[发明专利]散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及LED发明技术领域，本发明涉及LED发明技术领域，特别地，涉及一种直接采用类金刚石膜-铜复合材料作为散热基板的大功率LED。

背景技术

LED光源因具有驱动电压低、寿命长、光通量高、抗震动、不怕电源的反复开关、结构小以及安全、高效、节能等诸多优点，已成为替代传统发明光源的最佳光源选择。随着LED技术的快速发展，大功率LED制备技术已日趋成熟，但是，目前的LED发明，一般是将大量普通小LED管或多个功率管集中在一个灯具中，且多采用封闭式灯具结构设计，典型的例子就是用LED做大尺寸液晶显示器的背光源。LED的光电转换效率达不到100%，而且随着电流的加大，产生的热量也增多。这使得LED的散热问题变得很突出，严重影响LED的光源稳定性和使用寿命。现有的大功率LED芯片封装材料多是铝基板和共烧陶瓷基板，没法达到很好的散热效果，另外现有的封装结构还需要作出很多改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有LED芯片的散热问题，提供了散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管。本发明可通过如下多个技术方案来实现：

散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管，包括LED芯片、透镜和反射杯，LED芯片位于反射杯中，透镜位于反射杯上方，其还包括类金刚石膜-铜复合材料制成的散热基板；所述的散热基板的下表面直接和空气接触；LED芯片通过固晶胶或金属共晶焊直接安置在散热基板的上表面。 

作为上述散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管的进一步优化的技术方案，所述类金刚石膜-铜复合材料制成的散热基板的下表面或下表面和上表面均为类金刚石膜。

作为上述散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管的进一步优化的技术方案，散热基板的上表面为铜，下表面为类金刚石膜，散热基板的上表面通过绝缘的粘合层粘合有电路层；粘合层和电路层开有供LED芯片穿过的孔。

作为上述散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管的进一步优化的技术方案，其还包括电路层，散热基板的上表面和下表面为类金刚石膜，电路层直接设在上表面类金刚石膜上；电路层开有供LED芯片穿过的孔，反射杯位于电路层上。

作为上述散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管的进一步优化的技术方案，散热基板的下表面为类金刚石膜，上表面安置LED芯片的地方为类金刚石膜，上表面其他地方为铜，散热基板的上表面通过绝缘的粘合层粘合有电路层；粘合层和电路层开有供LED芯片穿过的孔

作为上述散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管的进一步优化的技术方案，散热基板下表面加工成散热鳍片，散热鳍片为类金刚石膜-铜复合材料；反射杯是铜或者铜和类金刚石膜复合材料。

作为上述散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管的进一步优化的技术方案，反射杯中填充有覆盖LED芯片和LED芯片的引线的密封剂。

作为上述散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管的进一步优化的技术方案，所述密封剂中掺有荧光粉。

作为上述散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管的进一步优化的技术方案，所述LED芯片有多个，且位于反射杯中。

作为上述散热基板为类金刚石膜-铜复合材料的大功率发光二极管的进一步优化的技术方案，所述类金刚石膜-铜复合材料的由如下方法制得：通过微波共振等离子增强化学气相沉积技术让氢气和甲烷反应生成类金刚石膜，其中入射微波为TE10模，微波频率为1~2. 45GHz，微波功率为850~950W；采用抛光后的( 100) 面硅片作为基片,先依次经过丙酮、酒精、去离子水超声清洗, 每种试剂清洗5~8分钟, 然后用氮气吹干；调节氢气流量为10-50sccm,甲烷流量为5-50sccm，衬底真空为（1.0~5. 0）×10^-3Pa，注入负偏压为10~30KV，脉冲频率为100~300HZ，脉宽为10~20μs；沉积过程中基片温度保持在300~500℃，沉积时间为15~20小时，沉积的类金刚石膜厚度达到30-50μm；然后通过电子束蒸镀在压强小于1. 0×10^-5Pa条件下蒸镀2~5小时在类金刚石膜上镀一层5-8nm的铜，随后用硫酸铜溶液在铜上面电镀10-30毫米厚的铜；再把硅基片腐蚀掉，最后在HF溶液中清洗，得所述类金刚石膜-铜复合材料。