[實用新型]一種直接板上芯片的LED封裝結構

有效

• 申請號: 201720646865.4
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN207367968U
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 郭醒;王光緒;付江;李建華;劉軍林;江風益
• 申請（專利權）人: 南昌大學;南昌黃綠照明有限公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/00;H01L33/48;H01L33/54;H01L33/56;H01L33/58;H01L33/62;H01L33/64
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

本實用新型公開了一種直接板上芯片的LED封裝結構，該LED封裝結構是將LED芯片通過固晶層直接鍵合在基板上，引線的兩端分別與LED芯片的上電極、基板上的電路固定連接，在基板上直接模頂成型光學透鏡。本實用新型采用一次光學透鏡配光，提高了封裝模塊的出光效率，結構緊湊，光源尺寸小。同時，省略了封裝支架，簡化封裝工藝，由芯片?支架和支架?基板兩處界面熱阻減少為芯片?基板一處界面熱阻，降低了熱阻，從而散熱能力更好，結溫更低，可靠性更高。本實用新型專利解決了垂直結構LED芯片的混光問題，提高其出光效率，尤其適用于對混光空間有較高要求的燈具，如T8、T5燈管和直下式平面燈等，同時具有工藝簡單、可靠性高等優點。

技術領域

本實用新型涉及LED封裝技術，尤其是涉及一種直接板上芯片的LED封裝結構。

背景技術

LED(Light Emitting Diode)是一種基于P-N結電致發光原理制成的半導體發光器件，具有電光轉換效率高、使用壽命長、環保節能、體積小等優點，被譽為21世紀綠色照明光源，如能應用于傳統照明領域將得到十分顯著的節能效果，這在全球能源日趨緊張的當今意義重大。

大功率LED制造產業鏈主要包括外延生長、芯片制造、封裝和應用四個環節。封裝環節是連接上游芯片和下游應用的中間紐帶，具有機械保護、電信號連接、光學參數調控和散熱等關鍵功能。封裝環節的質量直接決定著LED產品的最終光學性能和可靠性。

傳統的LED封裝工藝包括以下步驟，固晶—引線鍵合—熒光粉涂覆—固化—蓋帽—灌膠—選BIN—印刷錫膏—貼LED元件—過回流焊—檢測。工藝流程復雜將增加封裝成本，并且工藝過程越復雜，對應生產過程帶來的靜電沖擊和物理傷害的風險越高。同時，二次透鏡配光具有封裝模塊體積大、出光效率低的缺點。

當前的封裝形式如仿流明封、裝貼片式封裝等。對于水平結構LED芯片，多面出光（五面），屬于體光源，為了實現側面出光的利用，支架形式通常為帶碗杯的結構，通過全反射實現側面出光的收集和利用。然而，對于垂直結構LED芯片，只有頂面出光，采用帶碗杯支架封裝形式會吸收部分光線，造成光效的降低。因此，當前的封裝形式并適用于垂直結構LED芯片。

發明內容

本實用新型的目的在于解決垂直結構LED芯片的混光問題，提供一種結構緊湊、光源尺寸小的直接板上芯片的LED封裝結構，該LED封裝結構將LED芯片直接鍵合在基板上，光學透鏡直接制作在基板上，簡化了封裝工藝，提高了封裝模塊出光效率。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種直接板上芯片的LED封裝結構，包括LED芯片、基板、固晶層、引線和光學透鏡，若干顆LED芯片通過固晶層分別鍵合在基板上，引線的兩端分別與LED芯片的上電極、基板上的電路固定連接，在每顆LED芯片上設有一顆光學透鏡，其特征在于：LED芯片為單面出光形式的垂直結構LED芯片，LED芯片直接鍵合到基板上，光學透鏡直接制作在基板上。

進一步地，所述的若干顆LED芯片為1~1000顆高光效垂直結構LED芯片， LED芯片的主波長范圍為400nm~1000nm。

進一步地，所述的光學透鏡為球帽透鏡或自由曲面透鏡中的一種。

進一步地，所述的基板為鋁基板、金屬核印刷電路板或直接鍵合銅基板中的一種。

進一步地，所述的若干顆LED芯片在基板上以圓周排列或者多邊形排列方式分布。

進一步地，光學透鏡的材料為硅膠，或為環氧樹脂，或為熒光粉和硅膠混合物，或為熒光粉和環氧樹脂混合物中的一種。

進一步地，光學透鏡的制作方法為模頂成型。

進一步地，光學透鏡的材料為兩層結構：其中第一層為熒光粉和硅膠混合物或熒光粉和環氧樹脂混合物，第二層為硅膠或環氧樹脂。