CN203910795U - 一种系统级led封装器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种系统级LED封装器件（100），其包括LED芯片（101）和硅基板，其特征在于，所述硅基板包括两块上下设置的硅基板1（102）和硅基板2（103），所述LED芯片（101）和功能控制元件（104）分别设置在所述硅基板1（102）和所述硅基板2（103）上，使得所述系统级LED封装器件（100）实现高度集成化。本实用新型将驱动与LED集成到一起，无需外置电路，直接交流电点亮LED，可形成高集成度的封装器件，缩小整个系统的体积，并且可同时具有多种功能，可广泛的应用于各种灯具中。

Description

一种系统级LED封装器件

技术领域

本实用新型涉及一种LED封装器件，尤其涉及一种系统级LED封装器件。

背景技术

近年来，白光LED发展迅速，以其节能、环保、寿命长等优势，将逐渐占据整个照明市场，被称为21世纪新一代光源。现今LED应用大多应用直流驱动，需要一个电源转换器，将交流电转换为直流电，而电源转化器的引入，首先会造成LED寿命的降低；其次会使得电路复杂。违背了现今半导体产业通过技术设计、封装工艺，使得电子元器件更微型化、小型化的过程。并且一般驱动电路体积较大，会占据灯具内部空间，不容易将灯具做小。且驱动电路与LED基板之间需要外部走线连接，工序繁多复杂。

中国专利CN202852470U公开了一种新型LED芯片模块，采用COB集成封装结构，并集成了驱动电路，实现了LED模块的集成化。但是由于该实用新型是将所有元件都集成在同一块铝基板或铜基板的一面，本来LED芯片发热量就比较大，加之与其他电气元件一同设置在铝基板或铜基板上，不利于散热，而且基板表面的线路布置比较复杂。

实用新型内容

本实用新型针对以上现有技术之不足，提供了一种系统级LED封装器件，其包括LED芯片和硅基板，其特征在于，所述硅基板包括两块上下设置的第一硅基板和第二硅基板，所述LED芯片和功能控制元件分别以固晶、表面贴装、软封装、引脚式封装、微型封装、双列直插式封装和/或功率型封装的方式设置在第一硅基板和第二硅基板上，使得所述系统级LED封装器件实现高度集成化。

根据一个优选实施方式，所述LED芯片是集成半导体器件，所述功能控制器件是裸片器件，并且所述功能控制器件以粘合连接的方式固定在所述第二硅基板上。

根据一个优选实施方式，所述第一硅基板和所述第二硅基板上分别设有以扩散、离子注入或蚀刻的方式形成的电路层，使得所述功能控制元件与所述LED芯片形成电气连接。

根据一个优选实施方式，所述功能控制元件包括控制IC、电阻、电容、整流桥和/或MOSFET，使得所述第二硅基板能够实现对谐波、效率、功率因数和/或频闪的控制。

根据一个优选实施方式，所述第二硅基板是平面硅基板或带凹槽的硅基板，并且所述功能控制元件固定在所述第二硅基板的平面或凹槽内。

根据一个优选实施方式，所述第二硅基板上设有硅树脂层，所述硅树脂层覆盖在所有所述功能控制元件上。

根据一个优选实施方式，所述功能控制元件包括晶体管、二极管、电阻和电容，使得所述第二硅基板能够实现对谐波、效率、功率因数和/或频闪的控制。

根据一个优选实施方式，所述第二硅基板是硅晶片或由砷化镓制成的基板。

根据一个优选实施方式，在所述第一硅基板和所述第二硅基板上对应设置有通孔，并且所述通孔注满有金属导电物质，使得LED芯片和所述功能控制元件形成电气连接。

根据一个优选实施方式，所述第一硅基板和所述第二硅基板通过有机粘合剂连接固定。

本实用新型将驱动与LED集成到一起，无需外置电路，直接交流电点亮LED，可形成高集成度的封装器件，缩小整个系统的体积，并且可同时具有多种功能，可广泛的应用于各种灯具中。本实用新型通过上下设置的两块硅基板对LED进行封装，将LED芯片与其他电气元件或功能元件分别设置在两块硅基板上，有利于散热。而且，硅基板本身就具有较高的热导率，相比于其他铝基板或铜基板能更快地将热量传递出去。除此之外，硅基板成本低、化学惰性和不透水性好、理想的机械性能、良好的一致性和可控性。

附图说明

图1是本实用新型的系统级LED封装器件的剖视图；

图2是本实用新型的系统级LED封装器件的局部剖视图；

图3是本实用新型的系统级LED封装器件的局部剖视图；

图4是本实用新型的系统级LED封装器件的剖视图；和

图5是本实用新型的系统级LED封装器件的局部剖视图。

附图标记列表

100：系统级LED封装器件    101：LED芯片    102：第一硅基板

103：第二硅基板    104：功能控制元件    105：硅树脂层

106：通孔

具体实施方式

下面结合附图具体说明本实用新型。

图1示出了本实用新型的系统级LED封装器件100，其包括LED芯片101和硅基板。硅基板包括两块上下设置的第一硅基板102和第二硅基板103。两块硅基板具有彼此相互匹配的形状和尺寸，以保证系统级LED封装器件100整体造型上的一致。LED芯片101和功能控制元件104分别以表面贴装、软封装、引脚式封装、微型封装、双列直插式封装和/或功率型封装的方式设置在第一硅基板102和第二硅基板103上，使得系统级LED封装器件100实现高度集成化。软封装是指将芯片直接粘结在特定的PCB印制板上，通过焊接线连接成特定的字符或阵列形式，并将LED芯片和焊线用透明树脂保护，组装在特定的外壳中。引脚式封装，常见的有将LED芯片固定在2000系列引线框架上，焊好电极引线后，用环氧树脂包封成一定的透明形状。这种封装方式可以获得不同的出光角度：15°、30°、45°、60°、90°、120°等，易于自动化生产。微型封装即贴片封装是将LED芯片粘结在微小型的引线框架上，焊好电极引线后，经注塑成型，出光面一般用环氧树脂包封。双列直插式封装，用类似于IC封装的铜质引线框架固定芯片，并焊接电极引线后用透明环氧包封。功率型封装的特点是粘结芯片的底腔较大，具有镜面反射能力，导热系数高，并且有足够低的热阻，使得芯片的热量被快速地引到器件外，使芯片与环境温度保持较低的温差。如图2所示，LED芯片101通过金线进行串并联连接，并以固晶的方式被固定在第一硅基板102上。LED芯片101是集成半导体器件，功能控制器件104是裸片器件，并且功能控制器件104以粘合连接的方式固定在第二硅基板103上。

根据一个优选实施方式，第一硅基板102和第二硅基板103上分别设有以扩散、离子注入或蚀刻的方式形成的电路层，使得功能控制元件104与LED芯片101形成电气连接。由扩撒、离子注入或蚀刻方式形成的电路层其电路体积小、厚度薄，并且其引出线和焊接点的数目相比于一般电路也大大减小，节省产品的结构空间，有利于实现LED封装器件的高度集成化。

根据一个优选实施方式，功能控制元件104包括控制IC、电阻、电容、整流桥和/或MOSFET，使得第二硅基板能够实现对谐波、效率、功率因数和/或频闪的控制。上述功能控制元件以裸片的形式被集成到第二硅基板上，不仅节省产品空间，而且集多种功能于一身，实现了LED封装器件的高度集成化。

第二硅基板103是平面硅基板或带凹槽的硅基板，使得功能控制元件104固定在第二硅基板103的平面或凹槽内。如图3所示的带凹槽的第二硅基板103，其凹槽具有足以容纳功能控制元件104的空间。第二硅基板103上设有硅树脂层105。硅树脂层105覆盖在所有功能控制元件104上并水平充满第二硅基板103的凹槽，将外界空气与功能控制元件104隔开，保护第二硅基板103上的电路层和功能控制元件104不被破坏。硅树脂是一种热固性材料，受热不易变形，能有效保护第二硅基板103上的功能控制元件104不被挤压破坏，并且硅树脂层具有优良的热氧化性能和绝缘性能，可以在宽的温度和频率范围内均能保持良好的绝缘性能。

图4和图5是本实用新型的另一个优选实施方式。在本实施方式下，功能控制元件104包括晶体管、二极管、电阻和电容，使得第二硅基板103能够实现对谐波、效率、功率因数和/或频闪的控制。并且第二硅基板103是硅晶片或由砷化镓制成的基板。晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件按照一定的电路连接，嵌入在硅晶片或由砷化镓制成的基板上，以实现控制IC、电阻、电容、整流桥、MOSFET等原件的功能替代，实现LED封装器件的高度集成化。

参见图1和图4，在第一硅基板102和第二硅基板103上对应设置有通孔106，并且通孔106注满有金属导电物质，使得LED芯片101和功能控制元件104形成电气连接。

根据一个优选实施方式，第一硅基板102和第二硅基板103通过有机粘合剂连接固定。本实用新型所使用的有机粘合剂可以是有机硅胶粘剂，其具有良好的抗震性能，能够起到防震抗震的作用，并且其耐高低温、防水防潮。

本实用新型至少具有以下优点：

1、本实用新型的系统级LED封装器件“灯驱一体”，体积小、集成度高，利于LED器件的小型化生产。

2、本实用新型的系统级LED封装器件用硅作基板，散热效率高，能够在满足LED封装器件高集成的情况下同时保证良好的散热效果。

3、本实用新型的系统级LED封装器件的硅基板分上下两块分别设置，将LED芯片和功能控制元件或电气元件分别设置在上下两块基板上，使得LED芯片能够形成更大的出光面，使其不在受空间大小的限制。并且，驱动电路元件与LED芯片分开设置，由于热源分散开来，有利于产品的散热。

4、本实用新型的系统级LED封装器件的功能控制元件均以裸片的形式固定硅基板上，节省了产品空间，利于LED封装器件的小型化和高度集成化。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种系统级LED封装器件（100），其包括LED芯片（101）和硅基板，其特征在于，

所述硅基板包括两块上下设置的第一硅基板（102）和第二硅基板（103），

所述LED芯片（101）和功能控制元件（104）分别以固晶、表面贴装、软封装、引脚式封装、微型封装、双列直插式封装和/或功率型封装的方式设置在所述第一硅基板（102）和所述第二硅基板（103）上。

2.如权利要求1所述的系统级LED封装器件（100），其特征在于，所述LED芯片（101）是集成半导体器件，所述功能控制器件（104）是裸片器件，并且所述功能控制器件（104）以粘合连接的方式固定在所述第二硅基板（103）上。

3.如权利要求2所述的系统级LED封装器件（100），其特征在于，所述第一硅基板（102）和所述第二硅基板（103）上分别设有以扩散、离子注入或蚀刻的方式形成的电路层，使得所述功能控制元件（104）与所述LED芯片（101）形成电气连接。

4.如权利要求3所述的系统级LED封装器件（100），其特征在于，所述功能控制元件（104）包括控制IC、电阻、电容、整流桥和/或MOSFET，使得所述第二硅基板能够实现对谐波、效率、功率因数和/或频闪的控制。

5.如权利要求4所述的系统级LED封装器件（100），其特征在于，所述第二硅基板（103）是平面硅基板或带凹槽的硅基板，并且所述功能控制元件（104）固定在所述第二硅基板（103）的平面或凹槽内。

6.如权利要求5所述的系统级LED封装器件（100），其特征在于，所述第二硅基板（103）上设有硅树脂层（105），所述硅树脂层（105）覆盖在所有所述功能控制元件（104）上。

7.如权利要求3所述的系统级LED封装器件（100），其特征在于，所述功能控制元件（104）包括晶体管、二极管、电阻和电容，使得所述第二硅基板（103）能够实现对谐波、效率、功率因数和/或频闪的控制。

8.如权利要求7所述的系统级LED封装器件（100），其特征在于，所述第二硅基板（103）是硅晶片或由砷化镓制成的基板。

9.如权利要求1至8之一所述的系统级LED封装器件（100），其特征在于，在所述第一硅基板（102）和所述第二硅基板（103）上对应设置有通孔（106），并且所述通孔（106）注满有金属导电物质，使得LED芯片（101）和所述功能控制元件（104）形成电气连接。

10.如权利要求1至8之一所述的系统级LED封装器件（100），其特征在于，所述第二硅基板（102）和所述第二硅基板（103）通过有机粘合剂连接固定。