以纳米银焊膏低温烧结封装连接大功率LED的方法

摘要

本发明公开了一种以纳米银焊膏低温烧结封装连接大功率LED的方法，属于烧结封装连接大功率LED的技术。该方法采用粒径小于100nm纳米银粒子、以分散剂鱼油、粘结剂α－松油醇和溶剂丙酮在超声水浴协助下均匀混合制备而成的纳米银焊膏，低温烧结封装连接大功率发光二极管，其特征包括以下过程：利用丝网印刷或点胶机将纳米银焊膏注射于基板上连接发光二极管，然后放入烧结炉中烧结，烧结工艺为：以10℃/min的升温速率，升至50℃－70℃之后，滞留10－12min消除丙酮，再以10℃/min的升温速率，升至最高温度290℃后，滞留时35－40min确保粘接强度，然后自然冷却至室温，实现大功率发光二极管的烧结封装。本发明的优点在于改善了LED封装材料在导电率、导热率、粘接强度、耐高温方面的不足。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种以纳米银焊膏低温烧结封装连接大功率LED的方法，属于烧结封装连接大功率LED的技术。

背景技术：

目前国内大功率发光二极管(LED)封装领域采用的多为导电银胶，这种银胶的热阻高且固化后的内部基本结构为环氧树脂骨架和银粉填充式导热导电结构，这对器件的散热与物理特性稳定极为不利。另外封闭环氧的折射率相关较大，致使内部的全反射临界角很小，有源层产生的光只有小部分被输出。目前所采用的导电银胶在导电率、粘接强度、耐高温方面的性能都不能满足要求，且成本较贵。故此LED封装领域需要一种新的性价比高的材料在降低成本的同时又可以改善导电银胶的不足。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种以纳米银焊膏低温烧结封装连接大功率LED的方法，该方法具有成本低，封装后的LED性能高。

本发明是通过下述技术方案加以实现的。采用粒径小于100nm纳米银粒子、以分散剂鱼油、粘结剂α-松油醇和溶剂丙酮在超声水浴协助下均匀混合制备而成的纳米银焊膏，低温烧结封装连接大功率LED的方法，其特征在于包括以下过程：利用丝网印刷或点胶机将纳米银焊膏注射于基板上连接LED，然后放入烧结炉中烧结，烧结工艺为：以10℃/min的升温速率，升至50℃-70℃之后，滞留10-12min消除丙酮，再以10℃/min的升温速率，升至最高温度290℃后，滞留时35-40min确保粘接强度，然后冷却至室温。

本发明的优点在于，采用纳米银焊膏烧结连接LED，烧结温度为300℃以下，在此温度下焊膏中的有机溶剂可完全挥发不影响银层导电性和导热性，该工艺方法与现有的采用的环氧树脂封装连接法相比，改善了封装后的LED材料的导电率、导热率、粘接强度和耐高温性能。

具体实施方式：

纳米银焊膏的配制，将粒径为80nm的银粒子加入分散剂鱼油、粘结剂α-松油醇和溶剂丙酮，在超声水浴协助下均匀混合制备而成的纳米银焊膏。采用该纳米银焊膏封装LED材料的过程是：用TS3030点胶机将纳米银焊膏注射于基板并与LED连接，之后置于烧结炉中烧结，具体烧结工艺为：以10℃/min的升温速率，达到70℃之后，保温10min以消除丙酮，然后继续以10℃/min的升温速率升至最高温度290℃后，保温40min确保粘接强度，炉温自然冷却至室温。

在上述的烧结过程，烧结温度低于300℃，在烧结过程中焊膏中有机化学药品蒸发并完成银粒子的接触，颈长大、孔洞闭合、圆化、收缩形成致密导电银层，最后晶粒长大阶段。烧结封装后的器件工作温度可以达到350℃。

上述的实施过程中，也可利用丝网印刷在基板上将纳米银焊膏与LED连接，之后置于烧结炉中烧结，具体烧结工艺为：以10℃/min的升温速率，达到50℃之后，保温12min以消除丙酮，然后继续以10℃/min的升温速率升至最高温度290℃后，保温35min确保粘接强度，炉温自然冷却至室温。