Led三維封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種LED三維封裝結(jié)構(gòu)，包括第一基板以及第二基板，所述第一基板與所述第二基板沿厚度方向疊加，所述第一基板上包括嵌入式設(shè)置地發(fā)光組件，所述第二基板包括嵌入式設(shè)置地、用于控制所述發(fā)光組件發(fā)光的控制電路元件，所述控制電路元件與所述發(fā)光組件電連接。采用該三維封裝結(jié)構(gòu)將各組件封裝在第一基板及第二基板內(nèi)，減省了原封裝體所占面積，以降低模組基板所需的總面積；通過通孔互連技術(shù)，加上將各組件以嵌入型式封裝及疊加結(jié)構(gòu)，有效增加集成密度，從而進(jìn)一步縮小LED模組的尺寸；用導(dǎo)熱膠粘劑材料將模組層鍵合，能夠強(qiáng)化整體模組結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度，并保證元件所產(chǎn)生的熱量能有效傳導(dǎo)。
【專利說明】LED三維封裝結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED照明領(lǐng)域，尤其涉及一種LED三維封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，LED照明模組正朝著多功能、小體積、低成本的方向發(fā)展，但是，現(xiàn)在集成技術(shù)不能滿足LED照明的需要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中LED封裝技術(shù)主要包括3個(gè)部分的連接:LED模組、散熱器以及電路。
[0004]首先，LED模組，所謂LED模組是將一個(gè)或多個(gè)LED光源封裝在基板上。最常見的封裝方法就是將LED芯片封裝在支架內(nèi)，再把封裝體焊接到基板上的引腳框架內(nèi)。也有進(jìn)一步的將LED集成封裝在基板上，將其它電路或控制元件，例如穩(wěn)壓二極管、用于光輸出和結(jié)溫測試的光學(xué)傳感元件等，封裝在同一基板上，通過PCB板上的電路相互連接。
[0005]緊接著是散熱器，LED模組通常與散熱器連接，LED工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量可以通過散熱片釋放出來。
[0006]最后是電路，電路是各功能組件的電連接，一般以基板為載體。電路還具有連接LED模組之外的其他功能，例如控制元件或傳感器元件(包括LED結(jié)溫傳感器、流明輸出傳感器、CCT傳感器和一些具有特殊應(yīng)用的傳感器等)與輸出電路相連。
[0007]基于現(xiàn)有技術(shù)由于制造技術(shù)及材料的限制，微型化有一定的困難；布置元器件的空間非常有限；熱擴(kuò)散的空間非常有限；各組件獨(dú)立設(shè)計(jì)，組合困難；各組件尺寸不統(tǒng)一；各組件連接口位置，連接機(jī)制沒有規(guī)范；各組件應(yīng)用尺寸較大元器件；各組件間，材料不匹配；現(xiàn)有技術(shù)要將光模組及驅(qū)動(dòng)模組疊加連接為一體模組不能實(shí)現(xiàn)；縮減尺寸十分困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種有效增加集成密度，減省原封裝體所占面積的LED三維封裝結(jié)構(gòu)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種LED三維封裝結(jié)構(gòu)，包括第一基板以及第二基板，所述第一基板與所述第二基板沿厚度方向疊加，所述第一基板上包括嵌入式設(shè)置地發(fā)光組件，所述第二基板包括嵌入式設(shè)置地、用于控制所述發(fā)光組件發(fā)光的控制電路元件，所述控制電路元件與所述發(fā)光組件電連接。
[0010]其中，所述第一基板與所述第二基板之間還設(shè)置有用于導(dǎo)熱的導(dǎo)熱層。
[0011]其中，所述導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱膠粘劑，所述第一基板與所述第二基板之間通過導(dǎo)熱粘劑粘接。
[0012]其中，所述發(fā)光組件包括LED裸芯片及驅(qū)動(dòng)電路裸芯片。
[0013]其中，所述第一基板上設(shè)置有多個(gè)第一碗杯及通孔，所述LED裸芯片的表面涂覆突光粉且被封裝在一第一碗杯中，所述驅(qū)動(dòng)電路裸芯片封裝在另外的第一碗杯中。
[0014]其中，所述第二基板上設(shè)置有第二碗杯，所述控制電路元件封裝在所述第二碗杯中。[0015]其中，所述第一基板與所述第二基板上設(shè)置有第一金屬導(dǎo)電層及第二金屬導(dǎo)電層，所述第一金屬導(dǎo)電層將所述第一碗杯及通孔電互聯(lián)，所述第二金屬導(dǎo)電層將所述第二碗杯電互聯(lián)，所述通孔中注有導(dǎo)電材料，所述通孔中導(dǎo)電材料與所述第二基板上的第二金屬導(dǎo)電層電連接。
[0016]其中，所述第一金屬導(dǎo)電層及第二金屬導(dǎo)電層為鋁導(dǎo)電層。
[0017]其中，所述發(fā)光組件及控制電路元件封裝后的高度小于或等于第一基板及第二基板面的高度。
[0018]其中，所述第一基板與所述第二基板為硅基板，所述硅基板規(guī)格為100晶體結(jié)構(gòu)的硅片。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過三維封裝結(jié)構(gòu)將各組件封裝在基板內(nèi)，減省了原封裝體所占面積，以降低模組基板所需的總面積。
[0020]通過通孔互連技術(shù)，加上將組件以嵌入型式封裝及疊加結(jié)構(gòu)，有效增加集成密度，從而進(jìn)一步縮小LED模組的尺寸。
[0021]降低模組基板的總面積及以各組件集成封裝，省卻封裝材料及簡化工序，降低成本。
[0022]由于模組微型化，加上無需額外驅(qū)動(dòng)模組，可以將燈具的熱沉位置騰出，供放置附加控制模組，為實(shí)現(xiàn)智能化照明提供基礎(chǔ)。
[0023]通過以導(dǎo)熱膠粘劑材料將模組層鍵合，能夠強(qiáng)化整體模組結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度，并保證元件所產(chǎn)生的熱量能有效傳導(dǎo)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是封裝后的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0025]圖2是封裝前的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0026]圖3是第一基板及第二基板的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0027]標(biāo)號(hào)說明:
[0028]1、第一基板；2、第二基板；3、導(dǎo)熱層；11、第一碗杯；12、通孔；13、LED裸芯片；14、驅(qū)動(dòng)電路裸芯片；15、導(dǎo)電材料；16、塑封料；17、第一金屬導(dǎo)電層；18、突光粉；21、第二碗杯；22、第二金屬導(dǎo)電層；24、控制電路元件。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0030]如圖1示出了一種LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其主要應(yīng)用于照明、通訊、消費(fèi)性電子、汽車、廣告、路燈、裝飾等領(lǐng)域。該LED三維封裝結(jié)構(gòu)包括第一基板1、第二基板2、發(fā)光組件及控制電路元件24，該第一基板I設(shè)置在第二基板2的上方，并且該第一基板I與第二基板2兩者之間沿厚度方向疊加在一起。在第一基板I與第二基板2之間鋪設(shè)有導(dǎo)熱層3，使得發(fā)光組件及控制電路元件24工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量可以通過導(dǎo)熱層釋放出來。
[0031]本實(shí)施例中，第一基板I與第二基板2采用硅基板，該硅基板的規(guī)格為100晶體結(jié)構(gòu)的硅片，優(yōu)選的可選用四英寸硅片?？衫斫獾?，在其他一些是實(shí)例中也可為其他一些市場上常見的材質(zhì)制作的基板，規(guī)格也可為其他。該導(dǎo)熱層3為導(dǎo)熱膠粘劑，第一基板I與第二基板2之間通過導(dǎo)熱粘劑粘接。通過用導(dǎo)熱膠粘劑材料將第一基板I及第二基板2鍵合，能夠強(qiáng)化整體模組結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度，并保證元件所產(chǎn)生的熱量能有效傳導(dǎo)。
[0032]一通參閱圖2及圖3，在第一基板I上刻蝕有兩個(gè)第一碗杯11及兩個(gè)通孔12，兩個(gè)通孔12分別位于兩個(gè)第一碗杯11的外側(cè)，在第二基板2上刻蝕有兩個(gè)第二碗杯21。該發(fā)光組件包括LED裸芯片13及驅(qū)動(dòng)電路裸芯片14，該LED裸芯片13設(shè)置在其中一個(gè)第一碗杯11中，驅(qū)動(dòng)電路裸芯片14設(shè)置在另一個(gè)第一碗杯11中，控制電路元件24設(shè)置在第二碗杯21中。當(dāng)然，在其他一些是實(shí)例中，第一碗杯11、第二碗杯21及通孔12也可根據(jù)需要刻蝕多個(gè)，或者刻蝕相互獨(dú)立的多組，之后進(jìn)行切割，制作成封裝成品，這可大大提高工作效率。
[0033]該驅(qū)動(dòng)電路裸芯片14及控制電路元件24安裝到第一碗杯11及第二碗杯21之后，經(jīng)過塑封料16進(jìn)行封裝，本實(shí)施例中，塑封料為環(huán)氧樹脂，而LED裸芯片13表面涂覆熒光粉18，并用熒光粉18進(jìn)行包封。封裝后的發(fā)光組件及控制電路元件24低于第一基板I及第二基板2的基板面，使得基板面部平整便于疊加且節(jié)省空間。
[0034]通過三維封裝工藝將各組件封裝在硅基板內(nèi)，減省了原封裝體所占面積，所以降低模組基板所需的總面積。
[0035]該第一基板I上印刷有第一金屬導(dǎo)電層17,在該第二基板2上印刷有第二金屬導(dǎo)電層22，該第一金屬導(dǎo)電層17將兩個(gè)第一碗杯11及兩個(gè)通孔12相電連接，而第二金屬導(dǎo)電層22印刷在第二基板2的部分面上及第二碗杯21處，將第二碗杯21電連接。該第一基板I的兩個(gè)通孔12中注滿導(dǎo)電材料15，該導(dǎo)電材料15的底部與第二金屬導(dǎo)電層22連接，使得控制電路元件24、驅(qū)動(dòng)電路裸芯片14及LED裸芯片13構(gòu)成回路。通過該通孔互連技術(shù)，加上將各組件以嵌入型式封裝及疊加結(jié)構(gòu)，有效增加集成密度，從而進(jìn)一步縮小LED模組的尺寸。
[0036]本實(shí)施例中，第一金屬導(dǎo)電層17及第二金屬導(dǎo)電層22為鋁導(dǎo)電層，當(dāng)然也可為其他材質(zhì)的金屬制作的導(dǎo)電層，例如銅導(dǎo)電層。
[0037]本是實(shí)例中，該第一碗杯11及第二碗杯21的形狀為梯形，可理解地，在其他一些是實(shí)例中，該第一碗杯11及第二碗杯21還可設(shè)計(jì)成其他形狀，例如矩形或V型，只要方便發(fā)光組件及控制電路元件24的安裝接封裝即可。
[0038]這樣設(shè)置由于模組微型化，加上設(shè)置在第一碗杯11中的驅(qū)動(dòng)電路裸芯片14，因此無需再另設(shè)額外驅(qū)動(dòng)模組，可以將燈具的熱沉位置騰出，供放置附加控制模組，為實(shí)現(xiàn)智能化照明提供基礎(chǔ)。
[0039]此外，還降低了模組基板的總面積及以各組件的集成封裝，可省卻封裝材料及簡化工序，降低成本。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括第一基板以及第二基板，所述第一基板與所述第二基板沿厚度方向疊加，所述第一基板上包括嵌入式設(shè)置地發(fā)光組件，所述第二基板包括嵌入式設(shè)置地、用于控制所述發(fā)光組件發(fā)光的控制電路元件，所述控制電路元件與所述發(fā)光組件電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一基板與所述第二基板之間還設(shè)置有用于導(dǎo)熱的導(dǎo)熱層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱膠粘劑，所述第一基板與所述第二基板之間通過導(dǎo)熱粘劑粘接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述發(fā)光組件包括LED裸芯片及驅(qū)動(dòng)電路裸芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一基板上設(shè)置有多個(gè)第一碗杯及通孔，所述LED裸芯片的表面涂覆熒光粉且被封裝在一第一碗杯中，所述驅(qū)動(dòng)電路裸芯片封裝在另外的第一碗杯中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二基板上設(shè)置有第二碗杯，所述控制電路元件封裝在所述第二碗杯中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一基板與所述第二基板上設(shè)置有第一金屬導(dǎo)電層及第二金屬導(dǎo)電層，所述第一金屬導(dǎo)電層將所述第一碗杯及通孔電互聯(lián)，所述第二金屬導(dǎo)電層將所述第二碗杯電互聯(lián)，所述通孔中注有導(dǎo)電材料，所述通孔中導(dǎo)電材料與所述第二基板上的第二金屬導(dǎo)電層電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一金屬導(dǎo)電層及第二金屬導(dǎo)電層為鋁導(dǎo)電層。``
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述發(fā)光組件及控制電路元件封裝后的高度小于或等于第一基板及第二基板面的高度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的LED三維封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一基板與所述第 基板為娃基板，所述娃基板規(guī)格為100晶體結(jié)構(gòu)的娃片。
【文檔編號(hào)】H01L33/54GK203386808SQ201320417545
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】林洺鋒, 韋嘉, 梁潤園, 張春旺, 徐振雷, 胡丹, 包厚華 申請人:廣東洲明節(jié)能科技有限公司