[发明专利]用于LED倒装晶片封装的浮动散热铜片支架及LED封装件

说明书

技术领域

本发明涉及用于LED封装的散热支架，更具体地涉及用于LED倒装晶片封装的浮动散热铜片支架及相应的LED封装件。

背景技术

LED即发光二极管是一种直接将电能转化为光能的半导体器件，因其与传统光源相比具有高光效、低功耗、低辐射等优点而在照明领域占有越来越重要的地位。然而，LED光源在产生光的同时也会产生大量的热，这些热量的积聚会极大地影响LED光源的使用寿命。例如，当LED晶片通电发光时，仅有30%的电能转化为光能辐射出去，大部分的电能都转化为热能形式残留在发光晶片上。LED晶片最理想的工作温度是80℃，其温度每上升10度，工作寿命就减少约10%，而电光转换效率也相对降低约7%～10%。这样一来，更多的电能转化为残留热能，形成导致电光转换效率不断降低的恶性循环。

当前，LED晶片通常是以COB（即Chip-On-Board，就是将裸晶片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接）方式固晶在具有电路的各种材料的基板上，或者以一种优良的导热材料作为导热媒介分散晶片产生的热量。由于铜是金属中传热性能仅次于银的材料且价格便宜，因此目前铜是最普遍用于大功率LED晶片的热传递材料。例如，实用新型专利CN201985093U公开了一种上部安装多个LED晶片的LED铜支架，实用新型专利CN202839739U公开了一种包含用于对LED晶片进行固定、导热和反射光的铜基板的大功率LED封装结构，实用新型专利CN203150615U公开了一种包含铜质的柱状LED热沉铜柱的高效散热LED光源模块。

上述现有技术都涉及利用整块的铜质材料实现LED晶片的散热，然而，铜的热膨胀系数大约是19，LED晶片常用的蓝宝石衬底的热膨胀系数大约是5，二者之间相差很大，因此在对LED晶片施加高电流负载而引起温度升高时，晶片的热量转移到铜片上致使铜片急速膨胀。由于晶片衬底与铜片这两种材料的膨胀速度不同，因此晶片上的蓝宝石衬底容易崩裂。

因此，需要设计一种新型的结构来对LED晶片进行散热以避免出现晶片衬底崩裂的现象。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是设计一种用于LED倒装晶片封装的浮动散热铜片支架，避免铜片受热膨胀时引起晶片衬底崩裂，提高LED封装结构的可靠性，延长LED光源的使用寿命。

本发明提供一种用于LED倒装晶片封装的浮动散热铜片支架，其包括至少两个铜片和用于固定所述铜片的柔性聚合物，其中所述铜片彼此分隔开，并且每个铜片与一个LED倒装晶片的正极或负极电连接。

在进一步的示例中，所述铜片由所述聚合物固定连接并分隔而形成一供电网络。

在进一步的示例中，所述聚合物被镶嵌在所述铜片侧面上的凹槽内。

在进一步的示例中，所述铜片被设置在所述聚合物的凹陷区中。

在进一步的示例中，所述至少两个铜片为2至11个铜片。

在进一步的示例中，所述铜片的厚度在0.1mm～50mm之间。

在进一步的示例中，所述聚合物是塑胶材料。

本发明还提供一种LED封装件，其包括：如前面实施例所述的浮动散热铜片支架，以及倒装焊接在所述浮动散热铜片支架上的一个或更多LED晶片。

在进一步的示例中，所述LED晶片的正极和负极分别焊接在不同的铜片上。

本发明针对0.5W到3W的LED晶片的散热需求，采用倒装晶片封装技术，并且利用由聚合物连结在一起的多个铜片作为散热媒介将热能传导至散热器上，其中每个铜片只焊接晶片上的正极或负极。当晶片通电发热时，每个铜片独立受热，独立膨胀，并有聚合物连接体作缓冲，因此避免了晶片衬底崩裂的问题，提高了LED封装结构的可靠性，延长了LED光源的使用寿命。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的散热支架的立体示意图。

图2是图1所示的散热支架的剖面侧视图。

图3是根据本发明的第二实施例的散热支架的分解示意图。

图4是利用图3所示的散热支架的LED封装件的分解示意图。

具体实施方式

为了更清楚地展示本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图进一步详细描述本发明的实施方式。