一种大功率LED器件及其制造方法与流程

本发明涉及半导体照明，特别是涉及一种大功率led器件及其制造方法。

背景技术：

1、发光二极管（light emitting diode, led）作为一种新型固态照明光源，凭借效率高、能耗低、寿命长、响应快及环保等优点，已广泛应用于通用照明、汽车照明、显示背光及特种照明等领域。随着led输出功率的不断提升，市场上大功率、超大功率led封装对低热阻、高电流密度、低翘曲和长期可靠性要求持续提升。大功率led器件是指在较高电流和电压下工作，产生较高光输出和相应热量的发光二极管装置。led的结温直接影响其发光效率、波长稳定性以及使用寿命。结温过高将导致光衰加剧、色漂增大乃至器件失效。因此，封装基板作为承载led芯片并实现电气互联与热量导出的核心部件，其散热能力与结构可靠性已成为制约大功率led器件性能的关键因素之一。

2、目前，大功率led封装常采用金属基板或陶瓷基板承载芯片。其中，常规金属基板通常由金属基底、导热绝缘层和铜箔线路层组成，一般通过裁切、钻孔、压合及线路刻蚀等工艺制成。在该结构中，led芯片通常经由焊接层贴装于铜箔线路层上，芯片产生的热量需依次经过焊接层、线路铜箔、绝缘介质层后才能传导至金属基底，再由金属基底传递至外部散热器。但绝缘介质层既要满足电气绝缘要求，又承担热量传递的功能，其导热能力显著低于铜材，且整个热传导路径上界面较多，内容形成热阻瓶颈，难以满足高功率密度条件下的散热需求。在高功率密度应用中，上述常规结构的不足进一步凸显：一方面，热量易在芯片的正下方的基板区域聚集，形成局部热堆积，导致芯片结温升高、器件性能退化；另一方面，金属基底与绝缘层、铜箔线路层之间的热膨胀系数存在差异，在温度循环作用下板件容易发生翘曲，影响后续贴装精度；此外，在压合及成型过程中，还容易产生层间气泡或分层、绝缘层残留或溢胶、凸点与线路面高度不一等缺陷，这些问题将直接影响固晶可靠性、打线稳定性以及器件的长期温度循环寿命。

3、针对上述问题，现有技术已提出一些改善措施，例如采用铜基板、在绝缘层中增加导热填料、在基板设置孔铜或铜柱等，以在一定程度上提升散热性能和载流能力。然而，这些措施仍均在局限性：若led芯片正下方仍被绝缘层隔开，则难以形成从芯片热源到金属基底的直接低热阻通道，散热的根本瓶颈无法消除；若采用铜柱或热沉等结构，其与绝缘层、线路层之间的匹配精度较难控制，容易引入压合空洞、溢胶污染及装配不平整等制造风险，影响器件可靠性。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷或不足，一方面，提供一种大功率led器件，其具有优异的散热性能，可提高器件可靠性。

2、一种大功率led器件，包括基板和设置在所述基板上的发光芯片，其中，所述发光芯片具有极性相反的a极和b极；

3、所述基板包括金属基底，所述金属基底具有沿厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面设有一体成型的第一凸台，所述第一表面覆盖有第一绝缘层，所述第一绝缘层的与所述第一凸台对应的位置设有供所述第一凸台贯穿的第一开口；所述第一绝缘层背向所述金属基底的表面设有第一线路层，所述第一线路层包括互不接触的a极焊盘和b极焊盘；

4、所述第二表面设有一体成型的第二凸台，所述第二表面覆盖有第二绝缘层，所述第二绝缘层的与所述第二凸台对应的位置设有供所述第二凸台伸出的第二开口；所述第二绝缘层背向所述金属基底的表面设有第二线路层，所述第二线路层包括互不接触的a极引脚和b极引脚；

5、所述基板设有至少两个过孔结构，所述a极焊盘通过一个过孔结构与所述a极引脚电连接，所述b极焊盘通过另一个过孔结构与所述b极引脚电连接；

6、所述发光芯片固晶在所述第一凸台，所述发光芯片的a极与所述a极焊盘电连接，b极与所述b极焊盘电连接。

7、另一方面，本发明还提供一种大功率led器件的制造方法，包括以下步骤：

8、s1：准备金属基底，其中，所述金属基底的第一表面具有一体成型的第一凸台，所述金属基底的第二表面具有一体成型的第二凸台，所述第二表面与所述第一表面沿所述金属基底的厚度方向相对设置；

9、准备第一绝缘层和第二绝缘层，在所述第一绝缘层表面按预设图案形成包括a极焊盘和b极焊盘的第一线路层，在所述第一绝缘层的对应所述第一凸台的位置开设供所述第一凸台贯穿的第一开口；

10、在所述第二绝缘层表面按预设图案形成包括a极引脚和b极引脚的第二线路层，在所述第二绝缘层的对应所述第二凸台的位置开设供所述第二凸台贯穿的第二开口；

11、s2：将附有所述第一线路层的第一绝缘层、所述金属基底以及附有所述第二线路层的第二绝缘层沿厚度方向依次层叠，形成层叠体，然后对所述层叠体进行真空热压，形成基板；

12、s3：在所述基板形成至少两个过孔结构，所述过孔结构贯穿第一绝缘层、所述金属基底和所述第二绝缘层，使所述a极焊盘通过一个过孔结构与所述a极引脚电连接，且所述b极焊盘通过另一个过孔结构与所述b极引脚电连接；

13、s4：将具有极性相反的a极和b极的发光芯片固晶在所述第一凸台，并使所述发光芯片的a极与所述a极焊盘电连接，b极与所述b极焊盘电连接。

14、相对于现有技术，本发明所述的大功率led器件及其制造方法通过金属基底相对设置的第一、第二表面分别设置一体成型的第一、第二凸台，在并将发光芯片设置在第一凸台，使发光芯片直接接触金属基底，形成垂直于金属基底防线的导热路径；与此同时，通过第一线路层、过孔结构以及第二线路层构成导电路径，承担电气连接功能，以将“导电”与“导热”彻底分离，绕开传统封装中绝缘层带来的热阻瓶颈，有效提高导热效率，避免因传热路径冗长、热阻过高，进而在高功率密度运行下引发的器件可靠性问题，可用于高功率照明、汽车灯、uv固化、舞台/投影光源等高热流密度场景。

15、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

1.一种大功率led器件，其特征在于：包括基板和设置在所述基板上的发光芯片，其中，所述发光芯片具有极性相反的a极和b极；

2.根据权利要求1所述的大功率led器件，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的大功率led器件，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的大功率led器件，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的大功率led器件，其特征在于：

6.根据权利要求1~5任一所述的大功率led器件，其特征在于：

7.一种大功率led器件的制造方法，其特征在于；包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的大功率led器件制造方法，其特征在于：

9.根据权利要求7所述的大功率led器件制造方法，其特征在于：

10.根据权利要求7所述的大功率led器件制造方法，其特征在于：

11.根据权利要求7~10任一所述的大功率led器件制造方法，其特征在于：还包括以下步骤：