[发明专利]一种微焊接材料

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明技术，尤其涉及一种LED封装用微焊接材料及其制备方法。

背景技术

LED灯具有寿命长、省电力的特点，越来越广泛地应用于照明领域。传统的LED封装，固晶材料一般采用银浆。这种以银浆为固晶材料封装技术，是目前LED照明领域的主流。如中国专利文献CN201396621于2010年2月3日最新公开的一种大功率LED光源结构，其包括：一铜基板，包括绝缘基板层和覆盖其上的铜箔层；复数LED片，矩阵排列于铜基板上；一散热器，设置于铜基板上一侧，并通过导热硅胶与铜基板接触。进一步的所述的LED片包括散热板，其中间为镂空，外缘为带内凹弧的多边形；LED晶片，设置于散热板的镂空部；高导热银浆分布于LED晶片、散热板与铜基板之间；硅胶封装于铜基板上方，包覆LED晶片和散热板。再如中国专利文献CN201017896于2008年2月6日公开的一种发光二极管的封装结构，该LED发光二极管的封装结构的铝基板采用阳极氧化处理工艺处理且在其面形成一层绝缘氧化层，LED的硅晶片直接封装在绝缘氧化层上，绝缘氧化层上采用银浆烧结工艺设有导电层，硅晶片通过金丝电极与导电层相连接。传统的封装方式是造成LED光衰的主要原因，特别是使用半年后急剧光衰的主要原因：一方面一般银浆的导热系数只有3w/mk，而基板的导热系数＞200w/mk，芯片发热要传到基板，通过银浆产生散热瓶颈，不能及时导出热量，使LED芯片过热，因而造成光衰；另一方面也有将银浆做到20w/mk，即现在市面上流行的高导热银浆，但因所在银浆都需要高分子材料（如硅胶）作为载体，而所有高分子材料都存在气密性的问题，也就是所有高分子都会透空气、水蒸汽等，而银遇到气体后会发生氧化，氧化后的氧化银浆导热系数仅剩下0.2w/mk。参考图7，其中曲线A是采用传统封装LED光衰试验绘制的光衰图，由此可以看出，使用到了500小时以后，LED急剧光衰。

为解决上述问题，早在上个世纪90年代，就有专家提出采用金锡合金作为固晶材料，如中国专利文献CN1066411于1992年11月25日公开的金锡钎料的制造方法，一种大功率、高技术领域用半导体器件用的金锡焊料(含Sn18～23％，余量为Au)的制造方法，采用多层复合技术将分别预处理过的、轧至一定厚度的金带和锡带按照Au/Sn/Au……/Sn/Au 的方式彼此相间层叠在一起(至少5层)，预压结成复合坯料，再冷轧成所需规格的箔材。本发明方法能可靠地保证焊料在钎焊温度下发生共晶反应，得到成分均匀、致密的钎接头。然而，十几年来，这种焊料并未得到广泛的应用，其不足之处是显而易见的，该焊料的层状结构决定了其只能加工成片状，一方面又决定了其焊接工艺只能将基板、焊料、晶片叠加后焊接，这样一来，晶片在焊接过程中要承受280℃以上的高温，并且要保持一定时间，必要时在基板和晶片之间还有预压力，这就大大增加了损伤晶片的机会，有些损伤甚至是隐形的，晶片工作一段时间后才有所表现；另一方面片状焊料需要预先裁切，定量不易准确且不方便自动化生产作业。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种焊接时不损伤LED芯片且方便实现自动化焊接作业的微焊接材料。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种微焊接材料，呈条状，其特征在于：包括焊芯和包覆于焊芯外的外皮；焊芯是AuSn的共晶体，其中Au在焊芯中的含量为78.9%-82%；外皮为层状结构，由Au镀层和Sn镀层交替组合而成，至少有二层，且最外层为Au镀层，其中Au在外皮中的含量为78.9%-82% 。

在本发明的一个实施例中，Au在焊芯中的含量为79%-81%、或79.2%、或79.4%、或79.5、或79.6%、或79.8%、或80%、或80.2%、或80.4%、或80.5%、或80.6%、或80.8%、或80.9% 。

微焊接材料，其特征在于：所述焊芯包括至少二条子焊芯。

微焊接材料，其特征在于：二条以上子焊芯绞合设置成所述焊芯。

微焊接材料，其特征在于：所述Au镀层及所述Sn镀层均采用真空镀方式设置而成。

微焊接材料，其特征在于：所述焊芯的最大直径为10μm-150μm。

在本发明的一个实施例中，所述焊芯的最大直径为15μm、或20μm、或30μm、或40μm、或50μm、或60μm、或70μm、或80μm、或100μm、或120μm、或140μm。

微焊接材料，其特征在于：所述子焊芯的直径为5μm-20μm。