CN203225275U - 一种led封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LED封装结构，包括，高导热系数铝基板，所述高导热系数铝基板的上表面凸出设置有多个高反光率光学杯，每个所述高反光率光学杯内腔的底面通过高导热固晶银胶连接有发光二极管芯片。该LED封装结构的热阻低、寿命长、出光光效高。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED封装领域，尤其涉及一种LED封装结构。
背景技术
随着电子设备工业的发展，已经研发出了各种具有低能耗的小型、紧凑的节能装置，尤其是LED灯在照明领域被广泛使用。一般地，发光二极管（LED）是利用当电压被施加到半导体上时引起的冷光而产生光的发光元件，该LED发射波长在可见区或者近红外区，且具有高发光率。与相关技术的光源进行比较，LED较小、具有长的寿命期限、具有高能量效率、并且具有低操作电压。
但是现有的LED封装技术，会影响LED等的发光效率，降低光照的使用率，如现有的COB（Chip on board，基板上多芯片封装）LED，是以铝基板PCB作为封装载体，在铝基板上覆盖铜箔，铜箔与铝基板之间用绝缘层隔开，在铜箔上沉金后用绝缘胶固定LED晶片，在焊线完成封装工艺，由于铜箔与铝基板之间存在着一层低导热系数的绝缘层，这种封装方法热阻高，且由于沉金后PCB呈金黄色，吸光严重，导致出光光效低。又如现有的另一种MCOB（Multi-cup on board，多杯基板上封装）LED是在铜箔和绝缘层之间铣个小杯，杯形未做光学处理，把芯片固在铝基板的杯内，但是杯较小，未做处理，且焊盘设计在绝缘层上的铜箔上。将焊线、焊盘都做沉金处理，处理后的焊盘呈金黄色，反光效率差，且极易吸光，降低出光效率。这两种封装结构焊线都是把金线焊接在铜箔上，在LED使用过程中，由于铜与金是不同的物质，在冷热过程中热膨胀系数不一致，导致易分离，造成死灯；第一种COB LED封装结构热阻越大，其在使用过程中，衰减越大，寿命越短；光效低，则电能利用率就低。第二种MCOB LED是直接钻孔，钻孔后杯内反光较差，也制约了出光效率。
为解决上述问题，现有中国专利文献CN202601729U提供了一种LED封装结构，如图1所示，该LED封装结构包括LED晶片1、铜箔3、绝缘层4、铝基板5和金线6，所述绝缘层4一面与铜箔3连接，其另一面与铝基板5连接；所述铜箔3、绝缘层4和铝基板5之间设置有至少一个碗杯7；所述LED晶片1通过导热胶固定在碗杯7的底部的中间位置；通过对碗杯7内侧壁和圆形或矩形的横截面进行抛光镀银处理，提高了碗杯7的内侧壁的光滑度和反光率；使用导热胶将晶片固定在碗杯的下表面，晶片下表面发射的光线会被导热胶中荧光粉2吸收并激发出光线，提高了LED的光照效率；多个LED晶片通过光学拟态，合理布局晶片的位置，使LED整灯出光均匀且无眩光。
上述申请文件中的LED封装结构被称为MRCOB LED（Milling Reflective cup Chip On Board LED，铣有多个光学反射杯的基板上封装LED），该MRCOB LED仍然是采用铝基板为基板的封装工艺。为了降低热阻，在铝基板的绝缘层下加工出一个小杯，加工杯后，为了提高杯内的光滑度和反光率，用电化学原理对金属铝材的杯内做抛光处理，再做电镀镀银处理，最后把晶片固定在杯内。由于绝缘层的吸光导致光源的整体出光光效依然偏低，达不到普通单颗功率LED的出光效率。另外，该MRCOB LED在封装时，将FR-4与晶片设置在同一平面上、或是将FR-4设置在晶片的上方，在LED工作时，由于FR-4材料本身的吸光特性，会吸收一部分光，严重影响晶片的出光，导致整灯的出光光效仍然偏低，达不到普通功率LED的出光效率，对于节能和LED的推广仍然不够理想。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种低热阻、寿命长、出光光效高的LED封装结构。
为达到此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种LED封装结构，包括，高导热系数铝基板，所述高导热系数铝基板的上表面凸出设置有多个高反光率光学杯，每个所述高反光率光学杯内腔的底面通过高导热固晶银胶连接有发光二极管芯片。
其中，所述高反光率光学杯的内腔为倒锥形，其内侧壁的倾斜角度为45°。
其中，所述高反光率光学杯的横截面为圆形或矩形。
其中，所述高反光率光学杯的内侧壁经抛光处理后电镀银层。
其中，所述高导热系数铝基板的上表面设置有电路板层，所述电路板层位于所述高反光率光学杯的周围。
其中，所述电路板层的上表面为白油材质层。
其中，所述电路板层上设置有焊点，所述发光二极管芯片通过连接电路的金线与所述焊点连接。
其中，所述发光二极管芯片位于所述高反光率光学杯的底部的中间位置。
其中，所述发光二极管芯片通过串联或并联的方式连接。
其中，所述发光二极管芯片上涂覆有荧光胶。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的LED封装结构，通过在高导热系数铝基板上凸出设置有多个高反光率光学杯，并将发光二极管芯片通过高导热固晶银胶连接在高反光率光学杯内腔的底面，将发光二极管芯片直接固定在高导热系数铝基板上，不仅可以降低发光二极管芯片与高导热系数铝基板之间的通道的热阻，将发光二极管芯片到高导热系数铝基板底部的热阻降低2度/瓦，又可以很好地提升发光二极管的使用寿命。另外，该LED封装结构通过将高反光率光学杯的内腔设置为倒锥形，并使内侧壁的倾斜角度为45°，且对内侧壁进行抛光处理后电镀银层，这可提高高反光率光学杯的内侧壁对发光二极管芯片 发出的光的反射率，提高LED封装结构的出光光效；又将电路板层设置于高反光率光学杯的周围的高导热系数铝基板上，在该LED封装结构在封装后，避免了电路板层对发光二极管芯片发出的光的吸收，进一步提高了LED封装结构的出光光效。其中，电路板层的上表面为白油材质层，可以达到无吸光，且可以均匀反射折射光，改善了光斑，又可以再次提高光效。该LED封装结构的多个高反光率光学杯中的发光二极管芯片按照光学出光最佳原理均匀分布，合理布局发光二极管芯片的分布位置，使发光二极管芯片在发光面内出光均匀，光学更加柔和且无眩光，有利于LED在照明领域的推广。
附图说明
图1是现有的MRCOB LED封装结构示意图；
图2是本实用新型的COBP LED封装结构示意图。
图中：1-LED晶片；2-绝缘胶与荧光粉混合物；3-铜箔；4-绝缘层；5-铝基板；6-金线；7-碗杯；8-高导热系数铝基板；9-高反光率光学杯；10-电路板层；11-高导热固晶银胶；12-发光二极管芯片；13-连接电路的金线；14-焊点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图2所示，一种LED封装结构，包括，高导热系数铝基板8，高导热系数铝基板8的上表面凸出设置有多个高反光率光学杯9，每个高反光率光学杯9内腔的底面通过高导热固晶银胶11连接有发光二极管芯片12，发光二极管芯片12位于高反光率光学杯9的底部的中间位置。该LED封装结构，通过在高导热系数铝8基板上凸出设置有多个高反光率光学杯9，并将发光二极管芯片12通过高导热固晶银胶11连接在高反光率光学杯9内腔的底面，且位于中间位置，通过高导热固晶银胶11将发光二极管芯片12直接固定在高导热系数铝基板8 上，不仅可以降低发光二极管芯片12与高导热系数铝基板8之间的通道的热阻，将发光二极管芯片12到高导热系数铝基板8底部的热阻降低2度/瓦，又可以很好地提升发光二极管的使用寿命，将该LED封装结构配合进一步的散热设计，可以达到10000小时0光衰，使用寿命达6万小时以上。
该LED封装结构称为COBP LED(Chip On Board Protruding Light Emitting Diode，基板表面设置有多个凸出的高反光率光学杯的多芯片封装结构)，其中，高反光率光学杯9的内腔为倒锥形，其内侧壁的倾斜角度为45°，且该内侧壁经抛光处理后电镀银层；这可提高高反光率光学杯9的内侧壁对发光二极管芯片12发出的光的反射率，提高LED封装结构的出光光效。进一步地，高反光率光学杯9的横截面为圆形或矩形，使得内侧壁对发光二极管芯片12的反射在各处均匀，提高该LED封装结构的出光光效，在相同的功率情况下，可以提升该LED封装结构的整灯的光通量，在要求相同光通量的使用场所，又能降低能耗。
其中，高导热系数铝基板8的上表面设置有电路板层10，电路板层10位于高反光率光学杯9的周围，电路板层10的上表面为白油材质层。在该LED封装结构在封装后，避免了由于电路板层位于发光二极管芯片12的上方或者处于同一平面时，对发光二极管芯片12发出的光的吸收，进一步提高了LED封装结构的出光光效。优选的，电路板层10为FR-4材料等级的电路板，其上表面为白油材质层，可以达到无吸光，且可以均匀反射折射光，改善了光斑，又可以再次提高光效。
在本实用新型中，电路板层10上设置有焊点14，发光二极管芯片12通过连接电路的金线13与焊点14连接。而且，发光二极管芯片12通过串联或并联的方式连接。发光二极管芯片12上涂覆有荧光胶。该LED封装结构的电路板层根据实际所需的功率和光通量来设计，同时，根据电源参数设计发光二极管 芯片12的串联或并联连接，使得该LED封装结构可以适用于通用的驱动电源，为LED的下游成品应用降低成本。
本实用新型的LED封装结构的多个高反光率光学杯9的内腔的大小，按照合理的光学效果设计，其内腔中设置的发光二极管芯片12按照光学出光最佳原理均匀分布，合理布局发光二极管芯片12的分布位置，使发光二极管芯片12在发光面内出光均匀，实现点面分布出光，使得光线更加柔和且无眩光，有利于LED在照明领域的推广。
本实用新型中LED封装结构的封装工艺为：
步骤一：线路板设计，根据所需的功率和光通量，设计COBP的高导热系数铝基板8与电路板层10，根据电源情况设计COBP的发光二极管芯片12的串联或并联情况，做到适合普通电源，为LED的下游成品应用降低成本；
步骤二：COBP的高导热系数铝基板8的工艺设计，在高导热系数铝基板8上根据光学效果最佳的原理设置凸起的多个高反光率光学杯9，并将高反光率光学杯9的横截面设置成圆形，使高反光率光学杯9的内腔设置成倒锥形，其内侧壁的倾斜角为45°，并对内侧壁抛光处理与镀银处理；
步骤三：在高反光率光学杯9中固晶，使用高导热固晶银胶11将发光二极管芯片12固定在高反光率光学杯9的内腔的底部中间位置，再通过烤箱加热，使高导热固晶银胶11固化，从而达到固定发光二极管芯片12的目的；
步骤四：固晶完成后，做焊线作业，将发光二极管芯片12的正负极分别连接到电路板层上的分别对应的焊点14处，使发光二极管芯片12之间串联连接；
步骤五：发光二极管芯片12上涂覆荧光胶，荧光胶固化后，再外面涂覆层外封胶水；完成产品封装作业。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解 释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LED封装结构，包括，高导热系数铝基板（8），其特征在于：所述高导热系数铝基板（8）的上表面凸出设置有多个高反光率光学杯（9），每个所述高反光率光学杯（9）内腔的底面通过高导热固晶银胶（11）连接有发光二极管芯片（12）。
2.根据权利要求1所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述高反光率光学杯（9）的内腔为倒锥形，其内侧壁的倾斜角度为45°。
3.根据权利要求2所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述高反光率光学杯（9）的横截面为圆形或矩形。
4.根据权利要求2所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述高反光率光学杯（9）的内侧壁经抛光处理后电镀银层。
5.根据权利要求1所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述高导热系数铝基板（8）的上表面设置有电路板层（10），所述电路板层（10）位于所述高反光率光学杯（9）的周围。
6.根据权利要求5所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述电路板层（10）的上表面为白油材质层。
7.根据权利要求6所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述电路板层（10）上设置有焊点（14），所述发光二极管芯片（12）通过连接电路的金线（13）与所述焊点（14）连接。
8.根据权利要求1所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述发光二极管芯片（12）位于所述高反光率光学杯（9）的底部的中间位置。
9.根据权利要求1所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述发光二极管芯片（12）通过串联或并联的方式连接。
10.根据权利要求1所述的一种LED封装结构，其特征在于：所述发光二极管芯片（12）上涂覆有荧光胶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131002 Termination date: 20160111 |