CN101980386A - 一种基于散热器封装的led器件及led器件的制作工艺 - Google Patents

Abstract

一种基于散热器封装的LED器件，包括若干LED芯片、内引线、封装胶体、线路层、绝缘层，其中，所述LED芯片通过内引线连接至所述线路层；所述线路层为一个或多个LED芯片之间形成电气连接；所述绝缘层为在所述散热器和所述线路层之间形成电气隔离；所述LED芯片载覆于点有底胶的线路层上，所述线路层在LED芯片底部与其他区域电气隔离，所述封装胶体灌注内引线和LED芯片，所述散热器、线路层和绝缘层通过压合或粘接工艺紧贴在一起。LED芯片直接封装在线路层上，至少省略了包含有热沉的支架和金属基板(如铝基板)，即LED芯片散热时无需经过热沉、金属基板，进而大大提高了散热效果。

Description

一种基于散热器封装的LED器件及LED器件的制作工艺 

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，更加具体地说是涉及一种基于散热器封装的LED(发光二极管)器件及LED器件的制作工艺。 

背景技术

随着LED芯片技术与封装技术的发展，越来越多的LED产品应用于照明领域，尤其是大功率白光LED。由于LED具有高光效、长寿命、节能环保、合适调光控制、不含汞等污染物质的特点，成为继白炽灯、荧光灯等传统光源之后的新一代照明光源。 

LED是一种电致发光半导体器件，其中约有百分之三十的电能转换为光，剩余电能则转换为热量，而热量积累造成的LED温度上升，是引起LED光衰的主要原因。因而，LED芯片散热是LED封装所致力于解决的关键问题，国内外生产厂家相继提出了各种封装方式。 

目前，LED芯片固定于支架的热沉上，形成LED颗粒，LED颗粒置于金属基板(如铝基板)上，金属基板安装于散热器上。热量通过热沉、铝基板、散热器等散热通道后扩散出去。 

也就是说，采用如图1所示的结构进行LED封装。其为：将LED芯片与热沉等封装成LED颗粒303，LED颗粒303焊接到PCB(Printed Circuit Board)302，如铝基板，PCB 302通过螺钉或者硅脂等方式固定在散热器301。其导热通道为：从LED芯片，通过封装内部热沉、PCB 302、以及散热器301，最终传导到空气。 

上述的LED器件存在以下问题： 

首先，由于LED芯片散热需要经过的导热通道的中间介层比较多，如LED热沉与PCB 302、PCB 302与散热器301之间的介质为空气或者硅脂，气或者硅脂中间介层的导热率较低，因此散热性能不佳。 

另外，由于使用了高导热率的金属基板或者陶瓷等非金属基板，成本较高。 

因此，目前LED封装形式的产品，存在散热性能低、成本高、生产工序多等缺点。 

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种基于散热器封装的LED器件，以解决现有技术中，存在散热性能低或成本高的技术问题。 

本发明的第二目的在于提供一种LED器件的制作工艺，以解决现有技术中，存在散热性能低或成本高的技术问题。 

一种基于散热器封装的LED器件，包括若干LED芯片、内引线、封装胶体、线路层、绝缘层和散热器。 

所述LED芯片通过内引线连接至所述线路层； 

所述线路层为一个或多个LED芯片之间形成电气连接； 

所述绝缘层为在所述散热器和所述线路层之间形成电气隔离； 

所述封装胶体灌注内引线和LED芯片； 

所述LED芯片直接载覆在线路层上，线路层经过绝缘层与散热器紧密贴合。 

较佳地，本实例还包括若干齐纳二极管，所述齐纳二级管与LED芯片并联，所述齐纳二极管为双向齐纳二级管或者单向齐纳二极管。 

LED芯片正负极分别通过内引线与线路层连接，或者LED芯片某电极与线路层焊接、另一电极通过内引线连接，或者LED芯片正负极与线路层直接焊接。 

所述散热器、线路层和绝缘层通过压合或粘接工艺贴设在一起。 

本发明还提供一种基于散热器封装的LED器件的制作工艺，由以下步骤组成： 

(1)散热器、线路层和绝缘层通过压合或粘接工艺贴设在一起； 

(2)在线路层对应位置，点上底胶，如银胶，然后将LED芯片，或者以及齐纳二极管，通过通孔载覆散热器上，再烘烤固定； 

(3)将LED芯片正负极通过内引线焊接到线路层上； 

(4)将荧光粉和胶水混合好后，点在LED芯片上方； 

(5)采用若干透镜设在LED芯片正上方，并在透镜内部腔体灌胶，或者透镜改成透镜组，设在LED芯片正上方，并在透镜组内部腔体灌胶。 

本发明还提供另外一种制作工艺，由以下步骤组成： 

(1)散热器、线路层和绝缘层通过压合或粘接工艺贴设在一起； 

(2)在线路层上，点上底胶，然后将LED芯片，或者LED芯片以及齐纳二极管，载覆线路层上，再烘烤固定； 

(3)将LED芯片正负极通过内引线焊接到线路层上； 

(4)将荧光粉和胶水混合好后，点在LED芯片上方； 

(5)采用透镜组设在LED芯片正上方，并在透镜组内部腔体灌胶。 

与现有技术相比，本发明的LED器件具有以下优点： 

首先，LED芯片直接封装在线路层上。LED芯片的热量经线路层直接从散热器中扩散发出去，没有经过其他散热介质：比如热沉、铝层、LED热沉与PCB、PCB与散热器之间的空气介质，大大提升了散热效果。 

其次，LED芯片直接封装在散热器上，不包含带热沉的支架，金属基板，因而部件介绍，而且生产工序少，成本低廉。 

附图说明

图1为现有的LED器件的封装示例图； 

图2为本发明基于散热器封装的LED器件的第一示例原理示意图； 

具体实施方式

本申请的核心在于：现有的LED器件，往往将LED芯片固定于支架的热沉上，封装成LED颗粒，LED颗粒焊接在不同的线路板，再安装到散热器上，形成不同的产品，以适应更多更广的应用场合，并成为行业技术偏见，而这种LED模组的结构方式存在散热性能欠佳、部件复杂等缺点。本申请人在LED照明专有领域及应用场合，克服了现有的技术偏见，提出了一种新的LED封装方式，将LED芯片载覆在点有底胶的散热器上，达到了更好的散热效果和更低廉的成本，并且解决了LED芯片载覆在散热器上的封装问题。 

实施例一 

图2为一种基于散热器封装的LED器件的原理示意图。它包括若干LED芯片405、内引线402、封装胶体401、线路层406、绝缘层403和散热器404。 

线路层406的作用为在一个或者多个LED芯片之间形成串联或并联等电气连接，材质一般为铜。线路层406通过物理或者化学刻蚀等工艺形成电气线路，通过内引线402使得每一LED芯片405正负极分别与线路层406连接，或者通过内引线402使得每一LED芯片405某电极与线路层406焊接、或者LED芯片405正负极直接与线路层406直接焊接。为了加强内引线402的焊接效果，可以在线路层406表面镀金或镀银。并且，线路层406与LED芯片405连接处设置成通孔，以便LED芯片405能直接载覆在散热器404，达到良好散热。 

绝缘层403的作用为在散热器404和线路层406之间形成电气隔离。 

LED芯片405直接设置在线路层406上。 

散热器404，绝缘层403，线路层406通过压合或者粘接工艺紧贴在一起。 

散热器404的一般为铝等具有良好导热率的金属材质，在结构上可以为鳍片，或者柱状，或者其他有利于将热量导到空气的结构形式。为了固定LED芯片，散热器404可以通过点有银胶，或者绝缘胶，或者焊锡连接LED芯片405。 

本发明还可以包括齐纳二极管，其与LED芯片并联方式连接，或者采用双向齐纳二极管，则起防静电作用；或者采用单项齐纳二极管，则起LED断路保护作用，当LED断路时，电流经齐纳二极管流过，而不影响其他LED芯片正常工作。 

所述封装胶体401灌注内引线402和LED芯片405。封装胶体401的作用是固定内引线402，同时也起到光学配光作用，通过注塑成型，或者加盖透镜，然后从透镜底部注胶完成。 

从上可知，LED芯片405可以直接封装在线路层406上。这样，LED芯片405的散热经线路层406直接从散热器404中散发出去了，没有经过散热介质：比如热沉、铝基板、LED热沉与PCB、PCB与散热器之间的空气介质，大大提升了散热效果。 

一种基于散热器封装的LED器件的制作工艺，由以下步骤组成： 

(1)散热器、线路层和绝缘层通过压合或粘接工艺贴设在一起； 

(2)在线路层上通孔对应位置，点上底胶，如银胶，然后将LED芯片，或者以及齐纳二极管，通过通孔载覆散热器上，再烘烤固定； 

(3)将LED芯片正负极通过内引线焊接到线路层上； 

(4)将荧光粉和胶水混合好后，点在LED芯片上方； 

(5)采用若干透镜设在LED芯片正上方，并在透镜内部腔体灌胶，或者透镜改成透镜组，设在LED芯片正上方，并在透镜组内部腔体灌胶。 

第(5)步骤，也可以是采用透镜组设在LED芯片正上方，并在透镜组内部腔体灌胶。 

需要说明的是，所述透镜，其作用是光学配光，将LED芯片发出的光发散或者汇聚在合适的角度范围。另外作用为保护LED芯片，避免污染。 

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。 

Claims (7)

1.一种基于散热器封装的LED器件，其特征在于，包括若干LED芯片、内引线、封装胶体、线路层和绝缘层，散热器，其中，

所述LED芯片通过内引线连接至所述线路层；

所述线路层为一个或多个LED芯片之间形成电气连接；

所述绝缘层为在所述散热器和所述线路层之间形成电气隔离；

所述封装胶体灌注内引线和LED芯片；

所述LED芯片直接载覆在线路层上，线路层经过绝缘层与散热器紧密贴合。

2.如权利要求1所述的基于散热器封装的LED器件，其特征在于，还包括若干齐纳二极管，所述齐纳二级管与LED芯片并联，所述齐纳二极管为双向齐纳二级管或者单向齐纳二极管。

3.如权利要求1所述的基于散热器封装的LED器件，其特征在于，所述散热器与所述LED芯片贴装位置为平面、凹槽状、下陷碗形状。

4.如权利要求1所述线路层在LED芯片底部形成孤岛，与其他部分电气隔离。

5.如权利要求1所述的基于散热器封装的LED器件，其特征在于，LED芯片正负极分别通过内引线与线路层连接，或者LED芯片某电极与线路层焊接、另一电极通过内引线连接，或者LED芯片正负极与线路层直接焊接，所述散热器、线路层和绝缘层通过压合或粘接工艺贴设在一起。

6.一种基于散热器封装的LED器件的制作工艺，其特征在于，由以下步骤组成：

(1)散热器、线路层和绝缘层通过压合或粘接工艺贴设在一起；

(2)在线路层上，点上底胶，然后将LED芯片，或者LED芯片以及齐纳二极管，载覆在线路层上，再烘烤固定；

(3)将LED芯片正负极通过内引线焊接到线路层上；

(4)将荧光粉和胶水混合好后，点在LED芯片上方； 

(5)采用若干透镜设在LED芯片正上方，并在透镜内部腔体灌胶。

7.一种基于散热器封装的LED器件的制作工艺，其特征在于，由以下步骤组成：

(1)散热器、线路层和绝缘层通过压合或粘接工艺贴设在一起；

(2)在线路层上，点上底胶，然后将LED芯片，或者LED芯片以及齐纳二极管，载覆线路层上，再烘烤固定；

(3)将LED芯片正负极通过内引线焊接到线路层上；

(4)将荧光粉和胶水混合好后，点在LED芯片上方；

(5)采用透镜组设在LED芯片正上方，并在透镜组内部腔体灌胶。 

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