[发明专利]一种低光衰的覆晶封装的LED集成光源结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及照明领域，特别是涉及一种低光衰的覆晶封装的LED集成光源结构和方法。

背景技术

以往的LED覆晶集成光源(或称之为覆晶COB)，其结构和方法一是通过金锡共晶(AuSn 80/20)回流焊，把覆晶焊接到LED集成光源预制基板上的(图1a、1b)。采用结构一有如下问题：金锡共晶回流焊是通过固晶，然后对预敷在覆晶电极上的金锡共晶进行高温(>283C)回流焊，使得覆晶和预制基板结合。所以当覆晶集成光源反光区的反光材料为普通反光材料，即白色油墨阻焊层(Liquid photoimageable solder mask)时，由于采用了高温共晶回流焊致使反光材料发生黄化，而使其对可见光的反射率下降，最终导致覆晶集成光源的光效降低。其结构和方法二是通过锡膏SAC305回流焊，把覆晶焊接到LED集成光源预制基板上的(图2a、2b)。采用结构二有如下问题：锡膏回流焊是采用钢网印刷锡膏到预制基板的芯片电极上，然后通过固晶以及共晶回流焊，使得覆晶和预制基板结合。好处是锡膏SAC305的熔点小于220C，避免了普通反光材料高温黄化问题。但坏处是锡膏回流焊后会形成焊锡含有空穴(10～30％的空穴率)，导致同等厚度的焊锡热阻比金锡共晶的热阻大，空穴越多，热阻越大。这种含空穴的焊锡成为覆晶集成光源的导热瓶颈。

以往的覆晶集成光源的反射区表面上露出了镀银的导线层(图1a、1b， 图2a、2b)，容易被硫化和氧化，镀银层在覆晶集成光源长时间工作时会发黑，导致反射区可见光的反射率下降，最终导致覆晶集成光源的光衰。

以往的覆晶集成光源，基板背面为无其他敷着材料的氮化铝AlN陶瓷表面。覆晶集成光源在散热体上的散热，需要通过导热率不高的导热硅脂，或导热膏(1～8w/mk导热率)进行传热。可能成为整体覆晶集成光源加散热体组合的导热瓶颈。

发明内容

本发明提供了一种低光衰的覆晶封装的LED集成光源结构，其中，

所述结构包括预制基板和覆晶，所述覆晶通过回流焊焊接到预制基板上，其中，所述预制基板包括氮化铝陶瓷层，所述氮化铝陶瓷层上的敷铜线路层、耐高温反射层、电极焊盘；回流焊前覆晶上预敷了焊锡而与其相对应的预制基板上镀金或镀银，或预制基板芯片电极上预敷了焊锡而与其对应的覆晶上镀金。

进一步地，预制基板的芯片焊盘、电极焊盘表面镀金、镀银或预敷焊锡，以及导线表面镀银或无镀层。

进一步地，所述焊锡成分为AuSn(80/20)，或SAC305，或SAC405，或SN100C。

进一步地，所述耐高温反射层为耐高温白色陶瓷油墨，耐高温阻焊油墨，或耐高温白色硅胶。

进一步地，所述铜层为双层结构，厚铜层为芯片焊盘和电极焊盘，薄铜层为连接焊盘的导线，其表面可镀银或无镀层。

进一步地，所述光源结构应用于不同功率、不同串并联电路、不同尺寸大小的覆晶集成光源。

本发明还提供了一种低光衰的覆晶封装的LED集成光源结构的制备方 法，所述方法包括如下步骤：

(1)形成所述预制基板，具体包括：

(1a)通过现有的厚膜印刷技术，或薄膜直接镀铜技术，完成氮化铝陶瓷上布置敷铜线路层，敷铜层有薄铜层和厚铜层；

(1b)制作集成光源发光区耐高温反射层，材料一般为耐高温白色陶瓷油墨，耐高温阻焊油墨，或耐高温白色硅胶，通过平整处理技术，填充覆盖敷铜线路层周边区域，并保持反射层和敷铜层高度一致；

(1c)通过曝光显影和蚀刻技术，完成其余区域的阻焊层，材质也为白色阻焊层油墨；

(1d)露铜层表面(即厚铜层)进行化学沉银，对应于有预敷焊锡的覆晶应用；

(2)覆晶放置和布满在所述预制基板的芯片焊盘上；

(3)共晶回流焊把阵列覆晶，焊接到预制基板上；

(4)硅胶围坝胶制作；

(5)覆盖荧光粉硅胶层。

本发明又提供了一种低光衰的覆晶封装的LED集成光源结构的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)形成所述预制基板，具体包括：

(1a)通过现有的厚膜印刷技术，或薄膜直接镀铜技术技术，完成氮化铝陶瓷上布置敷铜线路层，敷铜层有薄铜层和厚铜层；

(1b)制作集成光源发光区耐高温反射层，材料一般为耐高温白色陶瓷油墨，或耐高温阻焊油墨，或耐高温白色硅胶，通过平整处理技术，填充覆盖敷铜线路层周边区域，并保持反射层和敷铜层高度一致；