專利名稱：一種單引線的led模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體應(yīng)用和封裝領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種單引線的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(lái)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(zhǎng)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(diǎn)，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(wèn)題，國(guó)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(kāi)，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(diǎn)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器件置于金屬基線路板上，金屬基板置于散熱器上。熱量通過(guò)熱沉、鋁基板等散熱通道后經(jīng)散熱器擴(kuò)散出去。也就是說(shuō)，采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)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焊接到線路板102，如鋁基板，線路板102通過(guò)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(guò)封裝內(nèi)部熱沉、線路板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(guò)的導(dǎo)熱通道的中間介層多，而且LED熱沉與線路板102、線路板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(duì)于一般的LED應(yīng)用燈具，光從芯片發(fā)出后一般要經(jīng)過(guò)熒光粉、封裝透鏡、空氣、 配光透鏡再到透光罩，光線經(jīng)過(guò)的介質(zhì)多，每個(gè)界面都會(huì)發(fā)生反射損失，因此總的光學(xué)透過(guò)率低。因而，存在散熱性能不佳、光學(xué)透過(guò)率低、生產(chǎn)工序復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決以上提出的問(wèn)題，提供一種散熱效能好、出光效率高、生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單，成本低廉的單引線的LED模組。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的一種單引線的LED模組，包括散熱器、線路板、LED芯片、熒光份、封裝膠體、密封硅膠和透鏡模組，所述LED芯片下表面焊接在線路板電極焊盤(pán)上，LED芯片上表面通過(guò)引線焊接到線路板另一電級(jí)；所述線路板與散熱器貼合；所述透鏡模組安裝在LED芯片上，內(nèi)部填充封裝膠體。作為優(yōu)選，透鏡模組設(shè)計(jì)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，所述的透鏡模組設(shè)計(jì)有至少兩個(gè)以上的透鏡。[0013]作為優(yōu)選，所述LED芯片兩個(gè)電極分別位于芯片上下表面，下表面電極鍍有焊料鍍層，上表面有熒光粉。。作為優(yōu)選，LED芯片并聯(lián)有LED開(kāi)路保護(hù)器，其作用為開(kāi)路保護(hù)以及防靜電。作為優(yōu)選，所述的線路板為金屬基線路板，包含金屬層，絕緣層和電氣層；電氣層設(shè)置有電極焊盤(pán)表面鍍銀或金或鎳。作為優(yōu)選，所述的線路板為高導(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(pán)，鍍有銀或鎳或金。作為優(yōu)選，所述的封裝膠體折射率在1. 4到1. 6之間。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(duì)應(yīng)的透鏡模組平面的位置上，開(kāi)有凹槽，用于涂液體硅膠。本實(shí)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(kāi)，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(diǎn)而投入巨大的人力物力而本發(fā)明跳出了該思維模式的定勢(shì)，徹底拋棄了 LED器件的支架，LED芯片直接封裝在線路板上，省略了包含有熱沉的支架，使LED芯片的熱量不經(jīng)過(guò)熱沉這一中間層，直接擴(kuò)散到高導(dǎo)熱率的線路板及散熱器，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到1. 6 之間，光線經(jīng)過(guò)介質(zhì)少，透過(guò)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(jiǎn)單，成本低廉。
圖1為現(xiàn)有的LED器件的封裝示例圖；圖2為本發(fā)明LED模組實(shí)施例示意圖；圖3為本發(fā)明線路板組成示意圖；圖4為本發(fā)明透鏡模組示意圖；圖中，101是散熱器，102是線路板，103是LED器件，201是散熱器，202是線路板， 203是LED芯片，204是LED開(kāi)路保護(hù)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(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明一種單引線的LED模組，包括散熱器201、線路板202、LED芯片203、熒光粉、封裝膠體、密封硅膠206和透鏡模組207，所述LED芯片203下表面電極通過(guò)共晶工藝焊接在線路板202電極焊盤(pán)上，LED芯片203上表面電極通過(guò)引線焊接到線路板202另一電極焊盤(pán)； 所述線路板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。[0031]所述線路板202與散熱器201以面接觸的形式貼合。透鏡模組207設(shè)計(jì)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設(shè)計(jì)有至少兩個(gè)以上的透鏡。所述LED芯片203兩個(gè)電極分別位于芯片上下表面，下表面電極鍍有焊料鍍層，上表面有熒光粉。。所述熒光粉可直接點(diǎn)在LED芯片203之上，或者噴涂、或者貼裝在LED芯片203之上。LED芯片203并聯(lián)有LED開(kāi)路保護(hù)器204，其作用為開(kāi)路保護(hù)以及防靜電。所述的線路板202為金屬基線路板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(pán)，電極焊盤(pán)表面鍍銀或金或鎳。所述的線路板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(pán)，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(duì)應(yīng)的透鏡模組207平面的位置上，開(kāi)有凹槽，用于涂液體硅膠。所述的透鏡模組207有一個(gè)整體平面，平面上明顯看到一個(gè)個(gè)凸起的是透鏡(如果倒著看，就是透鏡凹坑)，該平面四周邊緣位置先附上一個(gè)固體硅膠圈，固體硅膠圈外側(cè)或內(nèi)側(cè)位置，對(duì)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(qǐng)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器件焊接在不同的線路板，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(chǎng)合，并成為行業(yè)技術(shù)偏見(jiàn)，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(guò)率低、部件復(fù)雜等缺點(diǎn)。本申請(qǐng)將LED芯片203直接載覆在線路板202上，并且采用透鏡模組207 —次配光，達(dá)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載覆在線路板202 上的封裝問(wèn)題。實(shí)施例如圖2所示，一種LED模組包括散熱器201，線路板202，LED芯片203，LED開(kāi)路保護(hù)器204，熒光粉，封裝膠體，密封硅膠206，透鏡模組207。本實(shí)施例中，LED開(kāi)路保護(hù)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(duì)應(yīng)的透鏡模組207平面的位置上，開(kāi)有凹槽，用于涂液體硅膠。本實(shí)施例中，所述的透鏡模組207有一個(gè)整體平面，平面上明顯看到一個(gè)個(gè)凸起的是透鏡(如果倒著看，就是透鏡凹坑)，該平面四周邊緣位置先附上一個(gè)固體硅膠圈，固體硅膠圈外側(cè)或內(nèi)側(cè)位置，對(duì)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正負(fù)電極分別位于芯片上下表面，下表面鍍有焊料鍍層。LED開(kāi)路保護(hù)器204與LED芯片203并聯(lián)，其作用為開(kāi)路保護(hù)和防靜電。本實(shí)施例中，所述的焊料鍍層為Au-Sn鍍層，根據(jù)實(shí)施需要，也可以選用其他可當(dāng)作焊料的合金鍍層。[0046]線路板202采用金屬基板或其它高導(dǎo)熱率基板。本實(shí)施例中，所述的線路板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(pán)處，鍍有銀、鎳或者金，其作用為提高反射率，加強(qiáng)出光效果。根據(jù)運(yùn)用需要，所述的線路板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(pán)處，鍍有銀、鎳或者金。散熱器201和線路板202可以通過(guò)螺釘?shù)裙潭ㄟB接在一起。如圖4所示，透鏡模組207底面設(shè)計(jì)有至少兩個(gè)以上的透鏡凹坑401，內(nèi)部填充封裝膠體。四周設(shè)計(jì)有倒扣結(jié)構(gòu)402，透鏡模組207與散熱器201通過(guò)倒扣結(jié)構(gòu)402固定，并通過(guò)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(jì)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。從上可知，LED芯片203直接封裝在線路板202上，LED芯片203的熱量直接傳導(dǎo)到線路板202和散熱器201，沒(méi)有經(jīng)過(guò)LED封裝熱沉，以及LED熱沉與線路板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(lái)，沒(méi)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(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型核心技術(shù)特征的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種單引線的LED模組，包括散熱器(201)、線路板(202)、LED芯片(203)、熒光粉、 封裝膠體、密封硅膠(206)和透鏡模組007)，其特征在于，所述LED芯片(20 下表面焊接在線路板O02)電極焊盤(pán)上，LED芯片(203)上表面通過(guò)引線焊接到線路板O02)另一電級(jí)；所述線路板(20 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所述的單引線的LED模組，其特征在于，透鏡模組(207)設(shè)計(jì)有倒扣結(jié)構(gòu)002)，散熱器O01)倒扣在透鏡模組(207)上形成緊閉固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED模組，其特征在于，所述的透鏡模組(207)設(shè)計(jì)有至少兩個(gè)以上的透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單引線的LED模組，其特征在于，所述LED芯片(203)兩個(gè)電極分別位于芯片上下表面，下表面電極鍍有焊料鍍層，上表面有熒光粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單引線的LED模組，其特征在于，LED芯片(203)并聯(lián)有LED 開(kāi)路保護(hù)器(204)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單引線的LED模組，其特征在于，所述的線路板(202)為金屬基線路板002)，包含金屬層(301)，絕緣層(30 和電氣層(303)；電氣層(30 設(shè)置有電極焊盤(pán)表面鍍銀或金或鎳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單引線的LED模組，其特征在于，所述的線路板(202)為高導(dǎo)熱陶瓷基板，包含陶瓷層和電氣層(303)，電氣層(30 設(shè)置有電極焊盤(pán)，鍍有銀或鎳或金。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單引線的LED模組，其特征在于，所述的封裝膠體折射率在 1.4至Ij 1.6之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單引線的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。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單引線的LED模組，其特征在于，所述的固體硅膠圈側(cè)邊對(duì)應(yīng)的透鏡模組(207)平面的位置上，開(kāi)有凹槽，用于涂液體硅膠。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種單引線的LED模組，包括散熱器、線路板、LED芯片、熒光粉、封裝膠體、密封硅膠和透鏡模組，所述LED芯片下表面焊接在線路板電極焊盤(pán)上，LED芯片上表面通過(guò)引線焊接到線路板另一電級(jí)；所述線路板與散熱器貼合；所述透鏡模組安裝在LED芯片上方，內(nèi)部填充封裝膠體。LED芯片直接焊接在線路板上，省略了傳統(tǒng)的LED封裝過(guò)程，省略了包含有熱沉的支架，使LED芯片的熱量直接擴(kuò)散到高導(dǎo)熱率的線路板及散熱器，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(guò)介質(zhì)少，透過(guò)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(hào)H01L33/52GK202120908SQ201120206930
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:杭州華普永明光電股份有限公司