[实用新型]低热阻LED

说明书

【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0.9℃/W-3.5℃/W、封装技术2℃/W-20℃/W、热沉技术0.05℃/W-2℃/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，均匀的覆盖在热沉表面，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。