CN210518934U

CN210518934U - Led照明电路及其芯片封装结构

Info

Publication number: CN210518934U
Application number: CN201921522721.3U
Authority: CN
Inventors: 朱文斌; 高强; 代勇敏; 段花山; 孔凡伟
Original assignee: Shandong Jingdao Microelectronics Co ltd
Current assignee: Shandong Jingdao Microelectronics Co ltd
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2020-05-12
Anticipated expiration: 2029-09-12

Abstract

本实用新型提供了一种LED照明电路及其芯片封装结构，其中该LED照明电路(10)包括：驱动电路(11)，其包括用于驱动LED照明的多个芯片(12)；以及白色封装体(13)，其具有多个管脚(14)，并且配置成封装所述驱动电路的所述多个芯片中的部分或所有芯片，其中所述封装的部分或所有芯片通过引线框架(15)布置于所述白色封装体(13)内，并且通过金属引线(16)连接到所述白色封装体的所述多个管脚(14)。根据本实用新型的技术方案，可以以简化的方式来提供LED驱动电路，并且由于白色封装体的使用，显著提高发光效果且缓解或消除由于黑色器件造成的黑斑问题。

Description

LED照明电路及其芯片封装结构

技术领域

本实用新型总体上涉及半导体技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种LED照明电路及其芯片封装结构。

背景技术

当前LED器件广泛应用于各种照明电路中，并且为了提高LED照明电路性能和小型化，将LED驱动电路的各种芯片进行封装成为当前研究的方向。另外，现有的LED照明电路中的黑色器件在照明时会造成黑斑，特别是当应用于例如DoB(Driver on Board)的灯具上时，会对灯具的美观度和光效造成不良的影响。

实用新型内容

为了至少解决在上述背景技术部分所描述的现有技术缺陷，本实用新型提供了一种LED照明电路及其芯片封装结构。

根据本实用新型的第一方面，提供一种LED照明电路，包括：驱动电路，其包括用于驱动LED照明的多个芯片；以及白色封装体，其具有多个管脚，并且配置成封装所述驱动电路的所述多个芯片中的部分或所有芯片，其中所述封装的部分或所有芯片通过引线框架布置于所述白色封装体内，并且通过金属引线连接到所述白色封装体的所述多个管脚。

在一个实施例中，所述多个芯片至少包括以下中的多个芯片：浪涌保护电路芯片；整流电路芯片；IC电源控制芯片；金属氧化物半导体型场效应管芯片；以及续流二极管芯片。

在另一个实施例中，所述IC电源控制芯片集成有所述金属氧化物半导体型场效应管芯片。

在又一个实施例中，所述白色封装体内封装有浪涌保护电路芯片和整流电路芯片。

在一个实施例中，所述白色封装体内封装有所述IC电源控制芯片和所述续流二极管芯片。

在另一个实施例中，所述白色封装体内封装有所述IC电源控制芯片和所述整流电路芯片。

在又一个实施例中，所述白色封装体内封装有所述整流电路芯片、IC电源控制芯片、续流二极管芯片。

在一个实施例中，所述白色封装体内封装有所述浪涌保护电路芯片、整流电路芯片和IC电源控制芯片。

在另一个实施例中，所述白色封装体内封装有所述浪涌保护电路芯片、所述整流电路芯片，所述IC电源控制芯片和所述续流二极管芯片。

根据本实用新型的第二方面，提供一种用于LED照明电路的芯片封装结构，包括白色封装体以及封装在所述白色封装体内的多个芯片，其中所述多个芯片通过引线框架布置在所述白色封装体内，并且通过金属引线连接到所述白色封装体的多个管脚。

通过上述对本实用新型的方案及其多个实施例的描述，本领域技术人员可以理解本实用新型的使用白色封装体的LED照明电路，可以克服现有技术中黑色封装体或黑色器件造成黑斑的缺陷。特别是，本实用新型的白色封装体消除或减轻了灯具使用时由于黑色器件导致的黑斑，提高了灯具的美观度和照明的光效，显著地改善了用户的体验度。另外，本实用新型的LED照明电路可以将驱动电路中的多个芯片封装到白色封装体内，形成的封装结构可以使LED照明电路更加小型化。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分其中：

图1是示出了根据本实用新型方案的LED照明电路10的示意框图；以及

图2-图6是示出根据本实用新型实施例的对用于LED照明电路的芯片进行封装的过程的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图描述实施例。应当理解，为了说明的简单和清楚，在认为合适的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。另外，本申请阐述了许多具体细节以便提供对本文所述实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的实施例。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程和组件，以免模糊本文描述的实施例。而且，该描述不应被视为限制本文描述的实施例的范围。

如前所述，本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种全新的可实现的解决方案，解决了在LED照明应用中，由于黑色的封装体或器件造成的黑斑问题，并同时简化或小型化电路。具体地，本实用新型的技术方案公开了使用白色封装体封装的LED驱动的多种组合电路。当应用于例如DoB(Driver on Board)的灯具上，本实用新型的LED驱动电路消除了灯具在使用时由于黑色器件或封装器件的黑色封装体(例如塑封体)所导致的黑斑问题，提高了灯具照明时的美观度和光效。

下面将结合附图来具体地描述本实用新型的各种实施例。

图1是示出根据本实用新型方案的LED照明电路10的示意框图。如图1中所示，本实用新型的LED照明电路10包括驱动电路11，其包括用于驱动LED照明的多个芯片12，例如芯片12-1、12-2和12-3。根据本实用新型的实施例，该驱动电路11按照当前的电源方案，基本上可以分为隔离、非隔离和线性方案，并且通常可以包括浪涌保护电路(由瞬变电压抑制二极管(“TVS”)或压敏等器件构成)、整流二极管电路(整流桥或桥堆)，IC电源控制芯片、续流二极管等电路或器件。附加地，该驱动电路还可以结合有外围电路17，该外围电路可以包括多个或多种类型的被动元器件(例如电感或电容等)和LED灯珠，以与驱动电路11构成相对完整的照明电路。

根据本实用新型的实施例，多个芯片12可以至少包括浪涌保护电路芯片、整流电路芯片、IC电源控制芯片、金属氧化物半导体型场效应管(MOSFET)芯片和续流二极管芯片。在一个实施例中，IC电源控制芯片可以集成有MOSFET芯片。而在另一个实施例中，该IC电源控制芯片与MOSFET芯片分离布置，即IC电源控制芯片是单芯的设计。在一个实施例中，整流二极管芯片可以通过焊接到铜框架上和引线键合等工艺来实现桥式整流，而IC电源控制芯片可以通过铜框架焊接或银浆粘接以及多条键合引线实现电路的功能连接。在一个实施例中，续流二极管可以采用快恢复的二极管，以便续流或吸收反向电流，并确保电感的磁恢复。在另一个实施例中，浪涌保护电路芯片中的TVS芯片可以与续流二极管芯片串联以吸收回路电流，从而确保电感的磁恢复。需要理解的是，这里列举的芯片类型和连接方式仅仅是示例性的而非限制性的，本领域技术人员根据本实用新型的教导和实际照明电路的需要还可以使用其他类型的芯片以适用实际应用的需求。

进一步，所示出的LED照明电路10还包括白色封装体13，其具有多个管脚14，例如所示出的管脚14-1、管脚14-2、管脚14-3、管脚14-4、管脚14-5、管脚14-6、管脚14-7和管脚14-8。关于白色封装体13的多个管脚，其数目并不限于图中所示出的八个并且可以根据需要布置更多或更少的管脚。在一个实施例中，此处的管脚可以包括接收外部交流电的两个交流输入端(AC1/AC2)，一个或多个共地端(GND)、一个高压端(HV)、高压控制端(DRAIN)和一个取样端(CS)。

如图中所示，白色封装体13可以配置成封装所述驱动电路11的多个芯片中的部分或所有芯片。例如，在一个实施例中，白色封装体13内可以封装有浪涌保护电路芯片和整流电路芯片或者白色封装体13内可以封装有所述IC电源控制芯片和所述续流二极管芯片。在另一个实施例中，白色封装体13内可以封装有所述IC电源控制芯片和所述整流电路芯片。在又一个实施例中，白色封装体13内可以封装有整流电路芯片、IC电源控制芯片、续流二极管芯片。在额外的实施例中，白色封装体13内可以封装有所述浪涌保护电路芯片、整流电路芯片和IC电源控制芯片。在附加的实施例中，白色封装体13内可以封装有所述浪涌保护电路芯片、所述整流电路芯片，所述IC电源控制芯片和所述续流二极管芯片。通过前述不同的封装形式，本实用新型的LED驱动电路可以被显著地简化并能提供多样化的电路封装结构。另外，当前述的部分芯片并没有被封装于白色封装体13内时，其可以布置于所述白色封装体13外，作为外围电路17的一部分。

封装的部分或所有芯片可以通过引线框架15布置于所述白色封装体13内，并且通过金属引线16连接到所述白色封装体的所述多个管脚14。在一个实施例中，此处的引线框架15可以是铜引线框架，其可以作为集成芯片的焊接载体并起到电性连接作用。进一步，本实用新型的金属引线(或称键合引线)在引线工艺上可以为超声键合、金丝球焊以及激光焊接，在材质上可以兼容硅铝丝、粗铝线、金线以及铜线。

上面结合图1描述了本实用新型的方案及其多个实施例，通过本实用新型的芯片封装和电路布置，可以以简化的方式来提供LED驱动电路，并且由于白色封装体的使用，显著提高发光效果且缓解由于黑色器件造成的黑斑问题。

基于上述公开的内容，本领域技术人员可以理解本实用新型同时也公开了一种用于LED照明电路的芯片封装结构，包括白色封装体13以及封装在所述白色封装体内的多个芯片12，其中所述多个芯片通过引线框架15布置在所述白色封装体13内，并且通过金属引线16连接到所述白色封装体13的多个管脚。鉴于已经结合图1对白色封装体及其内部芯片的布置和连接关系进行了详细地描述，此处将不再赘述。

关于上述本实用新型使用的白色封装体，其除了具有外观颜色为白色的特点之外，还具有隔离、绝缘、耐热性等物理属性，从而实现对芯片的保护以及不影响灯具透光性等作用。

根据本实用新型的实施例，白色封装体(或例如也称白色塑封体)的材料可以由现有的环氧树脂组合物来构成，其可以例如包括环氧树脂、固化剂、促进剂、无机填料、着色剂、应力改性剂和脱模剂等成分。在制备过程中，可以例如先制备环氧树脂，然后将所述环氧树脂与固化剂、促进剂、无机填料、着色剂、应力改性剂和脱模剂进行混炼。在一个实施例中，本实用新型的白色塑封体的材料也可以采用热固性塑封胶等。

进一步，本实用新型的白色封装体的材料成分可以包括酚醛树脂、环氧树脂、填充剂、着色剂，其中，所述填充剂包括熔融状态的二氧化硅粉、氧化铝、氢氧化镁等中的一种或多种；所述着色剂具有使材料呈现白色的功能，例如包括钛白粉、氧化锌、硫酸钡中的一种或多种。其中，各成分的含量以重量百分数计，可以分别为酚醛树脂为3％～7％、环氧树脂为5％～15％、无机填料为65％～90％、着色剂为1％～10％。为了便于进一步了解本实用新型的白色封装体，下表一列出针对上述材料进行测试后得到的性能指标以供参考。

表一

通过对上述白色封装体材料的各项性能进行测试，如上表一中所示，其中线膨胀系数α₁为9*10-6/℃，而现有黑色封装体材料的线膨胀系数α₁通常为20*10-6/℃左右。由于封装体内部含有主要的三个组分包括芯片、框架、银浆，而在升温过程中的各组分膨胀系数的差异会产生内应力，从对芯片安全的角度来说，封装体材料的膨胀系数越接近芯片的膨胀系数，芯片越安全。且芯片的膨胀系数一般在7*10-6/℃左右，框架的膨胀系数一般为17*10-6/℃左右，相对芯片来说，封装体材料的α₁越接近7*10-6/℃越好。由于根据本实用新型的白色封装体材料的膨胀系数α₁低于黑色封装材料的膨胀系数，因此本实用新型的白色封装体材料的性能更优于黑色封装材料，更有利于保证芯片的安全性。

上文对本实用新型的白色封装体的材料进行了示例性的介绍。根据上面的描述，本领域技术人员可以对本实用新型的白色封装体的成分和物理属性有清楚的理解，并籍此能根据需要选择适当的材料来获得本实用新型的白色封装体，以对芯片进行封装。下面将结合图2-图6对本实用新型的封装过程(或称注塑过程)进行描述。

图2-图6是示出根据本实用新型实施例的对用于LED照明电路的芯片进行封装的过程的示意图。该封装过程主要可以包括如下的步骤：将焊接于引线框架上的芯片置入用于塑封的模具中；向所述模具内容纳所述芯片的空间注入白色塑封胶(即，白色封装体的材料)；以及在所述白色塑封胶填充所述空间并包裹所述芯片后，完成对所述芯片的塑封。以下结合附图具体说明该封装过程。

如图2-图6所示，所述模具包括上模具21和下模具22，所述下模具22上设置有如图所示向下凹陷的下型腔24，用于承载焊接有芯片的引线框架25，所述上模具21的下侧设置有向上凹陷的上型腔23，所述上模具21和下模具22中还包括用于加热模具的加热棒211和用于感测模具温度的感温棒210。通过使用加热棒211和感温棒210，可以使模具保持热度，并可以确保注塑用的白色塑封胶保持在流动状态。在所述下模具22中并位于所述下型腔24的一侧，还设置有用于承载塑封胶的料筒27，以及连接于所述料筒27的远离所述上模具21的一侧的注塑转进杆26。需要说明的是，这里所述“上”和“下”的位置相对关系仅仅是参考图示所做出的，在实际应用中，可以根据需要灵活地调整腔体、模具和注塑转进杆等的相对位置。

如图2所示，作为封装的初始步骤，可以在所述下型腔24上载入所述引线框架25，并在所述料筒27上载入注塑用的白色塑封胶28。接着，如图3所示，可以使用塑封压机使所述上模具21向下运动，直至与所述下模具22合模。在一个实施例中，所述塑封压机可以采用例如伺服节能型塑封压机，压机最大合模压力可以控制为450TON。在合模后，所述上型腔23和下型腔24之间形成了一个完整的型腔，其中容纳有引线框架25和已经提前焊接在引线框架25上的芯片。进一步，合模后的上模具21和下模具22之间还形成有连通所述料筒27和所述型腔的流道30。当所述流道30均衡时，其可以提高塑封胶的利用率。同时，所述注塑转进杆26如图中所示向上顶起，并以设定的压力和速度向上移动，以使注塑速度控制在2～130mm/s之间，将加热至熔融状态的所述白色塑封胶28沿所述流道30推动，注入到所述型腔中。

如图4所示，基于上述注塑速度，所述白色塑封胶28在一定时间内，例如15秒内，完成整个型腔的填充，并将其中的器件(即，焊接有芯片的引线框架25)包裹起来。接着，如图5所示，所述白色塑封胶28经过100～130秒的固化，而从熔融状态转变为硬化状态时，上升所述上模具21，以使所述上模具21和所述下模具22分离。然后，如图6所示，通过设置在所述下模具22中的下脱模针29的协助，可以将流道废料及白色封装体从所述下模具22中顶出来。通过将流道废料分割，从而获取本实用新型的封装有芯片的所述白色封装体。为了便于进一步了解该封装过程，如下表二示出了典型封装工艺中的注塑条件。

表二

根据本实用新型的实施例，还可以采用传统模具，例如采用多注塑头的模具MGP，并在如表二中所示的注塑条件下完成对本实用新型的照明电路的芯片的封装。

通过利用本实用新型的芯片封装和电路布置，可以以简化的方式来提供LED驱动电路，使其更加小型化，从而降低了成本并提高了生产效率。进一步，由于使用白色封装体对芯片进行封装，可以显著提高发光效果且缓解由于黑色器件造成的黑斑问题，改善了用户体验度。另外，本实用新型的白色封装体的使用可以进一步提高了芯片的安全性，从而延长了芯片的使用寿命。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims

1.一种LED照明电路(10)，其特征在于，包括：

驱动电路(11)，其包括用于驱动LED照明的多个芯片(12)；以及

白色封装体(13)，其具有多个管脚(14)，并且配置成封装所述驱动电路(11)的所述多个芯片中的部分或所有芯片，

其中所述封装的部分或所有芯片(12)通过引线框架(15)布置于所述白色封装体(13)内，并且通过金属引线(16)连接到所述白色封装体(13)的所述多个管脚(14)。

2.根据权利要求1所述的LED照明电路，其特征在于，所述多个芯片(12)至少包括以下中的多个芯片：

浪涌保护电路芯片；

整流电路芯片；

IC电源控制芯片；

金属氧化物半导体型场效应管芯片；以及

续流二极管芯片。

3.根据权利要求2所述的LED照明电路，其特征在于，所述IC电源控制芯片集成有所述金属氧化物半导体型场效应管芯片。

4.根据权利要求2所述的LED照明电路，其特征在于，所述白色封装体(13)内封装有浪涌保护电路芯片和整流电路芯片。

5.根据权利要求2或3所述的LED照明电路，其特征在于，所述白色封装体(13)内封装有所述IC电源控制芯片和所述续流二极管芯片。

6.根据权利要求2或3所述的LED照明电路，其特征在于，所述白色封装体(13)内封装有所述IC电源控制芯片和所述整流电路芯片。

7.根据权利要求2或3所述的LED照明电路，其特征在于，所述白色封装体(13)内封装有所述整流电路芯片、IC电源控制芯片和续流二极管芯片。

8.根据权利要求2或3所述的LED照明电路，其特征在于，所述白色封装体(13)内封装有所述浪涌保护电路芯片、整流电路芯片和IC电源控制芯片。

9.根据权利要求2或3所述的LED照明电路，其特征在于，所述白色封装体(13)内封装有所述浪涌保护电路芯片、所述整流电路芯片，所述IC电源控制芯片和所述续流二极管芯片。

10.一种用于LED照明电路的芯片封装结构，其特征在于，包括白色封装体(13)以及封装在所述白色封装体(13)内的多个芯片(12)，其中所述多个芯片(12)通过引线框架(15)布置在所述白色封装体(13)内，并且通过金属引线(16)连接到所述白色封装体(13)的多个管脚(14)。