專利名稱：一種無引線的led模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體應(yīng)用和封裝領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種無引線的LED模組。
背景技術(shù)：
隨著LED芯片技術(shù)與封裝技術(shù)的發(fā)展，越來越多的LED產(chǎn)品應(yīng)用于照明領(lǐng)域，尤其是大功率白光LED。由于LED具有高光效、長壽命、節(jié)能環(huán)保、合適調(diào)光控制、不含汞等污染物質(zhì)的特點，成為繼白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)光源之后的新一代照明光源。LED是一種電致發(fā)光半導(dǎo)體器件，其中約有百分之三十的電能轉(zhuǎn)換為光，剩余電能則轉(zhuǎn)換為熱量，而熱量積累造成的LED溫度上升，是引起LED光衰的主要原因。因而，LED芯片散熱是LED封裝所致力于解決的關(guān)鍵問題，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家相繼提出了各種封裝方式。傳統(tǒng)的封裝的理念都是把LED芯片封裝到器件的支架上，而大量的封裝相關(guān)的科研工作都圍繞支架展開，包括支架的熱性能、反光性能、材料的穩(wěn)定性都成為研究的重點而投入巨大的人力物力。目前，LED芯片固定于支架的熱沉上，形成LED器件，LED器件置于金屬基PCB板上，金屬基板置于散熱器上。熱量通過熱沉、鋁基板等散熱通道后經(jīng)散熱器擴散出去。也就是說，采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)進行LED封裝與組裝。其為將LED芯片與熱沉等封裝成LED器件103，LED器件103焊接到PCB板102，如鋁基板，PCB板102通過螺釘或者硅脂等方式固定在散熱器101。其導(dǎo)熱通道為熱量從LED芯片，通過封裝內(nèi)部熱沉、PCB 板102、以及散熱器101，最終傳導(dǎo)到空氣。上述LED模組存在以下缺陷由于LED芯片散熱需要經(jīng)過的導(dǎo)熱通道的中間介層多，而且LED熱沉與PCB板102、PCB板102與散熱器101 之間的介質(zhì)為空氣或者硅脂，中間介層導(dǎo)熱率較低，因此散熱性能不佳。對于一般的LED應(yīng)用燈具，光從芯片發(fā)出后一般要經(jīng)過熒光粉、封裝透鏡、空氣、 配光透鏡再到透光罩，光線經(jīng)過的介質(zhì)多，每個界面都會發(fā)生反射損失，因此總的光學(xué)透過率低。因而，存在散熱性能不佳、光學(xué)透過率低、生產(chǎn)工序復(fù)雜、成本高等缺點。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決以上提出的問題，提供一種散熱效能好、出光效率高、生產(chǎn)工序簡單，成本低廉的無引線的LED模組。本實用新型的技術(shù)方案是這樣的一種無引線的LED模組，包括散熱器、PCB板、LED芯片、封裝膠體、密封硅膠和透鏡模組，所述的LED芯片焊接在PCB板上，正負(fù)電極分別焊在相對應(yīng)的電極焊盤上；所述PCB 板與散熱器貼合；所述透鏡模組安裝在LED芯片上方，內(nèi)部填充封裝膠體。作為優(yōu)選，透鏡模組設(shè)計有倒扣結(jié)構(gòu)，散熱器倒扣在透鏡模組上形成緊閉固定。作為優(yōu)選，所述LED芯片兩個電極位于芯片同一表面，分布電極的表面鍍有焊料鍍層，另一表面有熒光粉。[0013]作為優(yōu)選，LED芯片并聯(lián)有LED開路保護器，其作用為開路保護以及防靜電。作為優(yōu)選，所述的PCB板為金屬基PCB板，包含金屬層，絕緣層和電氣層；電氣層設(shè)置有電極焊盤，表面鍍銀或金或鎳。作為優(yōu)選，所述的PCB板為高導(dǎo)熱陶瓷基板，包含陶瓷層和電氣層，電氣層設(shè)置有電極焊盤，鍍有銀或鎳或金。作為優(yōu)選，所述的密封硅膠包括安裝在透鏡模組上的固體硅膠圈，以及涂在固體硅膠圈側(cè)邊的液體硅膠形成的凝膠硅膠圈。作為優(yōu)選，所述的固體硅膠圈側(cè)邊對應(yīng)的透鏡模組平面的位置上，開有凹槽，用于涂液體硅膠。本實用新型的有益效果如下首先，傳統(tǒng)的封裝的理念都是把LED芯片封裝到LED器件的支架上，而大量的封裝相關(guān)的科研工作都圍繞支架展開，包括支架的熱性能、反光性能、材料的穩(wěn)定性都成為研究的重點而投入巨大的人力物力而本實用新型跳出了該思維模式的定勢，徹底拋棄了 LED器件的支架，LED芯片直接封裝在PCB板上，省略了包含有熱沉的支架，使LED芯片的熱量不經(jīng)過熱沉這一中間層，直接擴散到高導(dǎo)熱率的PCB板及散熱器，散熱效果好。其次，透鏡模組與LED芯片之間，僅有填充膠體，而填充膠體折射率在1. 4和1. 6 之間，光線經(jīng)過介質(zhì)少，透過率高，并且填充膠體與透鏡模組的折射率匹配，反射損失少，提高了 LED模組的出光效率。 另外，LED模組包含部件少，生產(chǎn)工序簡單，成本低廉。
圖1為現(xiàn)有的LED器件的封裝示例圖；圖2為本實用新型LED模組實施例示意圖；圖3為本實用新型PCB板組成示意圖；圖4為本實用新型透鏡模組示意圖；圖中，101是散熱器，102是PCB板，103是LED器件，201是散熱器，202是PCB板， 203是LED芯片，204是LED開路保護器，206是密封硅膠，207是透鏡模組，301是金屬層， 302是絕緣層，303是電氣層，401是透鏡凹坑，402是倒扣結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行進一步詳細(xì)說明一種無引線的LED模組，包括散熱器201、PCB板202、LED芯片203、封裝膠體、密封硅膠206和透鏡模組207，所述LED芯片203通過覆晶工藝直接焊接在PCB板202上，正負(fù)電極分別焊在相對應(yīng)的電極焊盤上；所述PCB板202與散熱器201貼合；所述透鏡模組 207安裝在LED芯片203上方，內(nèi)部填充封裝膠體。所述PCB板202與散熱器201以面接觸的形式貼合。透鏡模組207設(shè)計有倒扣結(jié)構(gòu)402，散熱器201倒扣在透鏡模組207上形成緊閉固定。所述的透鏡模組207底面設(shè)計有至少兩個以上的透鏡凹坑401。[0032]所述LED芯片203兩個電極位于芯片同一表面，分布電極的表面鍍有焊料鍍層，另
一表面有熒光粉。LED芯片203并聯(lián)有LED開路保護器204，其作用為開路保護以及防靜電。所述的PCB板202為金屬基PCB板202，包含金屬層301，絕緣層302和電氣層303 ； 電氣層303設(shè)置有電極焊盤，表面鍍銀或金或鎳。所述的PCB板202為高導(dǎo)熱陶瓷基板，包含陶瓷層和電氣層303，電氣層303設(shè)置有電極焊盤，鍍有銀或鎳或金。所述的封裝膠體折射率在1. 4到1. 6之間。所述的密封硅膠206包括安裝在透鏡模組207上的固體硅膠圈，以及涂在固體硅膠圈側(cè)邊的液體硅膠形成的凝膠硅膠圈。所述的固體硅膠圈側(cè)邊對應(yīng)的透鏡模組207平面的位置上，開有凹槽，用于涂液體硅膠。所述的透鏡模組207有一個整體平面，平面上明顯看到一個個凸起的是透鏡(如果倒著看，就是凹坑)，該平面四周邊緣位置先附上一個固體硅膠圈，固體硅膠圈側(cè)邊位置，對應(yīng)的透鏡模組207平面上，有一圈凹槽，用于涂液體硅膠。 當(dāng)然，也可以不設(shè)置凹槽，直接涂上液體硅膠。本申請的核心在于現(xiàn)有的LED模組，往往將LED芯片固定于支架的熱沉上，封裝成LED器件，LED器件焊接在不同的PCB板，再安裝到散熱器上，形成不同的產(chǎn)品，以適應(yīng)更多更廣的應(yīng)用場合，并成為行業(yè)技術(shù)偏見，而這種LED模組的結(jié)構(gòu)方式存在散熱性能欠佳、 光學(xué)透過率低、部件復(fù)雜等缺點。本申請將LED芯片203直接載覆在PCB板202上，并且采用透鏡模組207 —次配光，達到了更好的散熱效果和更高的出光效率，并且解決了 LED芯片203載覆在PCB板202 上的封裝問題。實施例如圖2所示，一種LED模組包括散熱器201，PCB板202，LED芯片203，LED開路保護器204，封裝膠體，密封硅膠206，透鏡模組207。本實施例中，LED開路保護器204選用齊納二極管。所述的密封硅膠206包括安裝在透鏡模組207上的固體硅膠圈，以及涂在固體硅膠圈側(cè)邊的液體硅膠形成的凝膠硅膠圈。所述的固體硅膠圈側(cè)邊對應(yīng)的透鏡模組207 平面的位置上，開有凹槽，用于涂液體硅膠。本實施例中，所述的透鏡模組207有一個整體平面，平面上明顯看到一個個凸起的是透鏡(如果倒著看，就是凹坑)，該平面四周邊緣位置先附上一個固體硅膠圈，固體硅膠圈外側(cè)或內(nèi)側(cè)位置，對應(yīng)的透鏡模組207平面上，有一圈凹槽，用于涂液體硅膠。當(dāng)然，也可以不設(shè)置凹槽，直接涂上液體硅膠。LED芯片203的正負(fù)電極位于芯片下表面，并鍍有焊料鍍層，上表面涂覆或者粘貼有熒光粉。LED開路保護器204與LED芯片203并聯(lián)，其作用為開路保護和防靜電。本實施例中，所述的焊料鍍層為Au-Sn鍍層，根據(jù)實施需要，也可以選用其他可當(dāng)作焊料的合金鍍層。PCB板202采用金屬基板或其它高導(dǎo)熱率基板。本實施例中，所述的PCB板202為金屬基板，如圖3所示，包含金屬層301，絕緣層302，電氣層303 ；電氣層303，尤其是電氣層 303電極焊盤處，鍍有銀、鎳或者金，其作用為提高反射率，加強出光效果。根據(jù)運用需要，所述的PCB板202也可以是高導(dǎo)熱陶瓷基板，包含陶瓷層和電氣層303，電氣層303，尤其是電氣層303電極焊盤處，鍍有銀、鎳或者金。[0044]如圖4所示，透鏡模組207底面設(shè)計有至少兩個以上的透鏡凹坑401，內(nèi)部填充封裝膠體。四周設(shè)計有倒扣結(jié)構(gòu)402，扣在散熱器201上，并通過密封硅膠206與PCB板202 和散熱器201形成密封結(jié)構(gòu)。所述透鏡模組207其另一作用為光學(xué)配光，其形狀為圓形、方形、橢圓形、或者以光學(xué)配光要求設(shè)計的各種形狀。散熱器201的一般為鋁等具有良好導(dǎo)熱率的金屬材質(zhì)，在結(jié)構(gòu)上可以為鰭片，或者柱狀，或者其他有利于將熱量導(dǎo)到空氣的結(jié)構(gòu)形式。散熱器201和PCB板202可以通過螺釘?shù)裙潭ㄟB接在一起。透鏡模組207與散熱器201通過倒扣結(jié)構(gòu)402固定。透鏡模組207與散熱器201貼合處涂有密封硅膠206且放
置有成型硅膠。從上可知，LED芯片203可以直接封裝在PCB板202上，LED芯片203的熱量直接傳導(dǎo)到PCB板202和散熱器201，沒有經(jīng)過LED封裝熱沉，以及LED熱沉與PCB板202的空氣介質(zhì)，大大提升了散熱效果。此外，LED芯片203發(fā)出的光，經(jīng)填充膠體和透鏡模組207直接透射出來，沒有二次透鏡或者透光罩，因而出光效率高。以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型核心技術(shù)特征的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種無引線的LED模組，包括散熱器(201)、PCB板(202)、LED芯片(203)、封裝膠體、密封硅膠(206)和透鏡模組(207)，其特征在于，所述的LED芯片(203)焊接在PCB板 (202)上，正負(fù)電極分別焊在相對應(yīng)的電極焊盤上；所述PCB板(202)與散熱器(201)貼合； 所述透鏡模組(207)安裝在LED芯片(203)上方，內(nèi)部填充封裝膠體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無引線的LED模組，其特征在于，透鏡模組(207)設(shè)計有倒扣結(jié)構(gòu)(402)，散熱器(201)倒扣在透鏡模組(207)上形成緊閉固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無引線的LED模組，其特征在于，所述LED芯片(203)兩個電極位于芯片同一表面，分布電極的表面鍍有焊料鍍層，另一表面有熒光粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無引線的LED模組，其特征在于，LED芯片(203)并聯(lián)有LED 開路保護器(204)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無引線的LED模組，其特征在于，所述的PCB板(202)為金屬基PCB板(202)，包含金屬層(301)，絕緣層(302)和電氣層(303)；電氣層(303)設(shè)置有電極焊盤，表面鍍銀或金或鎳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無引線的LED模組，其特征在于，所述的PCB板(202)為高導(dǎo)熱陶瓷基板，包含陶瓷層和電氣層(303)，電氣層(303)設(shè)置有電極焊盤，鍍有銀或鎳或金。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無引線的LED模組，其特征在于，所述的密封硅膠(206)包括安裝在透鏡模組(207)上的固體硅膠圈，以及涂在固體硅膠圈側(cè)邊的液體硅膠形成的凝膠硅膠圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無引線的LED模組，其特征在于，所述的固體硅膠圈側(cè)邊對應(yīng)的透鏡模組(207)平面的位置上，開有凹槽，用于涂液體硅膠。
專利摘要本實用新型涉及一種無引線的LED模組，包括散熱器、PCB板、LED芯片、封裝膠體、密封硅膠和透鏡模組，所述LED芯片焊接在PCB板上，正負(fù)電極分別焊在相對應(yīng)的電極焊盤上；所述PCB板與散熱器貼合；所述透鏡模組安裝在LED芯片上，內(nèi)部填充封裝膠體。LED芯片直接焊接在PCB板上，省略了傳統(tǒng)的LED封裝過程，省略了包含有熱沉的支架，使LED芯片的熱量直接擴散到高導(dǎo)熱率的PCB板及散熱器，提高了散熱效果。透鏡模組與LED芯片之間，僅有封裝膠體，光線經(jīng)過介質(zhì)少，透過率高，并且填充膠體與透鏡模組的折射率匹配，反射損失少，提高了LED模組的出光率。
文檔編號H01L33/64GK202120907SQ20112020691
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者楊帆, 陳凱, 黃建明 申請人:杭州華普永明光電股份有限公司