CN203386751U

CN203386751U - 基于硅基的led模组多层叠加结构

Info

Publication number: CN203386751U
Application number: CN201320420341.5U
Authority: CN
Inventors: 林洺锋; 韦嘉; 徐振雷; 梁润园; 张春旺; 胡丹; 包厚华
Original assignee: Guangdong Zhouming Energy Conservation Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Zhouming Energy Conservation Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2023-07-15

Abstract

本实用新型公开了一种基于硅基的LED模组多层叠加结构，本实用新型的基于硅基的LED模组多层叠加结构，包括光源模组层和驱动模组层，光源模组层包括上基板和LED芯片，LED芯片设置于上基板的第一凹槽内，驱动模组层包括下基板和驱动IC，驱动IC设置于下基板的第二凹槽内，然后上基板和下基板叠加在一起，上、下基板的电器元件连接采用第一导线和第二导线由导电的焊料电连接；本实用新型的这种集成的设计更具灵活性、模组占位面积减少、灯具组装简化、减低电连接功率损耗而提升功率、系统体积更小、省去支架及封装成本、减低机械连接热阻提升散热效果方便快捷。

Description

基于硅基的LED模组多层叠加结构

技术领域

本实用新型涉及LED照明领域，尤其涉及一种基于硅基的LED模组多层叠加结构。

背景技术

目前LED封装指将LED芯片固于支架上，于LED芯片及支架以金线作电连接，再以硅胶作密封。在装配灯具的时候，将LED封装以SMT模式组装在基板上成为光模组。将光模组、驱动电路模组、外壳、光学元件等组合在一起。此种组合方式各组件独立设计，组合困难，由于尺寸不统一，连接口位置和连接机制没有规范，各组件应用尺寸较大元器件、缩减尺寸十分困难，而且现有技术不能实现将光模组及驱动模组叠加连接为一体模组化。

实用新型内容

本实用新型提供一种减少LED封装支架、减少了驱动与整流管封装的LED模组多层叠加结构。

为了实现上述目的，本实用新型提出的解决技术方案为：一种基于硅基的LED模组多层叠加结构，包括光源模组层和驱动模组层，光源模组层和驱动模组层叠加且由焊料焊接；所述光源模组层包括上基板和LED芯片，所述上基板与驱动模组层相背一侧表面设有第一凹槽，所述LED芯片设置于第一凹槽内，所述上基板上布置有第一导线，LED芯片设置有引脚，第一导线的一端与LED芯片的引脚电连接；所述驱动模组层包括下基板和驱动IC，所述下基板与所述光源模组层相对一侧表面设有第二凹槽，所述驱动IC设置于第二凹槽内，所述下基板上布置有第二导线，驱动IC设置有引脚，第二导线的一端与驱动IC的引脚电连接；焊料为导电焊料，上基板上的第一导线的另一端和下基板上的第二导线的另一端通过导电焊料电接触。

其中，所述下基板相对所述光源模组层的一侧表面设有至少一个第三凹槽，第三凹槽内容置所述导电的焊料。

其中，所述第三凹槽包括多个，在下基板的截面上所述多个第三凹槽呈锯齿状排布。

其中，所述上基板沿厚度方向设有穿过所述第一导线的通孔，上基板带有通孔处的下表面设有第四凹槽。

其中，所述第二凹槽内设置填充胶，驱动IC位于填充胶内。

本实用新型的有益效果为：区别于现有技术的LED封装指将芯片固于支架上，于芯片及支架以金线作电连接，再以硅胶作密封，本实用新型的基于硅基的LED模组多层叠加结构，包括光源模组层和驱动模组层，所述光源模组层和驱动模组层焊接，光源模组层包括上基板和LED芯片,LED芯片设置于上基板的第一凹槽内，驱动模组层包括下基板和驱动IC，驱动IC设置于下基板的第二凹槽内，然后上基板和下基板叠加在一起，上、下基板的电器元件连接采用第一导线和第二导线由导电的焊料电连接，这种集成的设计更具灵活性、模组占位面积大大减少、灯具组装大大简化、减低电连接功率损耗、系统体积更小、省去支架及封装成本、减低电连接损耗提升功率、减低机械连接热阻提升散热效果。

附图说明

图1为本实用新型的基于硅基的LED模组多层叠加结构的截面示意图；

图2为本实用新型的基于硅基的LED模组多层叠加结构的制作方法的流程示意图。

图中：1、上基板；11、LED芯片；12、第一凹槽；13、通孔；14、第四凹槽；2、下基板；21、驱动IC；22、第二凹槽；23、第三凹槽；3、焊料；4、导电金属。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1以及图2，本实施方式的一种基于硅基的LED模组多层叠加结构，包括光源模组层和驱动模组层，光源模组层和驱动模组层叠加且由焊料焊接；所述光源模组层包括上基板1和LED芯片11，所述上基板1与驱动模组层相背一侧表面设有第一凹槽12，所述LED芯片11设置于第一凹槽12内，所述上基板1上布置有第一导线，LED芯片11设置有引脚，第一导线的一端与LED芯片11的引脚电连接；所述驱动模组层包括下基板2和驱动IC21，所述下基板2与所述光源模组层相对一侧表面设有第二凹槽22，所述驱动IC21设置于第二凹槽22内，所述下基板2上布置有第二导线，驱动IC21设置有引脚，第二导线的一端与驱动IC的引脚电连接；焊料3为导电的焊料，上基板1上的第一导线的另一端和下基板2上的第二导线的另一端通过导电的焊料3电接触。本实用新型将LED芯片直接与基板连接，大大的提高了散热效率，驱动IC集成在下基板上，可以直接外接电源，无需外接驱动，使用方便，而光源模组层和驱动模组层叠加的方式，大大的减小占位面积，节约空间，同时本实用新型减少了LED封装支架和减少了驱动与整流管的封装，大大的节约成本。

本实施例中，所述下基板2相对所述光源模组层的一侧表面设有至少一个第三凹槽23，第三凹槽23内容置所述导电的焊料3，这样在光源模组层和驱动模组层相互叠加焊接的时候，方便焊料的设置和增加焊接的稳固，进一步的，所述第三凹槽23包括多个，在下基板2的截面上所述多个第三凹槽23呈锯齿状排布，这样进一步增加焊接的稳固，本实施例中，所述的焊料3一般设置的位置是根据具体的布线有关的，根据具体的布线，焊料将光源模组层和驱动模组层之间的导线电连接上，这样可以方便光源模组层和驱动模组层之间的电连接，同时也可以提高生产的速率。

本实施例中，所述上基板1沿厚度方向设有穿过所述第一导线的通孔13，上基板1带有通孔13处的下表面设有第四凹槽14，通孔13可以方便上基板1上的第一导线穿过通孔13与下基板2上的第二导线电连接，而第四凹槽14可以将第一导电线稳固，同时可以增加上、下基板焊接的稳固。而在本实施例中，所述的第一导线和第二导线，一般为导电金属4，根据不同的电路直接设置在上、下基板上，然后上基板上的导电金属4通过通孔13绕到上基板1的靠近下基板 2的一侧，通过导电的焊料3与下基板2上的导电金属4电连接。

本实施例中，所述第二凹槽22内设置填充胶，驱动IC21位于填充胶内，这样可以对驱动IC21进行保护。

为了得到上述的基于硅基的LED模组多层叠加结构，本实用新型公开了一种基于硅基的LED模组多层叠加结构的制作方法，包括，

制作光源模组层的步骤，包括，a1、选取硅基片作为上基板1，采用微加工技术在上基板1表面刻蚀第一凹槽12，同时在上基板1沿厚度方向钻有穿过所述第一导线的通孔13，在上基板带有通孔处的相对下基板一侧表面刻蚀第四凹槽；a2、采用微加工技术在上基板1上根据不同的电路布置第一导线；a3、采用微加工技术在第一凹槽12内设置LED芯片11，LED芯片11的引脚电连接在第一导线的一端，另一端穿过所述通孔13；

制作驱动模组层的步骤，包括，b1、选取硅基片作为下基板2，采用微加工技术在下基板2表面刻蚀第二凹槽22，同时刻蚀至少一个第三凹槽23；b2、采用微加工技术在下基板2上根据不同的电路布置第二导线，在第二凹槽22中设置驱动IC21，驱动IC21的引脚电连接在第二导线的一端，然后向第二凹槽22内注入填充胶将所述驱动IC包裹；

叠加光源模组层和驱动模组层的步骤，包括，c1、在下基板2刻蚀第二凹槽22的表面上包括上、下基板设置第一、第二导电线的另一端对应位置处设置导电焊球（焊料3的一种形态）；本实施力中，第三凹槽23和第四凹槽14内均设置有导电焊球；c2、将制作好的光源模组层的上基板1刻蚀第一凹槽12的背侧表面与下基板2刻蚀第二凹槽22的表面相对适配相叠，熔化导电焊球使光源模组层和驱动模组层焊接在一起并将上、下基板的导电线电连接，在焊接过程中使用焊料表面张力自对准对齐叠加对位方法。

本实施例中，所述第三凹槽23包括多个，下基板2的截面上，多个第三凹槽呈锯齿状，这样进一步增加焊接的稳固。

在本实施例中，上、下基板的上刻蚀第一凹槽12、第二凹槽22、第三凹槽23和第四凹槽14均是在微加工技术下刻蚀的，所述的第一导线和第二导线在上、下基板上的布线，也是在微加工技术下完成的，同样的，LED芯片和驱动IC的封装等也是在微加工技术下完成的，而微加工技术(Micromachining)是建基於微机电系统(Micro Electro-Mechanical System,MEMS)的制作技术，类似于生产半导体的技术如表面微加工、体型微加工等工艺。制作的精确度一般在微米，所以以此技术生产的模组，能准确控制微尺寸刻蚀及布线以对应小颗片封装，成品尺寸可以更小。

本实用新型在上、下基板叠加的时候，采用焊料表面张力自对准对齐叠加对位方法，此方法工艺简单且精确自动对位，而焊料表面张力自对准对齐叠加对位方法为，利用回流焊接（reflow）时焊料表面张力进行自对准是在封装设计中常用的方法，在加温的情况下，通常200-300摄氏度，焊料融化成液体，焊料的表面张力使得焊料液体倾向于向表面最小的形态变形，利用此表面张力，可以使焊料上、下两侧的对应焊盘对正，因此，焊接前的一些误差可以被校准，简化了焊接前的对正工作。

本实用新型的基于硅基的LED模组多层叠加结构的制作方法，以叠加基板方式集成LED芯片与驱动IC的结构，使得基于硅基的LED模组多层叠加结构更具灵活性，可以在第一凹槽或第二凹槽中设配的设置安装需要的电气；叠加后占位面积大大减少，灯具组装大大简化，加快生产和节约原料；由于线路连接点变少，只是通过导电的焊料连接，减低电连接功率的损耗、提升功率，节省电能；本实用新型还省去支架及封装成本、减低机械连接热阻提升散热效果。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种基于硅基的LED模组多层叠加结构，其特征在于，包括光源模组层和驱动模组层，光源模组层和驱动模组层叠加且由焊料焊接；

所述光源模组层包括上基板和LED芯片，所述上基板与驱动模组层相背一侧表面设有第一凹槽，所述LED芯片设置于第一凹槽内，所述上基板上布置有第一导线，LED芯片设置有引脚，第一导线的一端与LED芯片的引脚电连接；

所述驱动模组层包括下基板和驱动IC，所述下基板与所述光源模组层相对一侧表面设有第二凹槽，所述驱动IC设置于第二凹槽内，所述下基板上布置有第二导线，驱动IC设置有引脚，第二导线的一端与驱动IC的引脚电连接；

焊料为导电焊料，上基板上的第一导线的另一端和下基板上的第二导线的另一端通过导电焊料电接触。

2.根据权利要求1所述的基于硅基的LED模组多层叠加结构，其特征在于，所述下基板相对所述光源模组层的一侧表面设有至少一个第三凹槽，第三凹槽内容置所述导电的焊料。

3.根据权利要求2所述的基于硅基的LED模组多层叠加结构，其特征在于，所述第三凹槽包括多个，在下基板的截面上所述多个第三凹槽呈锯齿状排布。

4.根据权利要求2所述的基于硅基的LED模组多层叠加结构，其特征在于，所述上基板沿厚度方向设有穿过所述第一导线的通孔，上基板带有通孔处的下表面设有第四凹槽。

5.根据权利要求1所述的基于硅基的LED模组多层叠加结构，其特征在于，所述第二凹槽内设置填充胶，驱动IC位于填充胶内。