了一种制造工艺简单，制造成本低，金属电路与陶瓷基连接可靠，散热性能好，使用寿命长的陶瓷基LED的MCOB封装结构。[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:[0006] 一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，包括陶瓷基板、LED芯片，其特征是，所述的陶瓷基板上设有若干对电极通孔，所述的陶瓷基板的底面上设有两组用于浇注金属液的布线槽，每对电极通孔中的两个孔分别与两组布线槽的端部连通，每组布线槽中所有布线槽的内端连通，所述的电极通孔位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，电极通孔、布线槽内饶注有金属液，位于电极通孔内的金属液冷却后形成电极，位于布线槽内的金属液冷却后形成与电极连接的金属导线，所述的陶瓷基板的顶面上位于每对电极的外侧设有环形凹槽，环形凹槽内卡接有散热环，散热环与陶瓷基板表面围成光杯，LED芯片通过金线与电极连接，所述的光杯内填充有荧光胶。[0007] 电极通孔、布线槽内通过浇注金属液的方法布线，由于电极通孔位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，成型后的电极两端都受到限位，无法与陶瓷基板脱离，金属导线与电极为一体结构，而且嵌入布线槽内，也不会与陶瓷基板脱离，整体工艺及其简单，成本大幅度降低，而且连接更加稳定;LED芯片位于陶瓷基板的顶面、金属导线位于陶瓷基板的底面，互不干涉，这样就能采用散热环代替现有技术中的胶环现有技术中由于布线和LED芯片位于同一个表面，LED芯片周围无法开槽，导致无法直接使用散热环，而采用交换，省去了制造胶环以及烘干等工艺，散热环散热效果也远大于交换，从而极大的提高了LED芯片的散热效果。[0008] 作为优选，所述的金属液为铜液或铝液。铜液或者铝液冷却后形成铜电极铜导线或铝电极铝导线。[0009]作为优选，所述的散热环为铜环或铝环，散热环的内侧面上设有环形定位槽。铜环、铝环的散热效果远大于胶环，从而增强LED芯片的散热性能;荧光胶注入散热环内，荧光胶会进入环形定位槽内，因此能有效的防止散热环与陶瓷基板脱离。[0010]作为优选，所述的环形定位槽的横截面呈V形，V形结构一方面便于荧光胶进入槽内，另一方面减少了环形定位槽内荧光胶的用量，降低成本。[0011]作为优选，所述的布线槽的横截面呈V形。V形结构的布线槽便于金属液流动以及充满布线槽内，同时也减少了金属液的用量，降低成本[0012] 作为优选，陶瓷基板上位于每组布线槽内端连通处设有定位孔，定位孔位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径。电极对每根金属导线的外端进行定位，定位孔内注入金属液冷却后形成定位柱，定位柱对每根金属导线的内端进行限位，防止金属导线从布线槽内脱出由于陶瓷基板与金属导线之间并没有通过粘结剂粘结，而仅通过端部限位连接，同时定位柱也用于整个陶瓷基板与外界电路的连接端子。[0013] —种陶瓷基LED的MCOB封装工艺，包括如下步骤:[0014] a.陶瓷基板布线:在陶瓷基板的底面雕刻出布线槽、电极通孔、定位孔，然后把陶瓷基板的底面朝上，顶面封闭，向电极通孔内浇注金属液，由于电极通孔、定位孔是通过布线槽连通的，因此金属液能充满电极通孔、定位孔以及布线槽，金属液冷却后分别形成电极和金属导线；[0015] b.固晶焊线:LED芯片底部通过导热胶与陶瓷基板连接，LED芯片两端通过金线焊接在一对电极之间，然后放入烤箱内烘胶，设定烘烤温度和时间，确保LED芯片与陶瓷基板稳固粘结；[0016] c.光杯成型:把散热环卡入环形凹槽内形成光杯；[0017] d.点荧光胶:把荧光粉与胶水调配搅拌后形成荧光胶，然后通过自动点胶机把荧光胶注入散热环内，送入烤箱内烘烤成型。[0018]作为优选，在步骤d中，在点胶前，先把调配搅拌后的荧光胶送入真空箱内真空处理，抽出荧光胶内因搅拌而残留的空气。[0019]因此，本发明具有如下有益效果:I陶瓷基板导热性能好，LED散热效果好，使用寿命长；2陶瓷基板上通过浇注金属液的方法布线，工艺简单，降低了成本；3取消围坝工艺，直接采用散热环替代围胶，精简工艺的同时还增强了散热效果；4浇注后成型的电极、金属导线与陶瓷基板之间实质为机械连接，连接可靠，永不脱落，而且电极、金属导线为一体式结构，避免的断路。附图说明[0020]图1为本发明中陶瓷基板的底面结构示意图。[0021]图2为本发明中陶瓷基板的顶面结构示意图。[0022] 图3为图2中A-A处剖视图。[0023]图4为本发明的整体结构示意图。[0024] 图5为图4中B-B处剖视图。[0025]图中:陶瓷基板I LED芯片2电极3金属导线4环形凹槽5散热环6金线7荧光胶8环形定位槽61电极通孔100布线槽101定位孔102具体实施方式[0026]下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述:[0027] 如图4所示的一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，包括陶瓷基板1、LED芯片2，如图1和图2所示，陶瓷基板I上设有两对电极通孔100，陶瓷基板I的中间部位设有两个定位孔102，陶瓷基板I的底面上设有两组用于浇注金属液的布线槽101，布线槽101的横截面呈V形，每对电极通孔中的两个孔分别与两组布线槽的端部连通，两组布线槽中所有布线槽的内端分别与两个定位孔连接，如图3所示，电极通孔100位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，定位孔位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，电极通孔、布线槽内浇注有金属液，金属液为铜液或铝液，本实施例中的金属液为铜液，即把液态铜注入电极通孔、布线槽、定位孔内，位于电极通孔内的液态铜冷却后形成电极3，位于布线槽内的液态铜冷却后形成与电极连接的金属导线4，位于定位孔内的液态铜冷却后形成定位柱，由于电极通孔两端孔径不同，孔径小的一端与金属导线4连为一体，因此电极的两端都受到限位，无法从电极通孔内取出，同理定位柱也无法从定位孔内取出，而金属导线的两端分别受到电极、定位柱的限位而始终未予布线槽内，无需任何粘结剂，电极、金属导线、定位柱与陶瓷基板稳定的连接，连接可靠，永不脱落，而且工艺简单、成本大幅度降低;如图5所示，陶瓷基板的顶面上位于每对电极的外侧设有环形凹槽5，环形凹槽内卡接有散热环6，散热环与陶瓷基板表面围成光杯，LED芯片通过金线7与电极3连接，光杯内填充有荧光胶8，散热环6为铜环或铝环，本实施例中采用铜环，铜环的内侧面上设有环形定位槽61，环形定位槽61的横截面呈V形，LED芯片发热后，极大部分热量都是通过陶瓷基板散发出去，还有少部分热量透过荧光胶外表面散发到空气中，空气散热能力较弱，因此铜环能把荧光胶周围的热量传递给陶瓷基板，加快荧光胶散热，荧光胶注入散热环内后，荧光胶会进入V形的环形定位槽内，一方面能增加散热环与陶瓷基板的连接强度，另一方面环形定位槽也能增加荧光胶与散热换的接触面积，增强散热。[0028] 一种陶瓷基LED的MCOB封装工艺，包括如下步骤:a.陶瓷基板布线:在陶瓷基板的底面雕刻出布线槽、电极通孔、定位孔，然后把陶瓷基板的底面朝上，顶面封闭，向电极通孔内浇注金属液，由于电极通孔、定位孔是通过布线槽连通的，因此金属液能充满电极通孔、定位孔以及布线槽，金属液冷却后分别形成电极和金属导线;b.固晶焊线:LED芯片底部通过导热胶与陶瓷基板连接，LED芯片两端通过金线焊接在一对电极之间，然后放入烤箱内烘胶，设定烘烤温度和时间，确保LED芯片与陶瓷基板稳固粘结;c.光杯成型:把散热环卡入环形凹槽内形成光杯;d.点荧光胶:把荧光粉与胶水调配搅拌后形成荧光胶，再把调配搅拌后的荧光胶送入真空箱内真空处理，抽出荧光胶内因搅拌而残留的空气，防止点胶后荧光胶内的气泡阻挡光线，然后通过自动点胶机把荧光胶注入散热环内，送入烤箱内烘烤成型。因此，本发明具有如下有益效果:I陶瓷基板导热性能好，LED散热效果好，使用寿命长；2陶瓷基板上通过浇注金属液的方法布线，工艺简单，降低了成本；3取消围坝工艺，直接采用散热环替代围胶，精简工艺的同时还增强了散热效果；4浇注后成型的电极、金属导线与陶瓷基板之间实质为机械连接，连接可靠，永不脱落，而且电极、金属导线为一体式结构，避免的断路。

权利要求：1.一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，包括陶瓷基板I、LED芯片2，其特征是，所述的陶瓷基板I上设有若干对电极通孔100，所述的陶瓷基板I的底面上设有两组用于浇注金属液的布线槽101，每对电极通孔中的两个孔分别与两组布线槽的端部连通，每组布线槽中所有布线槽的内端连通，所述的电极通孔100位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，电极通孔、布线槽内浇注有金属液，位于电极通孔内的金属液冷却后形成电极3，位于布线槽内的金属液冷却后形成与电极连接的金属导线4，所述的陶瓷基板的顶面上位于每对电极的外侧设有环形凹槽5，环形凹槽内卡接有散热环6，散热环与陶瓷基板表面围成光杯，LED芯片通过金线7与电极3连接，所述的光杯内填充有荧光胶8;所述的散热环6为铜环或铝环，散热环的内侧面上设有环形定位槽61，所述的布线槽101的横截面呈V形。2.根据权利要求1所述的陶瓷基LED的MCOB封装结构，其特征是，所述的金属液为铜液或招液。3.根据权利要求1所述的陶瓷基LED的MCOB封装结构，其特征是，所述的环形定位槽61的横截面呈V形。4.根据权利要求1所述的陶瓷基LED的MCOB封装结构，其特征是，陶瓷基板I上位于每组布线槽内端连通处设有定位孔102，定位孔位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径。5.一种陶瓷基LED的MCOB封装工艺，包括如下步骤:a.陶瓷基板布线:在陶瓷基板的底面雕刻出布线槽、电极通孔、定位孔，然后把陶瓷基板的底面朝上，顶面封闭，向电极通孔内浇注金属液，由于电极通孔、定位孔是通过布线槽连通的，因此金属液能充满电极通孔、定位孔以及布线槽，金属液冷却后分别形成电极和金属导线；b.固晶焊线:LED芯片底部通过导热胶与陶瓷基板连接，LED芯片两端通过金线焊接在一对电极之间，然后放入烤箱内烘胶，设定烘烤温度和时间，确保LED芯片与陶瓷基板稳固粘结；c.光杯成型:把散热环卡入环形凹槽内形成光杯；d.点荧光胶:把荧光粉与胶水调配搅拌后形成荧光胶，然后通过自动点胶机把荧光胶注入散热环内，送入烤箱内烘烤成型。6.如权利要求5所述的一种陶瓷基LED的MCOB封装工艺，其特征是，在步骤d中，在点胶前，先把调配搅拌后的荧光胶送入真空箱内真空处理，抽出荧光胶内因搅拌而残留的空气。

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