[发明专利]高可靠性SMD LED封装结构

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，更具体的说，本发明涉及一种用于光学器件的高可靠性SMD LED封装结构。

背景技术

用于光学和/或电子的器件，如集成电路或者激光二极管均需要利用热传导材料来进行传热。为此需要采用金属基体，如铜基体，并且在所述光学和/或电子的器件与金属基体之间经常需要电隔离。而有些陶瓷材料具有较高的热传导效率并且对电是绝缘的。为此经常在光学和/或电子的器件与金属基体之间使用高导热的陶瓷材料作为用于提供电隔离而又仍然维持热传导性的中间材料。为了提供从光学和/或电子的器件向金属基体的高效传热，在陶瓷与金属基体之间提供良好的热界面是必需的。随着光学和/或电子的器件的发展，对它们的性能要求也越来越苛刻，例如需要进一步提高集成电路的集成度，需要提高LED的发光效率等，从而对所述的陶瓷中间层的性能要求也越来越高，例如作为陶瓷中间层不仅需要具有高的导热率、电绝缘率，还需要具有高的电压击穿强度，还需要具有荧光特性；而这些性能要求通过单一的陶瓷功能层往往难以实现，而且研究也表明通过复合陶瓷涂层也难以满足所有的需求，而且复合陶瓷涂层由于各组份的热膨胀系数往往差别较大，反复经历不同温度的循环环境下，产生的内应力可能导致陶瓷层产生裂纹甚至导致破裂失效。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高可靠性SMD LED封装结构。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

所述的高可靠性SMD LED封装结构，包括金属基体，并且在所述金属基体上形成有耐压陶瓷层，在所述耐压陶瓷层上形成有金属电路层和高导热陶瓷层；而在所述金属电路层和高导热陶瓷层上设置有SMD LED 灯珠。

其中，所述高导热陶瓷层的厚度为10-500 um；并且所述高导热陶瓷层优选为AlN、 AlON或SiN。所述的高导热陶瓷层能够实现横向和径向的热传导，解决SMD LED 灯珠的散热问题。

其中，所述耐压陶瓷层的厚度为10-500 um；并且所述耐压陶瓷层优选为Al₂O₃、AlON或SiC。所述的耐压陶瓷层能够防止高电压击穿的问题，提高所述结构的安全性和稳定性。

其中，所述高导热陶瓷层通过粉末烧结法形成，并利用钎焊接合到所述耐压陶瓷层上。

其中，所述活性钎焊使用的钎料含有0.5-0.8wt%的Ag、0.8-1.0 wt%的In、2.1-2.5 wt%的Ti、1.2-1.5 wt%的Si、5.2-7.2 wt%的Sn、2.7-3.2 wt%的Al、0.65-0.95wt%的Mn、1.8-2.1wt%的Ni、0.5-0.7wt%的Ce、0.1-0.2wt%的B和余量的Cu。

其中，所述耐压陶瓷层通过溅射、蒸镀、电弧沉积、化学气相沉积或等离子增强化学气相沉积法制备得到。优选，通过电弧沉积法制备得到所述耐压陶瓷层。

其中，所述耐压陶瓷层与所述金属基体之间还具有过渡层。

其中，所述金属电路层通过直接印刷金属浆料并烧结的方式制成。

其中，所述金属电路层和高导热陶瓷层形成金属和高导热陶瓷杂化层。

其中，所述金属电路层通过溅射、蒸镀、电弧沉积、化学气相沉积或等离子增强化学气相沉积金属层，并通过干蚀刻得到所述金属电路层。

本发明的技术方案相比现有技术具有以下有益效果：

（1）本发明所述的高可靠性SMD LED封装结构中，所述的高导热陶瓷层的导热率大于50 W/mK, 能够实现横向和径向的热传导，解决光学和/或电子部件的散热问题。

（2）本发明所述的高可靠性SMD LED封装结构中，所述的耐压陶瓷层具有高的耐电压击穿性能。

（3）本发明所述的封装结构中，所述的钎料改变以往配方由单质粉料混合钎焊后焊接曾均匀性差，成分易偏折，钎焊温度较高，质量稳定性差的等诸多缺点，提高了钎焊层与金属基体以及陶瓷层之间的浸润性，并且提高了钎焊层冶金接合的可靠性。

附图说明

     图1 为本发明所述高可靠性SMD LED封装结构的示意图。

具体实施方式