一種大功率led芯片集成封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，包括：若干大功率發(fā)光二極管芯片；一基板，所述芯片固定在該基板上；熒光膠，該熒光膠涂覆在芯片表面或者芯片置于熒光膠之中；至少兩個(gè)電極，分別作為正極和負(fù)極；若干導(dǎo)線，該導(dǎo)線用于連接芯片與芯片、芯片與電極；一圍墻和一光學(xué)玻璃，該圍墻設(shè)置在所述基板上，該光學(xué)玻璃固定在圍墻上方，基板、光學(xué)玻璃、圍墻三者構(gòu)成密封不透氣的腔體，所述芯片、熒光膠、導(dǎo)線位于該腔體內(nèi)，所述電極從該腔體內(nèi)延伸至腔體外，所述光學(xué)玻璃作為出光面。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)可以降低膠體的生產(chǎn)成本、提升出光量、提升出光的質(zhì)量、提升信賴(lài)性、提升耐候性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電【技術(shù)領(lǐng)域】中的LED芯片封裝，尤其是一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]LED光源具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長(zhǎng)、安全可靠性強(qiáng)、有利于環(huán)保等特性，特別是在全球倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的今天，LED照明產(chǎn)品成為了全球照明市場(chǎng)的寵兒。
[0003]目前在高亮度白光LED領(lǐng)域，制備LED集成封裝模塊方法是:首先將芯片貼在具有高反射性能的基板上，然后通過(guò)引線鍵合的方式將芯片的電極接到支架或電路上，之后在芯片上面涂摻了熒光粉的硅膠(熒光膠)，固化成型后，再在外面涂一層沒(méi)有參雜的硅膠用于保護(hù)金線或電極。這種傳統(tǒng)的封裝方式雖然簡(jiǎn)單，但存在以下幾個(gè)不利因素:
1、成本高:現(xiàn)有的大功率LED芯片集成封裝，單個(gè)產(chǎn)品相對(duì)需要很大量的封裝膠水，而目市場(chǎng)上信賴(lài)性好的膠水多為進(jìn)口，價(jià)格很高。
[0004]2、出光效果不理想:現(xiàn)有的大功率LED芯片集成封裝，由于熒光膠和外封膠的厚度至少都在0.5mm以上，膠水的透光性隨著厚度的增加逐漸降低，以至于有一部分光衰減在膠體中，由于膠水自身的導(dǎo)熱性很差，衰減的光轉(zhuǎn)變成熱，加快膠水及芯片等材料的衰減速度。
[0005]3、穩(wěn)定性不理想:由于集成LED光源封裝密度高，且發(fā)光面比一般的LED光源大很多，在使用過(guò)程中，膠體由于溫度產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)比小功率的或者單顆LED光源大很多，這種應(yīng)力會(huì)把芯片與芯片或者芯片與支架或者芯片與電路之間鍵合的導(dǎo)線拉斷，從而造成集成光源死燈，或者膠體克服不了這種應(yīng)力而造成LED集成光源面裂膠(膠裂)。
[0006]4、耐候性不佳:由于硅膠是LED封裝的主要密封保護(hù)材料，但由于硅膠沒(méi)有100%的氣密性，正是這個(gè)因素導(dǎo)致LED集成光源長(zhǎng)期使用過(guò)程中，空氣中的不利氣體或者有害的化學(xué)元素透過(guò)硅膠層對(duì)基板反射層造成致命危害，比如鍍銀基板硫化反應(yīng)、氧化反應(yīng)等或者對(duì)其它工藝反射面造成不利的化學(xué)反應(yīng)等，這些都會(huì)嚴(yán)重影響基板的反射率，從而造成LED光源光通量輸出嚴(yán)重下降，光源色坐標(biāo)嚴(yán)重偏移等現(xiàn)象，或污染封裝封裝膠體，降低原有的物理和化學(xué)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種低成本、出光效果好、穩(wěn)定性高、耐候性佳的大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，包括:
若干大功率發(fā)光二極管芯片；
一基板，所述芯片固定在該基板上；
熒光膠，該熒光膠涂覆在芯片表面或者芯片置于熒光膠之中；至少兩個(gè)電極，分別作為正極和負(fù)極；
若干導(dǎo)線，該導(dǎo)線用于連接芯片與芯片、芯片與電極；
其特征在于:其還包括一圍墻和一光學(xué)玻璃，該圍墻設(shè)置在所述基板上，該光學(xué)玻璃固定在圍墻上方，基板、光學(xué)玻璃、圍墻三者構(gòu)成密封不透氣的腔體，所述芯片、熒光膠、導(dǎo)線位于該腔體內(nèi)，所述電極從該腔體內(nèi)延伸至腔體外，所述光學(xué)玻璃作為出光面。
[0009]進(jìn)一步的，本技術(shù)方案中導(dǎo)線有兩種方案，一種是導(dǎo)線為金線、銅線、銀線和合金線中的一種或多種組合，此方案中，所述電極設(shè)置在基板上或者嵌置在圍墻中這兩種方式。
[0010]本技術(shù)方案中導(dǎo)線的另一種方案是:所述導(dǎo)線為設(shè)置在基板上的導(dǎo)電電路，芯片倒裝以使其極點(diǎn)通過(guò)該導(dǎo)電電路連接芯片和電極，所述電極設(shè)置在基板上。
[0011]作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光學(xué)玻璃為高透光率的玻璃板，該玻璃板的出光面為粗化或霧化處理過(guò)的表面。
[0012]進(jìn)一步的，所述圍墻的頂部?jī)?nèi)側(cè)壁設(shè)置有凹陷的臺(tái)階，所述光學(xué)玻璃設(shè)置在該臺(tái)階上。[0013]其中，所述臺(tái)階上設(shè)有凹槽，該凹槽內(nèi)填充有密封介質(zhì)。
[0014]所述基板為單層或多層結(jié)構(gòu)的鋁基板或銅基板或陶瓷基板或玻纖板。
[0015]所述芯片通過(guò)銀膠粘結(jié)或錫焊接或共晶焊工藝焊接在基板上。
[0016]所述若干大功率發(fā)光二極管芯片均勻分布在基板并排列成LED陣列。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
(i)降低生產(chǎn)成本:本發(fā)明大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)中芯片上只需點(diǎn)涂厚度在
0.3mm以下的熒光膠，不再需要外封膠的點(diǎn)涂，對(duì)比以往膠的用量有很大幅度的減少和膠體厚度也有很大的減?。?br> (?)出光量提升:由于膠體的厚度有很大幅度的減小，從而減少光在膠體的衰減，相比傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)出光率會(huì)有一定幅度的提升；
(iii)提升光的質(zhì)量:本發(fā)明大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)通過(guò)使用經(jīng)過(guò)表面粗化的光學(xué)玻璃作為出光面，由于作為出光面或者出光面的某些部位的光學(xué)玻璃經(jīng)過(guò)不同程度的粗化，相對(duì)增加的出光面的出光面積，提升出光量，同時(shí)由于出光面的粗化，使經(jīng)過(guò)該面的光線發(fā)生散射或者漫反射，使的經(jīng)過(guò)該面的光線充分均勻的混合，這樣可以大大改善傳統(tǒng)光源一直存的光源邊緣顏色發(fā)黃或者發(fā)綠這一現(xiàn)象。
[0018](iv)信賴(lài)性提升:本發(fā)明大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)線完全置于密封腔體的空氣中，避免了傳統(tǒng)膠體內(nèi)應(yīng)力對(duì)導(dǎo)線造成的危害，相對(duì)傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)，導(dǎo)線是完全置于膠體之中，無(wú)法避免膠體的應(yīng)力對(duì)導(dǎo)線造成的危害；
(v)耐候性提升:本發(fā)明大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，是以光學(xué)玻璃做為起保護(hù)的介質(zhì)，玻璃氣密性相對(duì)的比封裝膠要好的很多，可以完全杜絕空氣中的不利氣體或者元素透過(guò)玻璃層對(duì)里面的基板反射層造成致命危害，比如鍍銀基板硫化反應(yīng)、氧化反應(yīng)等或者對(duì)其它工藝反射面造成不利的化學(xué)反應(yīng)等，這些都會(huì)嚴(yán)重影響基板的反射率，從而造成LED光源光通量輸出嚴(yán)重下降，光源色坐標(biāo)嚴(yán)重偏移等現(xiàn)象，同時(shí)可以完全克服上述不利因素對(duì)芯片、熒光膠、電極、導(dǎo)線造成的危害。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0020]圖1本發(fā)明實(shí)例I LED有導(dǎo)線封裝結(jié)構(gòu)剖面圖(電極在基板);
圖2本發(fā)明實(shí)例2 LED有導(dǎo)線封裝結(jié)構(gòu)剖面圖(電極在圍墻)；
圖3本發(fā)明實(shí)例3 LED無(wú)導(dǎo)線封裝結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖4本發(fā)明實(shí)例4 LED熒光膠涂覆封裝結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖5為本發(fā)明的圍墻局部不意圖。
[0021]附圖標(biāo)注說(shuō)明:芯片1、基板2、熒光膠3、電極4、導(dǎo)線5、圍墻6、光學(xué)玻璃7、腔體
8、臺(tái)階9、凹槽10、密封介質(zhì)11。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1-圖4所示，分別為本發(fā)明的四個(gè)實(shí)施例；具體為:
圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1:(有導(dǎo)線封裝、電極在基板)
一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，包括:若干大功率發(fā)光二極管芯片I ;基板2，所述芯片I固定在該基板2上；熒光膠3，芯片I置于熒光膠3之中；兩個(gè)電極4，分別作為正極和負(fù)極；若干導(dǎo)線5，該導(dǎo)線5用于連接芯片I與芯片1、芯片I與電極4，導(dǎo)線5為金線、銅線、銀線和合金線中的一種或多種組合；一圍墻6和一光學(xué)玻璃7，該圍墻6設(shè)置在所述基板2上，該光學(xué)玻璃7固定在圍墻6上方，基板2、光學(xué)玻璃7、圍墻6三者構(gòu)成密封不透氣的腔體8，所述芯片1、熒光膠3、導(dǎo)線5位于該腔體8內(nèi)，所述電極4設(shè)置在基板2上并從該腔體8內(nèi)延伸至腔體8外，所述光學(xué)玻璃7作為出光面。
[0023]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例2:(有導(dǎo)線封裝、電極在圍墻)
一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，包括:若干大功率發(fā)光二極管芯片I ;基板2，所述芯片I固定在該基板2上；熒光膠3，芯片I置于熒光膠3之中；兩個(gè)電極4，分別作為正極和負(fù)極；若干導(dǎo)線5，該導(dǎo)線5用于連接芯片I與芯片1、芯片I與電極4，導(dǎo)線5為金線、銅線、銀線和合金線中的一種或多種組合；一圍墻6和一光學(xué)玻璃7，該圍墻6設(shè)置在所述基板2上，該光學(xué)玻璃7固定在圍墻6上方，基板2、光學(xué)玻璃7、圍墻6三者構(gòu)成密封不透氣的腔體8，所述芯片1、熒光膠3、導(dǎo)線5位于該腔體8內(nèi)，所述電極4嵌置在圍墻6中并從該腔體8內(nèi)延伸至腔體8外，所述光學(xué)玻璃7作為出光面。
[0024]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例3:(芯片倒裝式無(wú)導(dǎo)線封裝、電極在基板)
一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，包括:若干大功率發(fā)光二極管芯片I ;基板2，所述芯片I倒裝在該基板2上；熒光膠3，芯片I置于熒光膠3之中；兩個(gè)電極4，分別作為正極和負(fù)極；若干導(dǎo)線5，該導(dǎo)線5用于連接芯片I與芯片1、芯片I與電極4，導(dǎo)線5不是傳統(tǒng)意義上的導(dǎo)線，而是設(shè)置在基板2上的導(dǎo)電電路，芯片I倒裝以使其極點(diǎn)通過(guò)該導(dǎo)電電路連接芯片I和電極4 ;一圍墻6和一光學(xué)玻璃7，該圍墻6設(shè)置在所述基板2上，該光學(xué)玻璃7固定在圍墻6上方，基板2、光學(xué)玻璃7、圍墻6三者構(gòu)成密封不透氣的腔體8，所述芯片1、熒光膠3、導(dǎo)線5位于該腔體8內(nèi)，所述電極4設(shè)置在基板2上并從該腔體8內(nèi)延伸至腔體8夕卜，所述光學(xué)玻璃7作為出光面。
[0025]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例4:(芯片倒裝式無(wú)導(dǎo)線封裝、電極在基板、熒光膠涂覆) 一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，包括:若干大功率發(fā)光二極管芯片I ;基板2，所述
芯片I倒裝在該基板2上；熒光膠3，該熒光膠3涂覆在芯片I表面；兩個(gè)電極4，分別作為正極和負(fù)極；若干導(dǎo)線5，該導(dǎo)線5用于連接芯片I與芯片1、芯片I與電極4，導(dǎo)線5不是傳統(tǒng)意義上的導(dǎo)線，而是設(shè)置在基板2上的導(dǎo)電電路，芯片I倒裝以使其極點(diǎn)通過(guò)該導(dǎo)電電路連接芯片I和電極4 ;一圍墻6和一光學(xué)玻璃7，該圍墻6設(shè)置在所述基板2上，該光學(xué)玻璃7固定在圍墻6上方，基板2、光學(xué)玻璃7、圍墻6三者構(gòu)成密封不透氣的腔體8，所述芯片
1、熒光膠3、導(dǎo)線5位于該腔體8內(nèi)，所述電極4設(shè)置在基板2上并從該腔體8內(nèi)延伸至腔體8外,所述光學(xué)玻璃7作為出光面。
[0026]在本技術(shù)方案中，所述光學(xué)玻璃7為高透光率的玻璃板，該玻璃板的出光面為粗化或霧化處理過(guò)的表面，相對(duì)增加的出光面的出光面積，提升出光量，同時(shí)由于出光面的粗化，使經(jīng)過(guò)該面的光線發(fā)生散射或者漫反射，使的經(jīng)過(guò)該面的光線充分均勻的混合，這樣可以大大改善傳統(tǒng)光源一直存的光源邊緣顏色發(fā)黃或者發(fā)綠這一現(xiàn)象。
[0027]此外，基板2為單層或多層結(jié)構(gòu)的鋁基板或銅基板或陶瓷基板或玻纖板，芯片I通過(guò)銀膠粘結(jié)或錫焊接或共晶焊工藝焊接在基板2上，所述若干大功率發(fā)光二極管芯片I均勻分布在基板2并排列成LED陣列。
[0028]本技術(shù)方案四種實(shí)施例中，所述圍墻6的頂部?jī)?nèi)側(cè)壁設(shè)置有凹陷的臺(tái)階9 (如圖5所示)，所述光學(xué)玻璃7設(shè)置在該臺(tái)階9上，所述臺(tái)階9上設(shè)有凹槽10，該凹槽10內(nèi)填充有密封介質(zhì)11，通過(guò)此凹槽10與密封介質(zhì)11實(shí)現(xiàn)光學(xué)玻璃7與圍墻6的密封。
[0029]據(jù)本發(fā)明大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，具體步驟如下:
1:基板清洗、烘干；
2:芯片分檢、擴(kuò)晶；
3:固晶:通過(guò)銀膠或錫(金錫合金)焊接或共晶焊工藝將芯片固定在基板上；
4:導(dǎo)線焊接一一完成芯片間、和芯片與電極間的引線連線；
5:點(diǎn)熒光粉一一可以通過(guò)點(diǎn)熒光膠或者熒光膠涂覆工藝完成；
6:玻璃密封通過(guò)密封介質(zhì)把玻璃和圍墻的結(jié)合完成對(duì)芯片、電極、導(dǎo)線、熒光膠的密封。
[0030]如上所述，應(yīng)用本發(fā)明的大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，通過(guò)腔體的建立，可以減小熒光膠的厚度和去除外封膠，不僅降低光在膠體中的衰減量，更減少封裝膠水用量，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)利用經(jīng)過(guò)表面粗化的光學(xué)玻璃作為出光面，不僅可以提升出光率，也克服了由于硅膠的氣密性不良造成的有害氣體或者元素對(duì)基板反射層造成污染等不良影響的問(wèn)題，同時(shí)由于本發(fā)明方法使導(dǎo)線完全置于膠體之外，這樣克服了膠體內(nèi)應(yīng)力對(duì)導(dǎo)線的影響。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，只要以基本相同手段實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，包括: 若干大功率發(fā)光二極管芯片(I); 一基板(2),所述芯片(I)固定在該基板(2)上； 熒光膠(3)，該熒光膠(3)涂覆在芯片(I)表面或者芯片(I)置于熒光膠(3)之中； 至少兩個(gè)電極(4)，分別作為正極和負(fù)極； 若干導(dǎo)線(5)，該導(dǎo)線(5)用于連接芯片(I)與芯片(I)、芯片(I)與電極(4); 其特征在于:其還包括一圍墻(6)和一光學(xué)玻璃(7)，該圍墻(6)設(shè)置在所述基板(2)上，該光學(xué)玻璃(7)固定在圍墻(6)上方，基板(2)、光學(xué)玻璃(7)、圍墻(6)三者構(gòu)成密封不透氣的腔體(8)，所述芯片(I)、熒光膠(3)、導(dǎo)線(5)位于該腔體(8)內(nèi)，所述電極(4)從該腔體(8 )內(nèi)延伸至腔體(8 )外，所述光學(xué)玻璃(7 )作為出光面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)線(5)為金線、銅線、銀線和合金線中的一種或多種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電極(4)設(shè)置在基板(2)上或者嵌置在圍墻(6)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)線(5)為設(shè)置在基板(2)上的導(dǎo)電電路，芯片(I)倒裝以使其極點(diǎn)通過(guò)該導(dǎo)電電路連接芯片(1)和電極(4)，所述電極(4)設(shè)置在基板(2)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述光學(xué)玻璃(7 )為高透光率的玻璃板，該玻璃板的出光面為粗化或霧化處理過(guò)的表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圍墻(6)的頂部?jī)?nèi)側(cè)壁設(shè)置有凹陷的臺(tái)階(9)，所述光學(xué)玻璃(7)設(shè)置在該臺(tái)階(9)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6述的一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述臺(tái)階(9)上設(shè)有凹槽(10)，該凹槽(10)內(nèi)填充有密封介質(zhì)(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述基板(2)為單層或多層結(jié)構(gòu)的鋁基板或銅基板或陶瓷基板或玻纖板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述芯片(I)通過(guò)銀膠粘結(jié)或錫焊接或共晶焊工藝焊接在基板(2)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的一種大功率LED芯片集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述若干芯片(I)均勻分布在基板(2)并排列成LED陣列。
【文檔編號(hào)】H01L25/075GK103904072SQ201410126783
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】杜姬芳, 王偉, 孟勇亮, 王玉薇 申請(qǐng)人:中山市鴻寶電業(yè)有限公司