專利名稱：一種提高led集成面光源安規(guī)絕緣耐壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于LED半導(dǎo)體固態(tài)照明技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高LED集成面光源安規(guī)絕緣耐壓的方法。
背景技術(shù)：
LED作為照明光源得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，但LED燈具在通過(guò)安規(guī)絕緣耐壓檢測(cè)時(shí)，或多或少都遇到困難，特別是集成面光源，由于考慮良好的散熱需求，普遍采用LED芯片用導(dǎo)電銀漿直接粘接到一塊熱電的良導(dǎo)體(如銅板)上的工藝，這樣只憑借LED芯片襯底來(lái)機(jī)械絕緣，即便是最低500V的絕緣耐壓，也很難通過(guò)。而根據(jù)LED光源工作電壓的不同，需要500V到2000V不等的絕緣耐壓要求，考慮到工藝余量，必須達(dá)到2500V的絕緣耐壓要求。現(xiàn)有技術(shù)工藝中，在典型的集成面光源結(jié)構(gòu)中，承載LED芯片部分為良導(dǎo)熱導(dǎo)體銅基板，具體工藝是將若干個(gè)LED芯片，無(wú)論是采用正裝還是倒裝芯片，用導(dǎo)電銀漿直接粘接到一塊熱電的良導(dǎo)體(如銅支架)上，采取超聲波壓焊用金絲互聯(lián)各電極，只憑借LED 芯片襯底(正裝芯片的藍(lán)寶石襯底、倒裝芯片的硅襯底，厚500nm左右)來(lái)機(jī)械絕緣，通過(guò) 500um左右的半導(dǎo)體材料機(jī)械絕緣500V以上是不可靠的，同時(shí)導(dǎo)電銀漿粘接時(shí)會(huì)進(jìn)一步縮短500um的絕緣距離，安規(guī)絕緣會(huì)進(jìn)一步不可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高LED集成面光源安規(guī)絕緣耐壓的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)不能可靠滿足安規(guī)2500V以上的絕緣耐壓要求的問(wèn)題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種提高LED集成面光源安規(guī)絕緣耐壓的方法，利用陶瓷覆銅板作支架，陶瓷覆銅板由上、中、下三層結(jié)構(gòu)組成，下層為銅基層，中間的絕緣層為陶瓷材料，上層為銅導(dǎo)電層，在銅導(dǎo)電層中腐蝕出承載作用的銅箔島，銅箔島的數(shù)目及排列方式按照以下步驟確定第一步，根據(jù)所需光源總功率W和單顆LED芯片的額定功率P，確定支架上LED總個(gè)數(shù)Q，Q = W+P，即確定支架上銅箔島的個(gè)數(shù)Q ；第二步，根據(jù)選用的單顆LED芯片在支架上所需的安裝尺寸，確定支架上層銅導(dǎo)電層的單個(gè)銅箔島的尺寸；第三步，根據(jù)LED總個(gè)數(shù)Q，確定支架上銅箔島的矩陣橫排M及豎排N的數(shù)目，并且 MXN = Q ；第四步，按照單個(gè)銅箔島的尺寸，銅箔島的矩陣數(shù)目為MXN，相鄰銅箔島之間的隔離間距為1mm，整板邊緣隔離距離為1mm，最終確定支架的總體長(zhǎng)寬尺寸。本發(fā)明的有益效果是，不僅能夠滿足安規(guī)2500V以上的絕緣耐壓要求，同時(shí)不影響原有直接粘接工藝時(shí)的散熱效果。


圖1是本發(fā)明選用的陶瓷覆銅板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是按照本發(fā)明方法制作的25W的LED集成面光源支架示意圖，絕緣層選用三氧化二鋁陶瓷材料；圖3是按照本發(fā)明方法制作的100W-200W的LED集成面光源支架示意圖，絕緣層選用氮化鋁陶瓷材料。圖中，1.銅導(dǎo)電層，2.絕緣層，3.銅基層，4.銅箔島，5.陶瓷覆銅板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明?，F(xiàn)有典型LED結(jié)構(gòu)在集成封裝時(shí)，厚度小于500um，芯片最底層藍(lán)寶石襯底作為機(jī)械絕緣層與金屬底座用導(dǎo)電銀漿粘接，P電極和N電極作為供電端子。另外，在倒裝封裝時(shí)， 硅襯底作為機(jī)械絕緣層，厚度小于500um，左右焊盤作為正負(fù)供電端子，芯片最下層硅襯底作為機(jī)械絕緣層與金屬底座用導(dǎo)電銀漿粘接。圖1為本發(fā)明選用的陶瓷覆銅板(簡(jiǎn)稱DCB板)5的絕緣層為三氧化二鋁的“三明治”結(jié)構(gòu)，下層為導(dǎo)熱的銅基層3，一般為整體全覆銅；中間的絕緣層2為三氧化二鋁或氮化鋁材料，既強(qiáng)絕緣又高導(dǎo)熱；上層為工藝承載的銅導(dǎo)電層1，按需求可腐蝕出不同圖形的承載銅箔島4。參照表1，是絕緣層2為三氧化二鋁的陶瓷覆銅板5的典型參數(shù)，三氧化二鋁具有高達(dá)M-28W/mK導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)僅有0. 25mm/0. 38mm厚度，與上下銅層熔合，整體具有極低的熱阻。表1，絕緣層為三氧化二鋁的陶瓷覆銅板5的相關(guān)性能參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種提高LED集成面光源安規(guī)絕緣耐壓的方法，其特征在于，利用陶瓷覆銅板(5)作支架，陶瓷覆銅板( 由上、中、下三層結(jié)構(gòu)組成，下層為銅基層(3)，中間的絕緣層( 為陶瓷材料，上層為銅導(dǎo)電層(1)，在銅導(dǎo)電層⑴中腐蝕出承載作用的銅箔島G)，銅箔島⑷ 的數(shù)目及排列方式按照以下步驟確定第一步，根據(jù)所需光源總功率W和單顆LED芯片的額定功率P，確定支架上LED總個(gè)數(shù) Q，Q = W+P，即確定支架上銅箔島⑷的個(gè)數(shù)Q ；第二步，根據(jù)選用的單顆LED芯片在支架上所需的安裝尺寸，確定支架上層銅導(dǎo)電層 (1)的單個(gè)銅箔島的尺寸；第三步，根據(jù)LED總個(gè)數(shù)Q，確定支架上銅箔島(4)的矩陣橫排M及豎排N的數(shù)目，并且 MXN = Q ；第四步，按照單個(gè)銅箔島的尺寸，銅箔島(4)的矩陣數(shù)目為MXN，相鄰銅箔島(4) 之間的隔離間距為1mm，整板邊緣隔離距離為1mm，最終確定支架的總體長(zhǎng)寬尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高LED集成面光源安規(guī)絕緣耐壓的方法，其特征在于所述的絕緣層( 選用三氧化二鋁或氮化鋁材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高LED集成面光源安規(guī)絕緣耐壓的方法，其特征在于所述的絕緣層(2)厚度為0. 38mm或0. 25mm，銅導(dǎo)電層(1)和銅基層(3)的厚度均為0. 3mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高LED集成面光源安規(guī)絕緣耐壓的方法，利用陶瓷覆銅板作為支架，陶瓷覆銅板的下層為銅基層，陶瓷覆銅板中間的絕緣層為陶瓷材料，陶瓷覆銅板的上層為銅導(dǎo)電層，銅導(dǎo)電層中可腐蝕出承載作用的銅箔島，該方法按照以下步驟實(shí)施第一步，確定支架上LED總個(gè)數(shù)Q，即確定支架上銅箔島的總個(gè)數(shù)Q；第二步，確定支架上層的單個(gè)銅箔島的尺寸；第三步，確定支架上銅箔島的矩陣橫排M及豎排N的數(shù)目，且M×N＝Q；第四步，按照單個(gè)銅箔島的尺寸，島矩陣的數(shù)目Q，各個(gè)銅箔島之間的間距及整板邊緣距離，確定支架的總體長(zhǎng)寬尺寸。本發(fā)明的方法不僅能夠滿足安規(guī)2500V以上的絕緣耐壓要求，同時(shí)不影響原有的散熱效果。
文檔編號(hào)H01L33/64GK102185039SQ20111000368
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者劉義芳, 李志強(qiáng), 王清平, 邢先鋒 申請(qǐng)人:西安明泰半導(dǎo)體科技有限公司