CN201868429U - 一种内嵌式发光二极管封装结构 - Google Patents

一种内嵌式发光二极管封装结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种发光二极管封装结构,所述LED封装结构由下至上包括:导热基板、绝缘层、印刷电路层,所述印刷电路层设有正负电极图形区,所述正负电极图形区上设有电极引线焊点,所述LED封装结构还包括LED芯片,LED芯片上设有P、N极,所述P、N极通过金线与电极引线焊点相连;导热基板表面设有数个相同的凹坑,形成凹坑阵列;每个凹坑内设有LED芯片;每个凹坑正上方设有一聚光透镜,聚光透镜与凹坑之间填充有透明硅胶。由于本实用新型直接在散热基板表面设置凹坑,将LED芯片通过导热胶固定在凹坑底部,然后对其实现封装,不仅简化了封装工艺,节省了封装材料,降低了封装成本,而且更有利于导热和散热,提高产品的生产效率和使用寿命。

Description

一种内嵌式发光二极管封装结构
技术领域
[0001] 本实用新型属于半导体照明领域,具体涉及一种内嵌式发光二极管封装结构。 背景技术
[0002] 近年来,发光二极管(LED)正逐渐被运用于照明领域,因其具有高效率、高亮度、 体积小、使用寿命长、耗电量低、环保等优点,有望取代传统白炽灯、日光灯、卤素灯等传统 照明光源,将成为广泛应用的优质光源。但是,由于目前市面上的大功率白光发光二极管 (LED)的封装形式主要是以单一 LED芯片独立封装为主,首先将单个LED芯片固化在散热 铜支架上,通过固晶、引线、灌胶等方法封装成单一独立的LED管座,再将LED管座焊接在散 热铝基板上,若是要制作成集成化模块,还必须把铝基板焊接到集成模块上。这种传统的制 作方法不仅花费了大量的人力物力,使制造成本上升,而且由于多层材料的焊接叠加,热阻 变的更大,不利于热量的迅速散去,产生的热量容易使管芯发生劣化现象,导致LED亮度降 低,使用寿命缩短。
发明内容
[0003] 本实用新型目的是提供一种内嵌式发光二极管封装结构,将多个LED芯片直接固 化于内嵌有呈阵列式分布凹坑的金属散热模块上,不仅简化制作工艺,节省材料,降低成 本,而且有利于减小热阻,提高散热效果,从而提高封装后整个模块的可靠性。
[0004] 为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种发光二极管(LED)封装结 构,所述发光二极管封装结构由下至上包括:导热基板、绝缘层、印刷电路层,所述印刷电路 层设有正负电极图形区,所述正负电极图形区上设有电极引线焊点,所述发光二极管封装 结构还包括发光二极管芯片,发光二极管芯片上设有P、N极,所述P、N极通过金线与电极引 线焊点相连;其中,导热基板表面设有数个相同的凹坑,形成凹坑阵列;每个凹坑内设有发 光二极管芯片;每个凹坑正上方设有一聚光透镜,聚光透镜与凹坑之间填充有透明硅胶。
[0005] 上述技术方案中,所述导热基板为金属基板;优选地,导热基板为带散热翅片的金 属基板。
[0006] 上述技术方案中,凹坑表面设有光反射层;优选地,所述光反射层为银膜层,不仅 可以反光,而且导热快,利于散热。
[0007] 上述技术方案中,发光二极管芯片表面涂有荧光粉,以达到通电后出光产生照明 用白光的效果。
[0008] 上述技术方案中,发光二极管芯片通过导热胶粘结于凹坑底部,并通过加热焊接 于凹坑底部固定;有利于导热和散热。
[0009] 上述技术方案中,电极引线焊点表面镀有银层,可确保压焊时欧姆接触良好。
[0010] 上述技术方案中,导热基板表面设有数个相同的凹坑,形成凹坑阵列排布。
[0011] 上述技术方案中,每个凹坑内设有一个发光二极管芯片。
[0012] 上述封装结构对应的封装方法具体封装步骤如下:[0013] 1)在散热基板上设置数个相同的凹坑作为内嵌LED芯片的金属散热模块整体;
[0014] 2)在散热基板表面由下至上对应设置电极绝缘层、正负电极图形,正负电极图形 之间设置电极串并联金属互联线;并确保正负电极区、金属互联线与金属散热模块间绝缘 性良好,防止互联电路短路;
[0015] 3)在正负电极图形区、凹坑区域设置金属银层;
[0016] 4)将LED芯片用导热胶固定于凹坑底部;
[0017] 5)将正负电极与LED芯片的P、N极用金线相连,确保LED芯片电极与对应的正负 电极图形金属互联;
[0018] 6)对引线好的凹坑中的LED芯片进行荧光粉均勻喷涂;
[0019] 7)最后在凹坑正上方盖上透镜并在内埋LED芯片的凹坑中注入透明硅胶,通过加 热固化成型,制作完成所需要的内嵌式发光二极管(LED)集成模块整体。
[0020] 上述技术方案中,步骤1)中,散热基板为金属散热基板,通过冲压的方法设置凹 坑,优选的技术方案中,设置数个相同的凹坑,凹坑呈阵列式分布。
[0021] 上述技术方案中,步骤2)中,采用丝网印刷技术将金属散热基板上各凹坑位所对 应的正负电极图形、电极串并联金属互联线以及电极绝缘层一同印刷至金属散热基板上。
[0022] 上述技术方案中,步骤3)中,采用电镀的方法在正负电极图形区、凹坑区域设置一 金属银层。
[0023] 上述技术方案中,步骤4)中,依次采用点胶、翻晶、扩晶、刺晶、固化的方法将LED 芯片用导热胶固定于阵列分布的凹坑底部。
[0024] 上述技术方案中,步骤5)中,采用金丝球焊机对每个凹坑中的LED芯片进行引线, 确保LED芯片电极与对应的正负电极图形金属互联。
[0025] 上述技术方案所述封装方法可以减少热沉焊接次数,降低热阻,节省材料,降低制 作成本,大大提高产品的生产效率和使用寿命,还可以根据需求,设计成各种集成化封装模 块,用于各种LED灯具的组装。
[0026] 由于上述技术方案运用,本实用新型与现有技术相比具有的优点是:
[0027] 由于本实用新型直接在散热基板表面设置凹坑,将LED芯片通过导热胶固定在凹 坑底部,然后对其实现封装,不仅简化了封装工艺,节省了封装材料,降低了封装成本,而且 更有利于导热和散热,提高产品的生产效率和使用寿命。
附图说明
[0028] 图1是实施例中内嵌阵列式凹坑金属板状散热模块的侧视图;
[0029] 图2是实施例中在内嵌阵列式凹坑金属板状散热模块上集成封装大功率LED模组 的剖视图。
[0030] 其中,1、金属散热薄板;2、电极引线焊点;3、丝网状印刷电路;4、凹坑;5、发光二 极管(LED)芯片;6、银反射层;7、荧光粉;8、金丝焊线;9、透明硅胶;10、聚光透镜;11、印刷 电路绝缘层。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:[0032] 实施例一:参见图1、2所示,一种内嵌式大功率发光二极管(LED)模块,主要包括: 发光二极管(LED)芯片5、印刷电路绝缘层11、丝网状印刷电路层3、带散热翅片的金属薄板 1、聚光透镜10、镀有银反射层6的凹坑4和填充硅胶9,其中:
[0033] 丝网状印刷电路层3,为一般PCB印刷电路层,直接印刷于金属散热薄板1上,该印 刷电路层3与底下金属散热薄板1中间设有印刷电路绝缘层11,保证金属互联线与金属散 热薄板1绝缘,印刷电路绝缘层11表面印刷有铜箔丝网状印刷电路3,铜箔电路由电极引线 焊点2和各焊点金属互联线所组成。
[0034] 镀有银反射层的凹坑4,为带散热翅片的金属薄板1上冲压而成的凹坑,凹坑在散 热薄板1上呈阵列式分布,凹坑内表面电镀有金属银层,作为光反射层6,以提高LED芯片5 的出光效率。LED芯片5通过导热胶焊接于凹坑4底部,因此,LED芯片5工作时所产生的 热量可以直接通过金属散热薄板1快速散去。LED芯片5上的电极可以通过金丝焊线8直 接引线到电极引线焊点2上面,实现金属互联。电极引线焊点2表面镀有银层,确保压焊时 欧姆接触良好。在压焊好的LED芯片5表面喷涂荧光粉7,以达到通电后出光产生照明用白 光的效果。
[0035] 再对金属薄板1中的每个镀银反射层凹坑4正上方盖上聚光透镜10,然后在透镜 10和镀银反射层的凹坑4之间注入透明硅胶9,通过加热固化成型。
[0036] 本实用新型提出了一种内嵌式大功率发光二极管(LED)模块的封装方法,解决了 原有常规的单一大功率发光二极管(LED)晶粒封装方法生产效率低,生产成本高,模块热阻 大的问题,提高产品的亮度和使用寿命。

Claims (9)

1. 一种发光二极管封装结构,所述发光二极管封装结构由下至上包括:导热基板、绝 缘层、印刷电路层,所述印刷电路层设有正负电极图形区,所述正负电极图形区上设有电极 引线焊点,所述发光二极管封装结构还包括发光二极管芯片,发光二极管芯片上设有P、N 极,所述P、N极通过金线与电极引线焊点相连;其特征在于,导热基板表面设有多个凹坑, 每个凹坑内设有发光二极管芯片;每个凹坑正上方设有一聚光透镜,聚光透镜与凹坑之间 填充有透明硅胶。
2.根据权利要求1所述发光二极管封装结构,其特征在于,导热基板为金属基板。
3.根据权利要求1所述发光二极管封装结构,其特征在于,导热基板为带散热翅片的金属基板。
4.根据权利要求1所述发光二极管封装结构,其特征在于,凹坑表面设有光反射层。
5.根据权利要求1所述发光二极管封装结构,其特征在于,发光二极管芯片表面涂有 荧光粉。
6.根据权利要求1所述发光二极管封装结构,其特征在于,发光二极管芯片通过导热 胶粘结于凹坑底部。
7.根据权利要求1所述发光二极管封装结构,其特征在于,电极引线焊点表面镀有银层。
8.根据权利要求1所述发光二极管封装结构,其特征在于,导热基板表面设有多个相 同的凹坑,形成凹坑阵列排布。
9.根据权利要求1所述发光二极管封装结构,其特征在于,每个凹坑内设有一个发光 二极管芯片。
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