CN102130110A - 多芯片组大功率led封装结构 - Google Patents

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Abstract

多芯片组大功率LED封装结构，属于LED封装技术领域。它解决了多芯片组大功率LED照明模块的散热问题。它由基板、多个封装单元和电路导线组成，基板正面均匀分布多个封装单元，电路导线印刷在基板正面，基板由下层的铜散热基板和上层的绝缘层组成，每个封装单元由反光杯、键合层、LED芯片、荧光粉、硅胶透镜和丝球键合用金丝组成，反光杯开在基板的正面，反光杯的杯底中心处共晶键合LED芯片，LED芯片的上表面涂覆荧光粉，所述反光杯内注有硅胶用来固定LED芯片，反光杯的杯口外侧固定硅胶透镜，LED芯片的正负极分别通过丝球键合用金丝与基板正面的电路导线连接。本发明为一种LED芯片的封装结构。

Description

多芯片组大功率LED封装结构
技术领域
本发明涉及一种多芯片组大功率LED封装结构，属于LED封装技术领域。
背景技术
随着国家半导体照明工程的不断进展和节能减排及低碳经济的不断号召，LED照明越发受到重视。与传统的白炽灯相比，在同样的亮度下，LED消耗的电能仅为白炽灯的八分之一。LED照明技术的应用将大大节约能源，减少二氧化碳的排放，保护地球环境。大功率LED以其长寿命、高光效、节能等优势有着很好的应用前景。LED芯片的功率越大，工作时产生的热量也就越多，由此导致芯片工作温度的不断上升，并致使LED发光效率以及使用寿命的严重下降。为获得较大照明亮度，常采用多芯片组大功率LED照明模块，由此散热问题变得更为严重，如何解决多芯片大功率LED照明模块的散热问题已经成为制约半导体照明发展的一个瓶颈。
发明内容
本发明的目的是为了解决多芯片组大功率LED照明模块的散热问题，提供一种多芯片组大功率LED封装结构。
本发明的第一种技术方案由基板、多个封装单元和电路导线组成，
所述基板正面均匀分布多个封装单元，电路导线印刷在基板正面，
所述基板由下层的铜散热基板和上层的绝缘层组成，
所述每个封装单元由反光杯、键合层、LED芯片、荧光粉、硅胶透镜和丝球键合用金丝组成，
所述反光杯开在基板的正面，反光杯的杯底中心处共晶键合LED芯片，LED芯片的上表面涂覆荧光粉，所述反光杯内注有硅胶用来固定LED芯片，反光杯的杯口外侧固定硅胶透镜，LED芯片的正负极分别通过丝球键合用金丝与基板正面的电路导线连接，
多个封装单元中的LED芯片通过电路导线串联、并联或混联连接。
本发明的第二种技术方案由基板、多个封装单元和电路导线组成，
所述基板正面均匀分布多个封装单元，电路导线固定在基板正面，
所述基板由下层的铜散热基板和上层的绝缘层组成，
所述每个封装单元由反光杯、键合层、LED芯片、荧光粉、硅胶透镜和丝球键合用金丝组成，
所述反光杯开在基板的正面，反光杯的杯底中心处共晶键合LED芯片，LED芯片的上表面涂覆荧光粉，反光杯内充满硅胶，所述硅胶顶部突出至反光杯的杯口外侧并形成球面的硅胶透镜，LED芯片的正负极分别通过丝球键合用金丝与基板正面的电路导线连接，
多个封装单元中的LED芯片通过电路导线串联、并联或混联连接。
本发明的优点是：本发明结构中采用铜散热基板作为散热热沉和LED芯片封装的载体，与传统的LED封装结构相比，本发明所述的LED芯片的散热路径大幅缩短，使热阻减小，LED芯片产生的热量不需经过其他物质传导而直接到铜散热基板上散出，散热效果极佳；本发明直接在铜散热基板上进行加工即可形成，结构紧凑，工艺简单，同时降低了成本；所采用的硅胶透镜阵列通过注塑一次成型，对应于基板上各反光杯位置，各透镜相对位置精确。
附图说明
图1为本发明实施方式一的封装结构示意图；
图2为本发明所述封装结构的基板正面示意图；
图3为基板结构示意图；
图4为本发明实施方式二的封装结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式由基板、多个封装单元和电路导线3组成，
所述基板正面均匀分布多个封装单元，电路导线3印刷在基板正面，
所述基板由下层的铜散热基板1-1和上层的绝缘层1-2组成，
所述每个封装单元由反光杯2-1、键合层2-2、LED芯片2-3、荧光粉2-4、硅胶透镜2-5和丝球键合用金丝2-6组成，
所述反光杯2-1开在基板的正面，反光杯2-1的杯底中心处共晶键合LED芯片2-3，LED芯片2-3的上表面涂覆荧光粉2-4，所述反光杯2-1内注有硅胶用来固定LED芯片2-3，反光杯2-1的杯口外侧固定硅胶透镜2-5，LED芯片2-3的正负极分别通过丝球键合用金丝2-6与基板正面的电路导线3连接，
多个封装单元中的LED芯片2-3通过电路导线3串联、并联或混联连接。
所述的硅胶透镜2-5是用硅胶制作形成的凸透镜，LED芯片2-3通过反光杯2-1内注的固晶硅胶进行固定，电路导线3采用导电油墨按特定图形印制烧结而成，工艺简单易行，绝缘层1-2在铜散热基板1-1正面经印制后烧结，在铜散热基板1-1和电路导线3之间起绝缘作用。
具体实施方式二：下面结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式由基板、多个封装单元和电路导线3组成，
所述基板正面均匀分布多个封装单元，电路导线3固定在基板正面，
所述基板由下层的铜散热基板1-1和上层的绝缘层1-2组成，
所述每个封装单元由反光杯2-1、键合层2-2、LED芯片2-3、荧光粉2-4、硅胶透镜2-5和丝球键合用金丝2-6组成，
所述反光杯2-1开在基板的正面，反光杯2-1的杯底中心处共晶键合LED芯片2-3，LED芯片2-3的上表面涂覆荧光粉2-4，反光杯2-1内充满硅胶，所述硅胶顶部突出至反光杯2-1的杯口外侧并形成球面的硅胶透镜2-5，LED芯片2-3的正负极分别通过丝球键合用金丝2-6与基板正面的电路导线3连接，
多个封装单元中的LED芯片2-3通过电路导线3串联、并联或混联连接。
本实施方式中将铜散热基板1-1作为LED芯片2-3的载片台，反光杯2-1结构可通过冲压成型直接在铜散热基板1-1上制作，LED芯片2-3外表面可采用滴涂的方式涂覆荧光粉2-4，硅胶透镜2-5可根据反光杯2-1的排列位置，通过注塑的方法一次成型作出多个，相对位置精确，硅胶透镜2-5在一体化成型的过程中，填充到反光杯2-1中的硅胶直接实现了对LED芯片2-3的固晶功能。所述的硅胶透镜2-5的结构，使LED芯片2-3出光后传播途径上的界面数目减少，有效提高了LED芯片2-3的出光效率。硅胶透镜2-5极易成型，可以根据客户的要求定制，以更加有利于光线的合理利用，提高出光效率。
具体实施方式三：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一或二的进一步说明，所述多个封装单元在基板上矩阵式排布，位于同一行内的所有封装单元的LED芯片2-3相互串联形成LED组，多个LED组并联连接。其它组成及连接关系与实施方式一或二相同。
本实施方式中所述的封装单元的矩阵式排布结构，其间距可通过光学优化原则进行控制，来保证多个LED芯片2-3所发出的光均匀。
图2所示，其每一个反光杯2-1的位置都根据一定的规则确定，每一个反光杯2-1内都封装有一个大功率LED芯片2-3，每一行四个LED芯片2-3通过电路导线3串联成为一组，三行芯片组并联成为整个多芯片组大功率LED照明模块。
具体实施方式四：本实施方式为对实施方式一或二的进一步说明，所述电路导线3采用导电油墨印刷形成。其它组成及连接关系与实施方式一或二相同。
采用导电油墨作为电路导线3，实现与LED芯片2-3之间的电气连接。
具体实施方式五：本实施方式为对实施方式一或二的进一步说明，所述反光杯2-1的表面上具有银镀层。其它组成及连接关系与实施方式一或二相同。
反光杯2-1的银镀层是采用化学镀的方法完成的，银镀层能够提高反射率，进而增强LED芯片2-3的出光效率，有利于提高亮度。
具体实施方式六：本实施方式为对实施方式一或二的进一步说明，所述绝缘层1-2为高导热绝缘油墨层。其它组成及连接关系与实施方式一或二相同。
本实施方式中所述的高导热绝缘油墨层，在固化后可形成稳定的绝缘层结构。
LED芯片2-3通过共晶键合直接和铜散热基板1-1表面的银镀层表面相连。
具体实施方式七：本实施方式为对实施方式二的进一步说明，所述多个封装单元的硅胶透镜2-5形成硅胶透镜阵列，所述硅胶透镜阵列为一体成型结构。其它组成及连接关系与实施方式一或二相同。

Claims (7)

1.一种多芯片组大功率LED封装结构，其特征在于：它由基板、多个封装单元和电路导线(3)组成，
所述基板正面均匀分布多个封装单元，电路导线(3)印刷在基板正面，
所述基板由下层的铜散热基板(1-1)和上层的绝缘层(1-2)组成，
所述每个封装单元由反光杯(2-1)、键合层(2-2)、LED芯片(2-3)、荧光粉(2-4)、硅胶透镜(2-5)和丝球键合用金丝(2-6)组成，
所述反光杯(2-1)开在基板的正面，反光杯(2-1)的杯底中心处共晶键合LED芯片(2-3)，LED芯片(2-3)的上表面涂覆荧光粉(2-4)，所述反光杯(2-1)内注有硅胶用来固定LED芯片(2-3)，反光杯(2-1)的杯口外侧固定硅胶透镜(2-5)，LED芯片(2-3)的正负极分别通过丝球键合用金丝(2-6)与基板正面的电路导线(3)连接，
多个封装单元中的LED芯片(2-3)通过电路导线(3)串联、并联或混联连接。
2.一种多芯片组大功率LED封装结构，其特征在于：它由基板、多个封装单元和电路导线(3)组成，
所述基板正面均匀分布多个封装单元，电路导线(3)固定在基板正面，
所述基板由下层的铜散热基板(1-1)和上层的绝缘层(1-2)组成，
所述每个封装单元由反光杯(2-1)、键合层(2-2)、LED芯片(2-3)、荧光粉(2-4)、硅胶透镜(2-5)和丝球键合用金丝(2-6)组成，
所述反光杯(2-1)开在基板的正面，反光杯(2-1)的杯底中心处共晶键合LED芯片(2-3)，LED芯片(2-3)的上表面涂覆荧光粉(2-4)，反光杯(2-1)内充满硅胶，所述硅胶顶部突出至反光杯(2-1)的杯口外侧并形成球面的硅胶透镜(2-5)，LED芯片(2-3)的正负极分别通过丝球键合用金丝(2-6)与基板正面的电路导线(3)连接，
多个封装单元中的LED芯片(2-3)通过电路导线(3)串联、并联或混联连接。
3.根据权利要求1或2所述的多芯片组大功率LED封装结构，其特征在于：所述多个封装单元在基板上矩阵式排布，位于同一行内的所有封装单元的LED芯片(2-3)相互串联形成LED组，多个LED组并联连接。
4.根据权利要求1或2所述的多芯片组大功率LED封装结构，其特征在于：所述电路导线(3)采用导电油墨印刷形成。
5.根据权利要求1或2所述的多芯片组大功率LED封装结构，其特征在于：所述反光杯(2-1)的表面上具有银镀层。
6.根据权利要求1或2所述的多芯片组大功率LED封装结构，其特征在于：所述绝缘层(1-2)为高导热绝缘油墨层。
7.根据权利要求2所述的多芯片组大功率LED封装结构，其特征在于：所述多个封装单元的硅胶透镜(2-5)形成硅胶透镜阵列，所述硅胶透镜阵列为一体成型结构。
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