CN102694102B - 发光二极管封装结构及其制造方法、以及光源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光二极管封装结构,包括封装胶体、发光二极管芯片、荧光粉层、挡墙以及正、负贴装电极。该封装胶体包括相对设置的出光面以及底面。该荧光粉层设置在发光二极管芯片的芯片正面上。该挡墙环绕发光二极管芯片以及荧光粉层而形成环状。该发光二极管芯片、荧光粉层以及挡墙从封装胶体的底面一侧嵌入封装胶体,该发光二极管芯片的芯片正面以及荧光粉层朝向封装胶体的出光面一侧,该发光二极管芯片的芯片背面暴露在封装胶体外部。该正、负贴装电极分别与发光二极管芯片的正、负电极连接。该种封装结构具有散热效果好的优点。本发明还提供该封装结构的制造方法以及具有该种封装结构的光源装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管封装结构,尤其涉及一种表面贴装型发光二极管封装结构以及该种封装结构的制作方法和具有该种封装结构的光源装置。
背景技术
相比于传统的发光源,发光二极管(Light Emitting Diode,LED)具有重量轻、体积小、污染低、寿命长等优点,其作为一种新型的发光源,已经被越来越广泛地应用。
常见的LED封装结构主要包括磊晶基板、生长在磊晶基板上的半导体发光结构层、以及形成在发光结构层上方的电极。采用该种LED制作光源时,通常将多个LED封装结构集中设置在电路板上,形成线性光源或面光源。然而该种LED封装结构的发光结构层产生的热量需要经由磊晶基板传导至电路板继而通过电路板将热量散发至外部环境,其热传导路径长,散热效果有限。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种散热效果良好的发光二极管封装结构。
一种发光二极管封装结构,包括封装胶体、发光二极管芯片、荧光粉层、挡墙正贴装电极以及负贴装电极,该封装胶体由透光材料制成且包括相对设置的出光面以及底面,该发光二极管芯片包括用于出射光线的芯片正面以及与该芯片正面相对设置的芯片背面,该荧光粉层设置在发光二极管芯片的芯片正面上,该挡墙环绕发光二极管芯片以及荧光粉层而形成环状,该发光二极管芯片、荧光粉层以及挡墙从封装胶体的底面一侧嵌入封装胶体,该发光二极管芯片的芯片正面以及荧光粉层朝向封装胶体的出光面一侧,该发光二极管芯片的芯片背面暴露在封装胶体外部,该正、负贴装电极分别与发光二极管芯片的正、负电极连接。
本发明还提供一种具有电路板以及上述发光二极管封装结构的光源装置,该电路板包括电极结构、热沉以及隔离该电极结构和热沉的绝缘隔板,该二极管封装结构设置在电路板上,该发光二极管封装结构的正贴装电极、负贴装电极分别与电路板的电极结构相接,该发光二极管封装结构的发光二极管芯片背面与热沉相接。
本发明还提供一种上述发光二极管封装结构的制造方法,包括步骤:提供一临时基板,将一发光二极管芯片设置在临时基板上,在临时基板上发光二极管的两侧分别设置正、负贴装电极,并使该正、负贴装电极分别与发光二极管芯片相隔离;在临时基板上形成一挡墙,使该挡墙环绕发光二极管芯片并将发光二极管芯片与正、负贴装电极隔开;将发光二极管芯片的正、负电极分别与正、负贴装电极电连接;在发光二极管芯片的用于出射光线的芯片正面形成一荧光粉层;用透光的封装胶体覆盖发光二极管芯片、挡墙、荧光粉层以及正、负贴装电极;去除临时基板。
该种发光二极管封装结构的发光二极管芯片背面暴露在封装胶体外部,从而在贴装至电路板上时,该发光二极管芯片产生的热量可直接借助设置在电路板上的热沉传至外部环境,而无需借助热传导效率较差的电路板,从而可以有效改善散热效果。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的发光二极管封装结构示意图。
图2与图1所示发光二极管封装结构配合使用的电路板结构示意图。
图3是将图1所示发光二极管封装结构贴装至图2所示电路板上的结构示意图。
图4是本发明第二实施例提供的发光二极管封装结构示意图。
图5是本发明第三实施例提供的发光二极管封装结构示意图。
图6是本发明第四实施例提供的发光二极管封装结构示意图。
图7-图14是本发明提供的发光二极管封装结构制造方法的各步骤示意图。
主要元件符号说明
发光二极管封装结构 | 10,20,30,40 |
封装胶体 | 11,21,31,41 |
发光二极管芯片 | 12,22,32,42 |
荧光粉层 | 13,23,33,43 |
挡墙 | 14,24,34,44 |
正贴装电极 | 15,25,35,45 |
负贴装电极 | 16,26,36,46 |
金属线 | 17,27 |
电路板 | 18,38 |
出光面 | 110,410 |
底面 | 112,412 |
芯片正面 | 120 |
芯片背面 | 122 |
第一端面 | 140,340 |
第二端面 | 142,342 |
电路结构 | 180,380 |
热沉 | 182,382 |
绝缘隔板 | 184,384 |
凹槽 | 244,344 |
凸起 | 3840 |
反射杯 | 49 |
收容通孔 | 490 |
反射杯底面 | 492 |
临时基板 | 50 |
治具 | 60 |
空腔 | 62 |
入料口 | 64 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1,本发明第一实施例提供的发光二极管封装结构10包括封装胶体11、发光二极管芯片12、荧光粉层13、挡墙14、正贴装电极15以及负贴装电极16。
该封装胶体11由透光材料制成,如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。该封装胶体11包括出光面110以及与该出光面110相对设置的底面112。
该发光二极管芯片12包括芯片正面120以及与芯片正面120相对设置的芯片背面122。该芯片正面120用于出射光线,该芯片背面122用于散发热量。该发光二极管芯片12从封装胶体11的底面112一侧嵌入封装胶体11的实体内,该发光二极管芯片12的芯片正面120朝向封装胶体11的出光面110一侧,该发光二极管芯片12的芯片背面122暴露在封装胶体11的外部。本实施例中,该发光二极管芯片12的芯片背面122与该封装胶体11的底面112均为平坦表面,该发光二极管芯片12的芯片背面122与封装胶体11的底面112位于同一平面上。
该荧光粉层13设置在发光二极管芯片12的芯片正面120上。该荧光粉层13在发光二极管芯片12发出的光的激发作用下产生波长不同于发光二极管芯片12的光。
该挡墙14环绕设置在发光二极管芯片12以及荧光粉层13周围,并围成环状柱体。该挡墙14包括相对设置的第一端面140及第二端面142。该第一端面140朝向封装胶体11的出光面110一侧,该第二端面142远离出光面110一侧而位于相对邻近底面112的一侧。
本实施例中,该挡墙14由透光材料制成,从而避免影响发光二极管封装结构10的出光效率。
该正、负贴装电极15、16分别通过金属线17与发光二极管芯片12的正、负电极(图未示)连接,从而该发光二极管芯片12通过正、负贴装电极15、16从外界获取电能。为方便制作,该正、负贴装电极15、16可为平板状,该正、负贴装电极15、16设置在封装胶体11的底面112上,且该正、负贴装电极15、16分别从封装胶体11的底面112一侧嵌入封装胶体11。
图2所示为可与发光二极管封装结构10配合使用的电路板18,该电路板18包括电路结构180、热沉182以及隔离该电路结构180和热沉182的绝缘隔板184。
图3所示为将发光二极管封装结构10组装至电路板18上的示意图。该电路结构180与发光二极管封装结构10的正、负贴装电极15、16电连接以提供电能。该热沉182由热传导效率高的材料制成,如金属。该热沉182贯穿电路板18的两侧,以用于接收来自发光二极管芯片12的热量并将热量传导至电路板18的相对远离发光二极管芯片12的一侧。该绝缘隔板184由绝缘材料制成,用于将电路结构180与热沉182隔开。该绝缘隔板184可由反光材料制成,从而将来自发光二极管芯片12的光线反射向封装胶体11的出光面110,以提高出光效率。
由于发光二极管芯片12的底面122暴露在封装胶体11的外部,当发光二极管封装结构10被贴装至电路板18上时,该发光二极管芯片12产生的热量可直接借助电路板18上的热沉182传至外部环境,从而散热效果可以有效提升。当然,为进一步提高散热效率,还可在热沉182的相对远离发光二极管芯片12的一侧设置散热片、热管等散热装置来加以辅助。
参见图4,本发明第二实施例提供一种发光二极管封装结构20。
该发光二极管封装结构20与发光二极管封装结构10大体相同,该发光二极管封装结构20包括封装胶体21、发光二极管芯片22、荧光粉层23、挡墙24、正贴装电极25以及负贴装电极26。与发光二极管封装结构10的不同之处在于,该挡墙24局部覆盖正贴装电极25以及负贴装电极26,从而可加强该发光二极管封装结构20的贴装电极结合强度,进一步提高可靠度。
参见图5,本发明第三实施例提供一种发光二极管封装结构30以及电路板38。
该发光二极管封装结构30与发光二极管封装结构20大体相同,该发光二极管封装结构30包括封装胶体31、发光二极管芯片32、荧光粉层33、挡墙34、正贴装电极35以及负贴装电极36。与发光二极管封装结构20的不同之处在于,该挡墙34的第二端面342上还设置有凹槽344。该凹槽344由挡墙34的第二端面342向第一端面340延伸。
该电路板38的结构与电路板18大体相同,该电路板38包括电路结构380、热沉382以及隔离该电路结构380和热沉382的绝缘隔板384。与电路板18的不同之处在于,该绝缘隔板384还包括与凹槽344形状相同的凸起3840,该凸起3840位于绝缘隔板384的相对邻近发光二极管封装结构30的一侧。当发光二极管封装结构30组装至电路板38上时候,该凸起3840嵌入凹槽344中,从而有效加强电路板38与发光二极管封装结构30之间的结合强度。
参见图6,本发明第四实施例提供一种发光二极管封装结构40。
该发光二极管封装结构40与发光二极管封装结构20大体相同,该发光二极管封装结构40包括封装胶体41、发光二极管芯片42、荧光粉层43、挡墙44、正贴装电极45以及负贴装电极46。
与发光二极管封装结构20的不同之处在于,该发光二极管封装结构40还包括反射杯49,该反射杯49呈环状围成一收容通孔490,该收容通孔490将封装胶体41、发光二极管芯片42、荧光粉层43以及挡墙44收容在内,且该收容通孔490位于封装胶体41的出光面410一侧的开口口径大于该收容通孔490位于封装胶体41的底面412一侧的开口口径。
本实施例中,该反射杯49包括位于封装胶体41的底面412一侧的反射杯底面492,该正、负贴装电极45、46设置在反射杯49的反射杯底面492上。
需要说明的是,上述各发光二极管封装结构的芯片背面与封装胶体的底面也可位于不同平面上,所述挡墙结构的实体内部还可形成有荧光粉材料,以进一步调整发光二极管封装结构的出光波长。此外,上述各个实施例中的不同技术特征也可相互组合成新的封装结构,再次不再赘述。
本发明还提供一种发光二极管封装结构20的制造方法,包括以下步骤。
第一步,参见图7,提供一临时基板50,将一发光二极管芯片22设置在临时基板50上,在临时基板50上发光二极管芯片22的两侧分别设置正、负贴装电极25、26,并使该正、负贴装电极25、26分别与发光二极管芯片22相隔离。
第二步,在临时基板50上形成一挡墙24,使该挡墙24环绕发光二极管芯片22并将发光二极管芯片22与正、负贴装电极25、26隔开。参见图8,本实施例采用治具60罩设在发光二极管芯片22上方,并在发光二极管芯片22两侧预留空腔62以及与空腔62相通的入料口64。经由该入料口64填充材料至空腔62内并固化后便可形成如图9所示的挡墙24。
第三步,将发光二极管芯片22的正、负电极(图未示)分别与正、负贴装电极25、26电连接。参见图10,本实施例采用金属线27电连接发光二极管芯片22与正、负贴装电极25、26。
第四步,在发光二极管芯片22的用于出射光线的芯片正面220形成一荧光粉层23,如图11所示。
第五步,用透光的封装胶体21覆盖发光二极管芯片22、挡墙24、荧光粉层23以及正、负贴装电极25、26,如图12所示。
第六步,去除临时基板50,得到发光二极管封装结构20,如图13所示。
需要说明的是,为了时挡墙24具有光波长转换的功能,可在上述第二步中经由该入料口64填充掺杂有荧光粉的透光材料至空腔62内,进而固化形成挡墙24。
此外,上述发光二极管封装结构制作方法还可在第六步去除临时基板50后,再在挡墙24的未被封装胶体21覆盖的端面上形成凹槽244,如图14所示。
可以理解的是,本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化,只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种光源装置,包括发光二极管封装结构以及电路板,所述发光二极管封装结构,包括封装胶体、发光二极管芯片、荧光粉层、挡墙、正贴装电极以及负贴装电极,该封装胶体包括相对设置的出光面以及底面;该发光二极管芯片包括用于出射光线的芯片正面以及与该芯片正面相对设置的芯片背面,该荧光粉层设置在发光二极管芯片的芯片正面上;该挡墙环绕该发光二极管芯片以及该荧光粉层设置;该发光二极管芯片、荧光粉层以及挡墙从封装胶体的底面一侧嵌入封装胶体,该发光二极管芯片的芯片正面以及荧光粉层朝向封装胶体的出光面一侧,该发光二极管芯片的芯片背面暴露出该封装胶体的底面;该正、负贴装电极分别与该发光二极管芯片的正、负电极连接,其特征在于:该电路板包括电极结构、热沉以及隔离该电极结构和热沉的绝缘隔板;该二极管封装结构设置在电路板上,该发光二极管封装结构的正贴装电极、负贴装电极分别与电路板的电极结构相接,该发光二极管封装结构的发光二极管芯片背面与热沉相接,该发光二极管封装结构的环状挡墙包括相对设置的第一端面及第二端面,该第一端面朝向封装胶体的出光面一侧,该第二端面相对远离封装胶体的出光面一侧,该挡墙的第二端面上形成有凹槽,该凹槽由挡墙的第二端面向第一端面延伸,该绝缘隔板还包括与凹槽形状相同的凸起,该凸起位于绝缘隔板的相对邻近发光二极管封装结构的一侧,当发光二极管封装结构组装至电路板上时,该凸起嵌入凹槽中。
2.如权利要求1所述的光源装置,其特征在于,该绝缘隔板由反光材料制成。
3.一种发光二极管封装结构的制作方法,包括步骤:
提供一临时基板,将一发光二极管芯片设置在临时基板上,在临时基板上发光二极管的两侧分别设置正、负贴装电极,并使该正、负贴装电极分别与发光二极管芯片相隔离;
在临时基板上形成一挡墙,使该挡墙环绕发光二极管芯片并将发光二极管芯片与正、负贴装电极隔开;
将发光二极管芯片的正、负电极分别与正、负贴装电极电连接;
在发光二极管芯片的用于出射光线的芯片正面形成一荧光粉层;
用透光的封装胶体覆盖发光二极管芯片、挡墙、荧光粉层以及正、负贴装电极;
去除临时基板。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装结构制作方法,其特征在于,所述在临时基板上形成的挡墙是采用掺杂有荧光粉的透光材料制成。
5.如权利要求3所述的发光二极管封装结构制作方法,其特征在于,该制作方法在去除临时基板后,再在挡墙的未被封装胶体覆盖的端面上形成凹槽。
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