CN102709438A - 一种大功率陶瓷led无线封装结构 - Google Patents

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李革胜
黎云汉
连程杰
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Abstract

本发明涉及一种大功率陶瓷LED无线封装结构。解决现有技术中LED灯采用焊线工艺，增加了工艺成本和材料成本，以及由于焊线电极在发光芯片上方，降低发光芯片出光效率的问题。LED包括基座、两块共晶电极焊盘、发光芯片，以及注塑形成在基座上的灯罩，发光芯片底部两边分别引出有正电极端和负电极端，发光芯片设置在两块共晶电极焊盘上，其中正电极端与一块共晶电极焊盘连接，负电极端与另一块共晶电极焊盘连接。本发明具有的优点是采用无线封装技术，减少了焊线工艺，减少了工艺流程的复杂性，提高了半成本品制作的可靠性，也节约了成本；由于没有焊线在发光芯片上方，提高了出光率。

Description

一种大功率陶瓷LED无线封装结构
技术领域
本发明涉及一种LED灯，尤其是涉及一种减少了工艺流程复杂性、节约成本、提高出光率的大功率陶瓷LED无线封装结构。
背景技术
传统陶瓷大功率LED是先在陶瓷固晶焊盘位置上点上固晶银胶，然后将大功率芯片绑定在其上面，银胶完全固化后把大功率LED芯片牢牢地粘贴在陶瓷焊盘上，再焊线，最后完成封装。传统大功率LED由于是通过银胶固晶，大功率LED工作时，芯片会产生大量的热，热量需要通过银胶导热到陶瓷基座的焊盘上，再由固晶焊盘将热量传到陶瓷基座上来完成散热，由于银胶导热有限，其导热系数大约在20W/MK，整体大功率LED热阻在10－15℃/W，所以整个大功率发光LED散热还是比较差，这样会因散热问题降低了大功率LED的寿命和光效，更无法满足大电流驱动，无法与共晶焊方式相比拟，同时由于使用了银胶固晶，银胶对光有所吸收，会降低出光效率，且增加了焊线工艺，也增加了大功率LED的成本，所谓共晶焊其特点是把镀有锡金的大功率LED芯片直接固定在陶瓷焊盘上，通过高温直接把LED芯片焊在陶瓷焊盘上，大功率LED芯片工作时产生的热量直接由固晶焊盘传到陶瓷板上完成散热，整个大功率LED热阻在4-6℃/W,散热非常好，提高了大功率LED的寿命和出光效率，也可满足大电流驱动，但该种共晶方式还是增加了焊线工艺，使用了金线焊接，也还是增加了工艺成本和材料成本，另外由于焊线电极在出光芯片的上方，这样也会吸收部分光能，和传统的大功率封装具有相同的缺陷，同样也会降低出光效率。
如申请号为201020592059.8，名称为一种LED光源的中国实用新型专利，其包括LED和基座，基座包括低温共烧陶瓷层，低温共烧陶瓷层的第一表面上新车有外接焊盘、打线区和固晶区，低温共烧陶瓷层的内部设有连接外接焊盘与打线区的导通电路，LED固设在固晶区外，LED金线与打线区相连接。该专利采用陶瓷基座，并将LED直接固定在基座上，散热效果好，且结构简单，生产成本低，但该专利的金线设置在LED上方，这样就存在上述的缺点，还是增加了焊线工艺，使用了金线焊接，增加了工艺成本和材料成本，另外由于焊线电极在出光芯片的上方，这样也会吸收部分光能，同样也会降低出光效率。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中LED灯采用焊线工艺，增加了工艺成本和材料成本的问题，另外由于焊线电极在发光芯片上方，降低发光芯片出光效率的问题，提供了一种减少了工艺流程复杂性、节约成本、提高出光率的大功率陶瓷LED无线封装结构。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种大功率陶瓷LED无线封装结构，包括基座、设置在基座上的两块共晶电极焊盘、设置在共晶电极焊盘上的发光芯片，以及注塑形成在基座上的灯罩，所述发光芯片底部两边分别引出有正电极端和负电极端，发光芯片设置在两块共晶电极焊盘上，其中正电极端与一块共晶电极焊盘连接，负电极端与另一块共晶电极焊盘连接。本发明中将发光芯片的正负电极端引出，并使正负电极端分别固定在不同的电极焊盘上，这样就实现了无线焊接。这样不仅省去了焊线工艺，减少了工艺流程复杂性，提高了半成本品制作的可靠性，节约了成本，同时由于在发光芯片上方没有了焊线电极，提高了出光率，避免了因焊线电极吸收部分光能，导致降低出光效率的问题。
作为上一种优选方案，在所述发光芯片的正电极端和负电极端上渡有一层锡金层，所述锡金层的厚度为3um—5um。正负电极端通过锡金焊接在共晶电极焊盘上，使得发光芯片工作时产生的热量直接由共晶电极焊盘传到基座上完成散热。
作为上一种优选方案，所述发光芯片的正电极端和负电极端凸起在发光芯片底部两边上。方便发光芯片的安装。
作为上一种优选方案，在所述发光芯片的正电极端和负电极端之间涂满有各向异性导热导电材料层，发光芯片将各向异性导热导电材料层压在基座上，各向异性导热导电材料层充满正电极端、负电极端、发光芯片和基座构成的空间。当将发光芯片固定在共晶电极焊盘上，发光芯片将向异性导热导电材料层垂直压在基座上，使向异性导热导电材料在垂直方向实现良好的导热导电，水平方向绝缘，这样可实现共晶焊接。
作为上一种优选方案，所述基座为陶瓷基座。陶瓷基座相比传统采用环氧树脂制成的基座具有更好的导热性，同时陶瓷基座还具有良好的绝缘性能，能够很好满足产品设计要求。
作为上一种优选方案，在所述基座的底部上设置有两个引脚，两个引脚分别与两块共晶电极焊盘相连接。引脚包括正极引脚和负极引脚，正负电极端分别固定在不同的电极焊盘上，这样就可以通过这二个不同共晶电极焊盘把它们的电气属性引导到基座背面的引脚上，实现无线焊接。
作为上一种优选方案，所述灯罩为圆弧状，灯罩一体注塑在基座上，所述共晶电极焊盘、发光芯片密封在灯罩内。灯罩一体注塑制作工艺简单，且使得LED灯气密性更好。
作为上一种优选方案，所述灯罩为环氧树脂灯罩。透镜不易吸潮吸水，同时透镜与基座粘结性更好，使得本发明LED灯气密性更好。 
因此，本发明具有的优点是：采用无线封装技术，减少了焊线工艺，减少了工艺流程的复杂性，提高了半成本品制作的可靠性，也节约了成本；由于没有焊线在发光芯片上方，提高了出光率。
附图说明
附图1是本发明的一种侧视结构示意图；
附图2是本发明底部的一种结构示意图。
1-基座  2-灯罩  3-发光芯片  4-共晶电极焊盘  5-锡金层  6-引脚  7-各向异性导热导电材料层。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例： 
本实施例一种大功率陶瓷LED无线封装结构，如图1所示，具有基座1，该基座为陶瓷基座，在基座上设置有两块共晶电极焊盘4，如图2所示，在基座底部上设置有两块引脚6，两块引脚分别为正极引脚和负极引脚，两块共晶电极焊盘分别与两块引脚相连接。在共晶电极焊盘上设有发光芯片3，该发光芯片为大功率发光芯片，在发光芯片底部两边上分别引出有正电极端和负电极端，正电极端和负电极端凸出在发光芯片底部表面上，在正电极端和负电极端上渡有一层锡金层5，该锡金层的厚度为3um，在正电极端和负电极端之间的发光芯片底部上涂满有各向异性导热导电材料层7，发光芯片压在两块共晶电极焊盘4上，正电极端与一块共晶电极焊盘连接，负电极端与另一块共晶电极焊盘连接，通过高温直接将发光芯片焊在共晶电极焊盘上，各向异性导热导电材料层在发光芯片的压力下在充满正电极端、负电极端、发光芯片3和基座1构成的空间内。在基座上一体注塑有灯罩2，该灯罩为环氧树脂灯罩，灯罩为圆弧状，灯罩将共晶电极焊盘、发光芯片密封在基座上。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了基座、共晶电极焊盘、锡金层、发光芯片、各向异性导热导电材料层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1. 一种大功率陶瓷LED无线封装结构，包括基座、设置在基座上的两块共晶电极焊盘、设置在共晶电极焊盘上的发光芯片，以及注塑形成在基座上的灯罩，其特征在于：所述发光芯片（3）底部两边分别引出有正电极端和负电极端，发光芯片设置在两块共晶电极焊盘（4）上，其中正电极端与一块共晶电极焊盘连接，负电极端与另一块共晶电极焊盘连接。
2.根据权利要求1所述的一种大功率陶瓷LED无线封装结构，其特征是在所述发光芯片（3）的正电极端和负电极端上渡有一层锡金层（5），所述锡金层的厚度为3um—5um。
3.根据权利要求1所述的一种大功率陶瓷LED无线封装结构，其特征是所述发光芯片（3）的正电极端和负电极端凸起在发光芯片底部两边上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种大功率陶瓷LED无线封装结构，其特征是在所述发光芯片（3）的正电极端和负电极端之间涂满有各向异性导热导电材料层（7），发光芯片将各向异性导热导电材料层压在基座（1）上，各向异性导热导电材料层（7）充满正电极端、负电极端、发光芯片（3）和基座（1）构成的空间。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种大功率陶瓷LED无线封装结构，其特征是所述基座（1）为陶瓷基座。
6.根据权利要求1所述的一种大功率陶瓷LED无线封装结构，其特征是在所述基座（1）的底部上设置有两个引脚（6），两个引脚分别与两块共晶电极焊盘（4）相连接。
7.根据权利要求1所述的一种大功率陶瓷LED无线封装结构，其特征是所述灯罩（2）为圆弧状，灯罩一体注塑在基座（1）上，所述共晶电极焊盘（4）、发光芯片（3）密封在灯罩内。
8.根据权利要求1或2或3或7所述的一种大功率陶瓷LED无线封装结构，其特征是所述灯罩（2）为环氧树脂灯罩。
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