本發(fā)明一般地涉及發(fā)光二極管即LED的封裝技術(shù)。更具體地，本發(fā)明涉及通過使用透明固晶膠將LED芯片固定在鑲嵌于鋁基電路板上的固化硅膠上的封裝方法，以及使用該方法制成的LED封裝件。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管(LED)是一種由半導(dǎo)體材料制成的、能直接將電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光顯示器件，其具有低耗電、高亮度的優(yōu)勢，因此廣泛用于各種電子電路、家電、儀表等設(shè)備中作為指示燈和顯示板。并且，與普通白熾燈相比，發(fā)光二極管具有體積小、發(fā)熱量低、耗電量小、壽命長、反應(yīng)速度快、環(huán)保等優(yōu)點，因此也可廣泛用于照明。

現(xiàn)有的發(fā)光二極管是用一片約厚0.12mm的半導(dǎo)體薄片附在一透明硅片上制成的，其光源分為正面及底面，因底面沒有印刷供電導(dǎo)線遮擋，故底面的亮度比正面的亮度高出約20％。在傳統(tǒng)技術(shù)中，所有的LED芯片都是平放固定在一平面板材上，并在LED芯片上印刷供電線路圖，同時努力設(shè)計各種反光技術(shù)，把芯片底部所發(fā)出的光線反射到前面去。但由于存在印刷供電導(dǎo)線，無論反射技術(shù)多好，其反射的光線都會被印刷供電導(dǎo)線遮擋，從而影響出光率。

中國專利申請200810220159.9(公開號CN101442098)公開了一種功率型發(fā)光二極管，其包括垂直安裝在反光罩內(nèi)的LED芯片，且LED芯片的正電極和負電極分別與正電極支架和負電極支架固定連接。這種結(jié)構(gòu)雖然在一定程度上能夠提高LED芯片的出光率，但由于正負電極支架具有相對較大的寬度，仍會阻擋一部分光線，故并未徹底解決前述問題。另外，在該現(xiàn)有技術(shù)中，LED芯片是通過環(huán)氧樹脂固定在反光罩中的，其發(fā)出的熱量不易耗散，而過熱造成的環(huán)氧樹脂老化也會進一步降低該發(fā)光二極管的出光率。

中國專利CN102130239B提出了一種全方位采光的發(fā)光二極管封裝技術(shù)，其中固定有LED芯片、電極及焊線的透明支架直立安裝在透明容器內(nèi)，從而發(fā)光二極管的正面和底面都能夠正常發(fā)光而在垂直于正面和底面的主光路上完全不被遮擋，由此極大地提高了發(fā)光二極管的出光率。

然而，上述方案仍然存在一定的局限性并因此存在改進的空間。具體來說，上述方案需要將LED芯片和電極都粘附到例如玻璃材質(zhì)的透明支架上，而LED芯片在工作時將產(chǎn)生熱量，且玻璃并不是良好的導(dǎo)熱體，因此當使用較高功率(例如1W或更高瓦數(shù))的LED芯片時，將存在嚴重的熱量積聚問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種全方位采光的LED封裝方法，其包括：在鋁板支架上加工出開孔，并在開孔中填滿透明硅膠且固化；利用透明固晶膠將LED芯片固牢在固化的硅膠上；利用焊線實現(xiàn)LED芯片和鋁板支架上的電極的電連接；將帶有LED芯片、電極及焊線的鋁板支架直立固定在透明容器內(nèi)。該鋁板支架的主體可以是鋁基電路板，且上述電極可以是該鋁基電路板表面上的電子電路跡線的一部分。

在優(yōu)選的實施方式中，所述開孔的形狀可以為方形或圓形，或者其形狀可以設(shè)計成使得固化的硅膠與鋁板支架呈現(xiàn)互鎖的構(gòu)型，以防止硅膠從鋁板上脫落。

在進一步的實施方式中，鋁板支架可以直立安裝在透明容器內(nèi)的基座上。例如，可以通過以下步驟以卡接方式實現(xiàn)鋁板支架的直立安裝：將電源線與基座一體成形，其中電源線的一端嵌入基座；在基座中部形成凹槽以暴露出電源線，該凹槽的尺寸被設(shè)置為能夠緊密地卡接帶有電極的鋁板支架；以及將鋁板支架插入凹槽，使電極與電源線之間形成電連接。

在進一步的實施方式中，可以通過在透明容器內(nèi)灌封并固化透明材料來直立固定鋁板支架。

在進一步的實施方式中，可以在透明容器內(nèi)填充絕緣透明液體，以加快散發(fā)LED芯片產(chǎn)生的熱量。此外，還可以在透明容器的內(nèi)表面涂覆一層熒光粉，以防止芯片產(chǎn)生的熱量直接傳導(dǎo)至熒光粉，避免熒光粉因受熱而分解和老化，相應(yīng)地避免了光衰和色差。

在進一步的實施方式中，鋁板支架的厚度可以是約0.4mm至5mm，焊線可以是金線或合金供電導(dǎo)線，且透明容器可以是圓形或方形容器。

在進一步的實施方式中，鋁板支架可以包括成Y形的三個平面分支，相鄰平面分支間的夾角優(yōu)選是120度。

在進一步的實施方式中，鋁板支架可以包括成十字形的四個平面分支，相鄰平面分支間的夾角優(yōu)選是90度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種全方位采光的LED封裝體，其包括：鋁板支架，其具有容納固化硅膠的開口以及在其表面上的電極；通過透明固晶膠固牢在固化硅膠上的LED芯片；焊線，用于實現(xiàn)LED芯片和電極的電連接；以及透明容器；其中帶有LED芯片、電極及焊線的鋁板支架被直立固定在透明容器內(nèi)。

在進一步的實施方式中，該LED封裝體還可以包括位于透明容器內(nèi)的基座。在此實施方式中，鋁板支架可以以卡接方式直立安裝在基座上。

在進一步的實施方式中，可以通過在透明容器內(nèi)灌封并固化透明材料來直立固定鋁板支架。

在進一步的實施方式中，該LED封裝體還可以包括填充在透明容器內(nèi)的絕緣透明液體，和/或涂覆在透明容器的內(nèi)表面的一層熒光粉。

在進一步的實施方式中，鋁板支架的厚度可以是約0.4mm至5mm，焊線可以是金線或合金供電導(dǎo)線，且透明容器可以是圓形或方形容器。

在進一步的實施方式中，鋁板支架可以包括成Y形的三個平面分支，相鄰平面分支間的夾角優(yōu)選是120度。進一步優(yōu)選地，在每個平面分支的同一側(cè)設(shè)置相同數(shù)量的LED芯片。

在進一步的實施方式中，鋁板支架可以包括成十字形的四個平面分支，相鄰平面分支間的夾角優(yōu)選是90度。進一步優(yōu)選地，在每個平面分支的同一側(cè)設(shè)置相同數(shù)量的LED芯片。

本發(fā)明的優(yōu)點在于，鋁板支架的鋁質(zhì)主體與玻璃相比具有好得多的導(dǎo)熱性，從而能夠?qū)ED芯片在工作時所產(chǎn)生的熱量快速傳導(dǎo)出去，防止因熱量的積累而降低LED芯片的使用壽命。因此，本發(fā)明特別適用于較高功率的LED芯片。另外，可以在該鋁基電路板的表面上設(shè)置一層電子電路跡線(包括用于鍵合焊線的電極)，這種加工工藝在LED領(lǐng)域是常用的技術(shù)，而在玻璃等材質(zhì)上則需要更復(fù)雜的加工工藝，因此本發(fā)明的工藝更簡單，并具有明顯的成本優(yōu)勢。

附圖說明

圖1示意性顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的鋁板支架。

圖2示意性顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的LED封裝件的截面圖。

圖3示意性顯示圖2的本發(fā)明的LED封裝件的立體圖，其中部分容器被切除以顯示內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

圖4示意性顯示優(yōu)選的開口形狀，其中(a)為圓形開口，(b)為使得固化硅膠與鋁板支架呈現(xiàn)互鎖構(gòu)型的開口。

圖5示意性顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的鋁板支架俯視圖。

圖6示意性顯示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的鋁板支架俯視圖。

具體實施方式

下面參考附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。首先參考圖1，其示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的鋁板支架。如圖1所示，該鋁板支架4的主體是一片或多片鋁基電路板，其表面上設(shè)置一層電子電路跡線(包括用于鍵合焊線的一個或多個電極3)，而且其厚度約為0.4mm至5mm。在鋁板支架4上加工出適當大小的開孔，然后在開孔中填滿透明硅膠9并將其固化。一個或多個LED芯片2通過透明固晶膠1固定在已固化的透明硅膠的一側(cè)上。芯片與芯片之間以及芯片與電極之間通過焊線5實現(xiàn)電互聯(lián)，該焊線優(yōu)選為常規(guī)鍵合金線，當然也可以是其他金屬或合金供電導(dǎo)線。應(yīng)該理解，雖然圖示了兩個串聯(lián)的LED芯片，但本發(fā)明并不局限于此，例如單一芯片以及兩個或更多個串聯(lián)或并聯(lián)的LED芯片的實施方式也在預(yù)期之中。通過這種實施方式，一方面，LED芯片的雙面均可實現(xiàn)無遮擋發(fā)光，從而得到近乎100％的出光率；另一方面，LED芯片在工作時所產(chǎn)生的熱量可以通過鋁板支架快速地轉(zhuǎn)移走，從而避免芯片所在區(qū)域的熱量積累影響其性能和使用壽命。

圖2和圖3圖示說明了本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝件的一種實施方式。與常規(guī)水平安裝方式不同的是，在此處將固定有LED芯片2、正負電極3以及焊線5的鋁板支架4直立安裝在透明容器7內(nèi)的基座8上，使正負電極3分別與正負電源線6緊密接觸。當二極管通電時，直立支架上的LED芯片的正面可正常發(fā)光，而LED芯片的底部也可透過透明硅膠發(fā)出更亮的光線，由此提高發(fā)光二極管的出光率。

可以通過卡接方式實現(xiàn)鋁板支架的直立安裝，例如將電源線與基座形成為一體，并在基座中部形成凹槽以暴露出電源線的一側(cè)，該凹槽的尺寸被設(shè)置為能夠緊密地卡接帶有電極的鋁板支架，從而當插入支架時，電極與電源 線之間可以形成穩(wěn)固的電連接。通過這種方式，支架和基座可以分別利用標準工藝批量形成，且可以快速組裝。應(yīng)該注意，前述基座并不是本發(fā)明所必需的，任何能將支架直立固定在透明容器內(nèi)的手段都可以使用。例如，可以通過在透明容器內(nèi)灌封并固化透明材料來直立固定支架。

作為選擇，可以在透明容器7內(nèi)填充絕緣透光液體，以加快散發(fā)LED芯片產(chǎn)生的熱量。另外，根據(jù)實際發(fā)光需要，可以在透明容器7的內(nèi)表面涂覆一層熒光粉，從而制成不同顏色的發(fā)光二極管。通過將熒光粉涂覆在透明容器上而不是直接涂覆在LED芯片上，可以防止芯片產(chǎn)生的熱量直接傳導(dǎo)至熒光粉，避免熒光粉因受熱而分解和老化，相應(yīng)地避免了光衰和色差。

雖然圖3中顯示了圓形透明容器，但應(yīng)該理解，方形或其他形狀的透明容器也是適用的。另外，該透明容器可以使用透明塑料或玻璃等材料制成。

圖4示意性顯示優(yōu)選的開口形狀。根據(jù)實際使用的加工工藝以及芯片的數(shù)量，鋁板上的開口可以呈現(xiàn)為圖1所示的長方形以用于多個并排的LED芯片，或者可以針對每個LED芯片形成相應(yīng)的正方形開口，亦或是如圖4中的(a)部分所示的圓形開口。當然，實際所用的開口形狀并不局限于此，例如其可以為橢圓形、圓角矩形等，只要便于加工即可。另外，由于固化的透明硅膠相當于鑲嵌在鋁板支架的開口中，因此為了增強二者之間的穩(wěn)固結(jié)合，可以設(shè)計如圖4中的(b)部分所示的特定開口形狀，其中在矩形開口的兩端額外加工出兩個燕尾槽，如此一來，固化的硅膠與鋁板形成相互咬合的互鎖構(gòu)型，可以防止硅膠從鋁板上脫落。應(yīng)當認識到，硅膠與鋁板的互鎖構(gòu)型并不局限于圖示的形狀，任何使得固化硅膠與鋁板相互嵌套或卡接的開口形狀均可采用，例如可以將開口的邊緣形成倒鉤或鋸齒狀等來實現(xiàn)互鎖。通過這種設(shè)計，固化硅膠塊與帶有開口的鋁板可以分別獨立加工并隨后如拼圖式進行拼裝，從而提高生產(chǎn)效率。

圖5示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的鋁板支架。與第一實施例中支架為單一平板不同，該實施例中的支架4包括形成Y形結(jié)構(gòu)的三個平面分支。這三個平面分支優(yōu)選圍繞中心均勻分布，即彼此之間的夾角為120°，但對稱或成一定角度的非對稱分布的其他實施方式也是可預(yù)見的。在每一個平面分支上利用透明固晶膠固定有一個或多個LED芯片，且每個LED芯片被設(shè)置在每個平面分支的同一側(cè)，每個芯片正面發(fā)出的光線可以與另一個芯片背面發(fā)出的、穿過透明材料的光線交叉補充，并且垂直于芯片表面的主光路 不會被相鄰芯片遮擋。因此，與第一實施例中的雙向發(fā)光相比，該實施例可以實現(xiàn)六個方向的發(fā)光，得到的光分布更加均勻，且同樣可得到最大可能的出光率。

圖6示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的鋁板支架。與第二實施例中支架為Y形三分支結(jié)構(gòu)不同，該實施例中的透明支架包括形成十字形結(jié)構(gòu)的四個平面分支。這四個平面分支優(yōu)選圍繞中心均勻分布，即彼此之間的夾角為90°，但對稱或成一定角度的非對稱分布的其他實施方式也是可預(yù)見的。在每一個平面分支上利用透明固晶膠固定有一個或多個LED芯片，且每個LED芯片被設(shè)置在每個平面分支的同一側(cè)，每個芯片正面發(fā)出的光線可以與另一個芯片背面發(fā)出的、穿過透明材料的光線交叉補充，并且垂直于芯片表面的主光路不會被相鄰芯片遮擋。因此，與第二實施例中的六向發(fā)光類似，該實施例可以實現(xiàn)四個方向的均勻光分布，且同樣可得到最大可能的出光率。

雖然已經(jīng)具體參考附圖的實施方式詳細地描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員理解其它實施方式可以取得相同的結(jié)果。本發(fā)明的變化和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，并且包含在本申請的范圍內(nèi)。