[实用新型]一种高导热结构LED芯片

说明书

技术领域

本实用新型属于光电技术领域，具体涉及一种高导热结构LED芯片。

背景技术

散热问题是大功率型LED需重点解决的技术难题，散热效果的优劣直接关系到灯的寿命和节能效果。LED是靠电子在能带间跃迁产生光的，其光谱中不含有红外部分，所以LED芯片的热量不能靠辐射散发。如果LED芯片中的热量不能及时散发出去，会加速器件的老化。一旦LED芯片的温度超过最高临界温度(跟据不同外延及工艺，芯片温度大概为150℃)，往往会造成LED芯片永久性失效。传统LED芯片正装结构(见图1)包括金线11、蓝宝石衬底12、电极13、固金导热胶层14、高导热基板15组成，其热量需要经过蓝宝石传递，蓝宝石导热系数46W/MK，致使PN结温大部分热量被阻隔，只有少部分热量通过传导至基板，且正装结构的P/N电极层与发光为同侧，P/N电极面积阻挡部分发光层。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种散热效率高、性能稳定的高导热结构LED芯片。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：提供一种高导热结构LED芯片，包括基板和蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底面向基板一侧设有N半导体层，所述N半导体层面向基板一侧表面的两端分别设有发光层和N电极，所述发光层一侧表面与N半导体层连接另一侧表面依次设有P半导体层和P电极；

所述N电极通过第一导热金属层与基板连接，所述P电极通过第二导热金属层与基板连接，所述第一导热金属层、第二导热金属层、发光层、P半导体层、P电极和N电极的裸露外表面设有绝缘材料层。

本实用新型的有益效果在于：1、本实用新型高导热结构LED芯片相对于传统LED芯片，减少了金线封装工艺，省掉导线架、打线步骤，应用时，无需固晶和打线封装，而是直接采用回流焊接在基板上，因此成本更低廉；2、本实用新型高导热结构LED芯片不会出现因金线虚焊或接触不良引起的不亮、闪烁、光衰大等问题，因此，相比于传统封装芯片，稳定性更好；3、相比于传统封装芯片，本实用新型高导热结构LED芯片密度增加了16倍，封装体积却缩小了80％，灯具设计空间更大；4、本实用新型高导热结构LED芯片在应用时无固晶胶、无高阻热系数的蓝宝石夹在芯片内部，其工作时的热量通过电极和导热金属层传导至高散热基板上，散热性能是正装芯片的6倍。5、本实用新型高导热结构LED芯片的P/N电极层与发光不在同侧，P/N电极面积不阻挡发光层，提高了光的出射面积。

附图说明

图1为LED芯片传统正装结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式中高导热结构LED芯片生成导通金属层时的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式中高导热结构LED芯片的结构示意图；

标号说明：

11、金线；12、蓝宝石衬底；13、电极；14、固金导热胶层；15、高导热基板；

21、蓝宝石衬底；22、N半导体层；23、发光层；24、P半导体层；25、P电极；26、N电极；27、导通金属层；28、第一导热金属层；29、第二导热金属层；30、绝缘材料层。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：提供一条导热通道让热量从PN结往外散出，将PN结产生的热量通过高导热材料传导至高散热基板上，热量传递避开蓝宝石层，高导热材料既可以将热量进行传递，又可以满足外部电路连接。

现有的正装LED芯片热量导出结构：半导体(热源)-金层电极(导热系数317w/mk)-蓝宝石(导热系数46w/mk)。

本实用新型高导热结构LED芯片热量导出结构：半导体(热源)-金层电极(导热系数317w/mk)-铜层(导热系数401w/mk)。

实施例1

请参照图2、图3，本实用新型提供一种高导热结构LED芯片，包括基板和蓝宝石衬底21，所述蓝宝石衬底21面向基板一侧设有N半导体层22，所述N半导体层22面向基板一侧表面的两端分别设有发光层23和N电极26，所述发光层23一侧表面与N半导体层22连接另一侧表面依次设有P半导体层24和P电极25；

所述N电极26通过第一导热金属层28与基板连接，所述P电极25通过第二导热金属层29与基板连接，所述第一导热金属层28、第二导热金属层29、发光层23、P半导体层24、P电极25和N电极26的裸露外表面设有绝缘材料层30。