專利名稱：一種led封裝方法、封裝結(jié)構(gòu)、led燈及照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于LED封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種LED封裝方法、封裝結(jié)構(gòu)、LED燈及照明 設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著LED在照明領(lǐng)域的不斷發(fā)展，人們對(duì)其出光效率的要求越來越高，LED的封裝 材料和封裝結(jié)構(gòu)是影響出光效率的主要因素。目前采用的封裝材料主要是硅膠，包括折射 率為1. 41的甲基型硅膠(簡(jiǎn)稱“1. 41型硅膠”)和折射率為1. 5的甲基苯基型硅膠(簡(jiǎn)稱 “1.5型硅膠”)。對(duì)于1.41型硅膠，其信賴性(耐高溫、耐紫外光(UV)的性能)比1.5型 硅膠好得多，但是其透氧透濕性能比較高，對(duì)芯片的保護(hù)效果反而不及1. 5型硅膠好。另 外，1. 41型硅膠折射率和透光率較低，其出光效果也不及1. 5型硅膠的出光效果好。總之， 出光效果好的硅膠信賴性相對(duì)較差，信賴性好的硅膠反而出光效果較差，因此，硅膠封裝的 LED產(chǎn)品不能同時(shí)達(dá)到出光效率高和耐高溫、耐UV性能好的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種LED封裝方法，旨在解決傳統(tǒng)LED封裝方法封 裝成的LED產(chǎn)品出光效率低，耐高溫、耐UV性能差的問題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種LED封裝方法，所述方法包括下述步驟將LED芯片固定在基板上；其中，所述基板設(shè)有合金層，所述LED芯片與所述合金 層接觸；將所述LED芯片與固定在所述基板上的引線框架進(jìn)行電連接；采用熔融玻璃封裝所述LED芯片，形成玻璃封裝層，所述熔融玻璃的熱量熔化所 述合金層，熔化后的合金層與所述LED芯片相粘結(jié)形成共晶。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種LED封裝結(jié)構(gòu)，所述LED封裝結(jié)構(gòu)包括基 板、固定在所述基板上的引線框架，以及與所述引線框架進(jìn)行電連接的LED芯片，所述LED 封裝結(jié)構(gòu)還包括封裝于所述LED芯片外部的玻璃封裝層；所述LED芯片與所述基板之間通過合金粘結(jié)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種LED燈，所述LED燈包括上述的LED封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種照明設(shè)備，所述照明設(shè)備包括上述的LED 燈。本發(fā)明實(shí)施例采用玻璃封裝LED，玻璃的透光率和信賴性均較高，玻璃封裝LED可 以獲得高出光效率、耐高溫、耐UV性能優(yōu)良的LED產(chǎn)品；并且，玻璃的透氧透濕率較低，并具 有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，對(duì)芯片的保護(hù)效果更好；封裝過程中，合金吸收大部分熱量迅速熔化， 粘結(jié)芯片形成共晶，避免了熔融玻璃的高溫對(duì)LED芯片的損傷。


圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的LED封裝方法的流程圖；圖2和圖3示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的基板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的LED芯片固定狀態(tài)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6示出了本發(fā)明第三實(shí)施例提供的引線框架的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7示出了本發(fā)明第三實(shí)施例提供的引線框架的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖8示出了本發(fā)明第四實(shí)施例提供的玻璃封裝層的結(jié)構(gòu)示意圖，以及第七、八實(shí) 施例提供的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖9示出了本發(fā)明第四實(shí)施例提供的玻璃封裝層的結(jié)構(gòu)示意圖，以及第九實(shí)施例 提供的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本 發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例采用玻璃封裝LED，以提高LED產(chǎn)品的出光效率；通過合金的熔化過 程吸收熔融玻璃的熱量，避免高溫玻璃對(duì)芯片的損傷。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種LED封裝方法，該方法包括下述步驟將LED芯片固定在基板上；其中，基板設(shè)有合金層，LED芯片固定在基板上的同時(shí) 與合金層接觸；將LED芯片與固定在基板上的引線框架進(jìn)行電連接；采用熔融玻璃封裝LED芯片，形成玻璃封裝層，熔融玻璃的熱量熔化合金層，熔化 后的合金層與LED芯片相粘結(jié)形成共晶。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種LED封裝結(jié)構(gòu)，該LED封裝結(jié)構(gòu)包括基板、固定在基板 上的引線框架，以及與引線框架進(jìn)行電連接的LED芯片，該LED封裝結(jié)構(gòu)還包括封裝于LED 芯片外部的玻璃封裝層；該LED芯片與基板之間通過合金粘結(jié)。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種LED燈，該LED燈包括上述的LED封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例還提供了 一種照明設(shè)備，該照明設(shè)備包括上述的LED燈。本發(fā)明實(shí)施例采用玻璃封裝LED，玻璃的透光率和信賴性均較高，玻璃封裝LED可 以獲得高出光效率、耐高溫、耐UV性能優(yōu)良的LED產(chǎn)品；并且，玻璃的透氧透濕率較低，并具 有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，對(duì)芯片的保護(hù)效果更好；封裝過程中，合金吸收大部分熱量迅速熔化， 粘結(jié)芯片形成共晶，避免了熔融玻璃的高溫對(duì)LED芯片的損傷。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述實(shí)施例一圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的LED封裝方法的流程圖，詳述如下在步驟SlOl中，將LED芯片固定在基板上。其中，基板設(shè)有合金層；LED芯片固定在基板上的同時(shí)與合金層接觸。該合金層通
4常為合金鍍層。在步驟S102中，將LED芯片與固定在基板上的引線框架進(jìn)行電連接。在步驟S103中，采用熔融玻璃封裝LED芯片，形成玻璃封裝層，熔融玻璃的熱量可 熔化合金層，熔化后的合金層與LED芯片相粘結(jié)形成共晶。在上述步驟S103中，合金材料熔化(發(fā)生相變)吸收大量的熱量，進(jìn)而避免了高 溫玻璃對(duì)LED芯片的損傷。玻璃的折射率和透光率相對(duì)較高，有利于LED產(chǎn)品出光，并且信賴性好，可提高 LED產(chǎn)品耐高溫、耐UV的性能；并且，玻璃是無機(jī)物，相對(duì)其他封裝材料(如環(huán)氧樹脂、硅膠 等)比較穩(wěn)定；玻璃的透氧透濕率低，可以降低氧氣和濕氣對(duì)芯片的影響，且具有優(yōu)良的導(dǎo) 熱性能，對(duì)芯片的保護(hù)效果好，有利于延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。采用本發(fā)明實(shí)施例提供的封裝 方法，在保護(hù)LED芯片不受損傷的情況下獲得了出光效率高及耐溫耐UV性能優(yōu)良的LED封 裝結(jié)構(gòu)。實(shí)施例二 圖2和圖3示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的基板結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖4示 出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的基板結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，僅示出了與本 發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。在本發(fā)明實(shí)施例中，將LED芯片2固定在基板1上可以通過下述方法實(shí)現(xiàn)在基板 1上設(shè)置帶有卡槽7的凹槽6，凹槽6的大小和形狀與LED芯片2的大小和形狀相適應(yīng)，用于 放置LED芯片2，凹槽6內(nèi)壁設(shè)有合金層3，當(dāng)LED芯片2置于凹槽6中時(shí)，合金層3與LED 芯片2相互接觸?？ú?位于凹槽6的邊緣，二者的剖面結(jié)構(gòu)近似階梯形(如圖4所示)， 卡槽7的外邊緣形狀可以是圓形、矩形，或其他規(guī)則或不規(guī)則形狀，卡槽的作用是當(dāng)LED芯 片2置于凹槽6中時(shí)，取帶有彈性的卡扣8塞入卡槽7中，利用卡扣8與LED芯片2之間的 壓力來固定LED芯片2 (如圖5所示)?？梢岳斫?，卡槽7的結(jié)構(gòu)有多種，還可以是在凹槽6 邊緣的某個(gè)或多個(gè)位置開設(shè)的相互獨(dú)立的槽，其具體位置和結(jié)構(gòu)以能夠起到固定LED芯片 的作用為準(zhǔn)。實(shí)施例三圖6和圖7示出了本發(fā)明第三實(shí)施例提供的引線框架結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖及俯 視結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。在本發(fā)明實(shí)施例中，引線框架4的一電極端設(shè)置在基板1上表面，通過鍵合線9與 LED芯片2進(jìn)行電連接；引線框架4的另一電極端伸入凹槽6底部，通過與LED芯片2底部 接觸實(shí)現(xiàn)二者的電連接。引線框架4的材料優(yōu)選銀。實(shí)施例四圖8示出了本發(fā)明第四實(shí)施例提供的玻璃封裝結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，僅示 出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。在本發(fā)明實(shí)施例中，采用熔融玻璃封裝LED芯片2可以通過下述方法實(shí)現(xiàn)取一模 具罩在LED芯片2上方，該模具根據(jù)所要獲得的玻璃封裝層的結(jié)構(gòu)確定，然后，向模具內(nèi)澆 注熔融玻璃，在LED芯片2外部形成玻璃封裝層5。也可以通過其他方式將熔融玻璃封裝在 LED芯片2的外部。玻璃封裝層5可以為凸透鏡結(jié)構(gòu)，也可以是平面透鏡結(jié)構(gòu)，即玻璃封裝層的外表
5面可以是曲面，也可以是平面。由于凸透鏡結(jié)構(gòu)可以減少光線在玻璃透鏡與空氣界面的全 反射，更有利于光線的導(dǎo)出，因此優(yōu)選凸透鏡結(jié)構(gòu)。如圖9所示，對(duì)玻璃封裝層5的外部進(jìn)行粗化處理，其出射的光通量會(huì)進(jìn)一步提 高，且出光更均勻。實(shí)施例五為了進(jìn)一步減小熔融玻璃的高溫對(duì)LED芯片2的損傷，本發(fā)明實(shí)施例中采用的玻 璃優(yōu)選低溫玻璃，其熔化溫度為300°C 1200°C。采用的合金材料的熔點(diǎn)優(yōu)選為260°C 320°C，合金材料優(yōu)選金錫(Au/Sn)合金。實(shí)施例六在本發(fā)明實(shí)施例中，為了更利于LED芯片2散熱，延長(zhǎng)使用壽命，基板1優(yōu)選陶瓷 基板。陶瓷的主要成分可以為氧化鋁或氮化鋁。實(shí)施例七圖8示出了本發(fā)明第七實(shí)施例提供的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，僅示出 了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。該LED封裝結(jié)構(gòu)包括基板1、固定于基板1上的引線框架4，以及與引線框架4進(jìn) 行電連接的LED芯片2，封裝于LED芯片2外部的玻璃封裝層5，LED芯片2與基板1之間 通過合金層3粘結(jié)。玻璃的折射率和透光率較高，信賴性好，并且透濕透氧率低，對(duì)LED芯片的保護(hù)效 果好，是極佳的封裝材料，因此，采用玻璃封裝的LED產(chǎn)品的出光效率高，耐高溫、耐UV的性 能優(yōu)良，并且使用壽命更長(zhǎng)。實(shí)施例八在本發(fā)明實(shí)施例中，基板1上設(shè)有帶有卡槽7的凹槽6，凹槽6的大小和形狀與LED 芯片2的大小和形狀相適應(yīng)，用于放置LED芯片2，LED芯片2與凹槽6之間通過合金層3 粘結(jié)?？ú?位于凹槽6的邊緣，二者的剖面結(jié)構(gòu)近似階梯形(如圖4所示)，卡槽7的外 邊緣形狀可以是圓形、矩形，或其他規(guī)則或不規(guī)則形狀，卡槽7用于在封裝玻璃之前將固定 LED芯片2固定，卡槽內(nèi)部塞有帶彈性的卡扣8，利用卡扣8與LED芯片2之間的壓力來固 定LED芯片2 (如圖5所示)?？梢岳斫?，卡扣8不屬于基板的一部分，而是獨(dú)立的塞件?？?槽7還可以是在凹槽6邊緣的某個(gè)或多個(gè)位置開設(shè)的相互獨(dú)立的槽。實(shí)施例九在本發(fā)明實(shí)施例中，玻璃封裝層5可以是凸透鏡結(jié)構(gòu)，也可以是平面透鏡結(jié)構(gòu)。由 于凸透鏡結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步減少光的全反射，更有利于出光，因此優(yōu)選凸透鏡結(jié)構(gòu)。實(shí)施例十在本發(fā)明實(shí)施例中，可以對(duì)玻璃封裝層5的外部做粗化處理，使出射的光通量進(jìn) 一步提高，且出光更均勻，如圖9所示，該粗化結(jié)構(gòu)51可以是鋸齒型結(jié)構(gòu)。實(shí)施例H在本發(fā)明實(shí)施例中，玻璃封裝層5采用的玻璃的熔化溫度為300°C 1200°C。實(shí)施例十二 在本發(fā)明實(shí)施例中，合金層材料的熔點(diǎn)優(yōu)選為260°C 320°C。合金材料優(yōu)選Au/ Sn合金ο
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本發(fā)明實(shí)施例采用玻璃封裝LED，玻璃的透光率和信賴性均較高，玻璃封裝LED可 以獲得高出光效率、耐高溫、耐UV性能優(yōu)良的LED產(chǎn)品；并且，玻璃的透氧透濕率較低，并具 有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，對(duì)芯片的保護(hù)效果更好；合金吸收熔融玻璃的大部分熱量迅速熔化，粘 結(jié)芯片形成共晶，避免了封裝過程中玻璃的高溫對(duì)LED芯片的損傷。采用熔化溫度較低的 玻璃進(jìn)行封裝，可以進(jìn)一步減小高溫對(duì)芯片的損傷；玻璃封裝使LED芯片處于立體散熱結(jié) 構(gòu)中，有利于降低工作溫度，從而提升LED的發(fā)光效率；玻璃是無機(jī)物，相對(duì)其他封裝材料 (如環(huán)氧樹脂、硅膠等)比較穩(wěn)定；將玻璃封裝層設(shè)置為凸透鏡結(jié)構(gòu)，并對(duì)表面進(jìn)行粗化處 理，更有利于出光，進(jìn)而提高產(chǎn)品的出光效率。本發(fā)明實(shí)施例提供的LED封裝結(jié)構(gòu)多用作LED燈的組成部分。該LED燈可以作為 照明設(shè)備，也可以作為單獨(dú)的照明組件置于照明設(shè)備中。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種LED封裝方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟將LED芯片固定在基板上；其中，所述基板設(shè)有合金層，所述LED芯片與所述合金層接觸；將所述LED芯片與固定在所述基板上的引線框架進(jìn)行電連接；采用熔融玻璃封裝所述LED芯片，形成玻璃封裝層，所述熔融玻璃的熱量熔化所述合金層，熔化后的合金層與所述LED芯片相粘結(jié)形成共晶。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將LED芯片固定在基板上的步驟具體為在所述基板上設(shè)置凹槽，并在所述凹槽邊緣設(shè)置卡槽； 所述凹槽的內(nèi)壁設(shè)有合金層；將所述LED芯片置于所述凹槽中，并使所述LED芯片與所述合金層接觸； 取卡扣塞入所述卡槽內(nèi)，使所述卡扣與所述LED芯片相互擠壓，以固定LED芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用熔融玻璃封裝所述LED芯片，形成 玻璃封裝層的步驟具體為取一模具罩于所述LED芯片外部； 向所述模具內(nèi)澆鑄所述熔融玻璃，形成所述玻璃封裝層。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述玻璃封裝層為凸透鏡結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融玻璃的溫度為300°C 1200°C。
6.一種LED封裝結(jié)構(gòu)，包括基板、固定在所述基板上的引線框架，以及與所述引線框架 進(jìn)行電連接的LED芯片，其特征在于，所述LED封裝結(jié)構(gòu)還包括封裝于所述LED芯片外部的 玻璃封裝層；所述LED芯片與所述基板之間通過合金粘結(jié)。
7.如權(quán)利要求6所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述玻璃封裝層為凸透鏡結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述玻璃封裝層外部設(shè)有粗化結(jié)構(gòu)。
9.一種LED燈，其特征在于，所述LED燈包括權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的LED封裝結(jié)構(gòu)。
10.一種照明設(shè)備，其特征在于，所述照明設(shè)備包括權(quán)利要求9所述的LED燈。
全文摘要
本發(fā)明適用于LED封裝領(lǐng)域，提供了一種LED封裝方法、封裝結(jié)構(gòu)、LED燈及照明設(shè)備。該方法包括下述步驟將LED芯片固定在基板上；其中，所述基板設(shè)有合金層，所述LED芯片與所述合金層接觸；將所述LED芯片與固定在所述基板上的引線框架進(jìn)行電連接；采用熔融玻璃封裝所述LED芯片，形成玻璃封裝層，所述熔融玻璃的熱量可熔化所述合金層，熔化后的合金層與所述LED芯片相粘結(jié)形成共晶。本發(fā)明采用玻璃封裝LED，獲得了高出光效率，以及耐高溫、耐紫外光(UV)性能優(yōu)良的LED封裝結(jié)構(gòu)；封裝玻璃的同時(shí)，合金熔化吸收熔融玻璃的大部分熱量，避免了封裝過程中玻璃的高溫對(duì)LED芯片的損傷。
文檔編號(hào)F21S2/00GK101980392SQ20101022939
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者肖兆新 申請(qǐng)人:寧波市瑞康光電有限公司