CN102694108B - 一种大功率led封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大功率LED封装结构，包括反光杯以及一体化封装基板，所述反光杯为开设于一体化封装基板表面上的凹槽，反光杯的上端设置有透镜，透镜与反光杯形成的腔体内依次设置有键合层、LED芯片、点胶层以及荧光粉层，一体化封装基板上设置有用于连接LED芯片与驱动电路的电极，本发明所述LED封装结构使用一体化封装有效解决了传统LED中的散热瓶颈；分层点胶层使LED芯片远离荧光粉层，减少了传统封装结构中LED芯片对光的重吸收，提高了出光率，提高了配光性能。该LED封装结构不但结构简单，而且取消了传统封装中的支架，铝基板和热沉部分，减少了工艺步骤及降低了成本，便于工业化生产。

Description

一种大功率LED封装结构

技术领域

本发明涉及一种LED封装结构，尤其涉及一种大功率LED封装结构。

背景技术

LED是一种利用半导体PN节发光的二极管。在指示灯、信号灯、背光灯、景观照明等领域拥有广阔市场。LED发光效率高，耗电量少，使用寿命长，安全可靠性强、绿色环保等优点使其成为取代传统白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯的***照明光源。LED的封装结构将直接影响到LED的结温，配光性能等核心问题，所以科学的配光性能是提高LED散热及配光的突破口。

传统大功率LED的封装是将LED芯片固晶到支架上，再将支架焊接到铝基板上完成电路连接及机械支撑保护；由于支架及铝基板这种结构产生的散热瓶颈，使得大功率LED的结温过高，不稳定，易造成光衰、色衰等。而传统的荧光层是直接点粉到芯片上，再添加透镜，填充封装胶。此结构难以控制荧光粉形状及均匀性，容易造成光强分布不均，色分布不均等问题。并且荧光粉层与LED芯片距离过近，加剧了LED芯片的重吸收作用，降低了外量子效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率LED封装结构，该LED封装结构简化了封装工艺，降低了封装成本，具有散热效果好，出光率高，配光性能优异的特点。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

包括反光杯以及一体化封装基板，所述反光杯为开设于一体化封装基板表面上的凹槽，反光杯的上端设置有透镜，透镜与反光杯形成的腔体内依次设置有键合层、LED芯片、点胶层以及荧光粉层，一体化封装基板上设置有用于连接LED芯片与驱动电路的电极。

所述一体化封装基板为表面经过氧化绝缘处理的铝板或铜板，电极上焊接有用于连接驱动电路的漆包线。

所述电极的一端设置于反光杯的底部，另一端延伸至反光杯外。

所述电极为镀银电极或镀金电极。

所述键合层的材料为银胶或绝缘胶。

所述点胶层的材料为硅胶或者环氧树脂。

所述荧光粉层为实心半球型。

所述荧光粉层与透镜间填充有封装胶，透镜通过封装胶固定于一体化封装基板上。

本发明所述大功率LED封装结构，将LED芯片通过键合层直接固定于一体化封装基板上，解决了传统LED结构中支架以及铝基板的散热瓶颈，达到良好散热的目的；本发明所述大功率LED封装结构采用将点胶层与荧光粉层分开设置，使荧光粉层远离LED芯片，减少了LED芯片对光的重吸收，提高了出光率，提高了配光性能；本发明所述大功率LED封装结构可以直接将荧光粉层做到透镜一体化中，简化了半球形荧光粉层的制作，同时，荧光粉层为半球形，可以更好的匹配LED芯片发光的琅勃分布，不但结构简单，而且成本低廉，利于量产，便于工业化生产。

附图说明

图1是本发明所述大功率LED封装结构的结构示意图；

图2是本发明所述大功率LED封装结构的结构剖面图；

图3是热阻测试示意图；

图中：透镜1，荧光粉层2，反光杯3，LED芯片4，一体化封装基板5，键合层6，点胶层7，电极8，封装胶9，漆包线10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1以及图2，本发明包括反光杯3以及一体化封装基板5，所述反光杯3为开设于一体化封装基板5表面上的凹槽，反光杯3的上端设置有透镜1，透镜1与反光杯3形成的腔体内依次设置有键合层6、LED芯片4、点胶层7以及荧光粉层2，一体化封装基板5上设置有用于连接LED芯片4与驱动电路的电极8。

所述一体化封装基板5为表面经过氧化绝缘处理的铝板或铜板，电极8上焊接有用于连接驱动电路的漆包线10，所述电极8的一端设置于反光杯3的底部，另一端延伸至反光杯3外，所述电极8为镀银电极或镀金电极。

所述键合层6的材料为银胶或绝缘胶，所述点胶层7的材料为硅胶或者环氧树脂。所述荧光粉层2为实心半球型，所述荧光粉层2与透镜1间填充有封装胶9，透镜1通过封装胶9固定于一体化封装基板5上。

实施例

一种大功率LED封装结构，采用一体化封装结构，所用LED芯片的功率为1-3W，荧光粉层的厚度为1-3mm，点胶层的高度为2-4mm。制备时，首先在金属铝板上制造反光杯，再对金属铝板表面进行绝缘处理，再在反光杯上固定电极，完成一体化封装基板。然后对LED芯片进行传统封装步骤，扩晶-刺晶-短烤，使得LED芯片通过键合层固晶于一体化封装基板上的反光杯内；通过打金线完成电极与芯片的连接；制造半球荧光粉层后，在LED芯片上进行点胶、点粉、长烤，最后通过在透镜中填充封装胶将透镜与金属铝板固定（透镜有针孔，将封装胶注射进透镜中的荧光粉层上）。

本实施例是基于一体化封装的LED，可以达到更好的光强分布，更高的出光率，更佳的散热。半球型荧光粉层更加匹配LED芯片发光的琅勃分布，点胶层可以使荧光粉层远离LED芯片，减少LED芯片的重吸收，该封装结构不但加工方便，利于成型，便于量产，且结构简单，成本低廉，利于工业化生产。

参见图3，用如下方法测量氧化膜与纯铝的复合热阻即一体化封装基板热阻，将电阻上部完全用胶布覆盖，很大程度上减少热量向上传递，比起向下传递的热量，向上传递的热量基本上可以忽略不计。另外，测量数据时，热电偶安装在距离电阻1厘米附近，并且是在热平衡之后，即电阻通电2小时之后测量，两表面的温度均匀并且保持不变，能准确地反映出两个表面的温度。则输入铝基板的热功率近似为电阻消耗的电功率。

根据热阻的计算公式：

$R=\frac{T_1-T_2}{P}\frac{T_1-T_2}{\mathrm{UI}}---\left(1\right)$

计算铝基板的复合热阻。其中T1表示测温点1处的温度，T2表示测温点2处的温度，U和I分别表示电阻两端的电压和电流，P表示输入电阻的热功率。

复合热阻在1℃/W，通过阳极氧化在铝表面生成的氧化铝薄膜由于晶体状态不规则，导热系数低于氧化铝晶体，一般为2W/m·K左右，但仍然大大高于现有金属基覆铜板中环氧树脂的0.2-0.8W/m·K，并且由阳极氧化得到的氧化铝薄膜的厚度可远小于环氧树脂，因此，一体化封装基板的热阻明显优于现有的金属基覆铜板。

以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种大功率LED封装结构，其特征在于：包括反光杯(3)以及一体化封装基板(5)，所述反光杯(3)为开设于一体化封装基板(5)表面上的凹槽，反光杯(3)的上端设置有透镜(1)，透镜(1)与反光杯(3)形成的腔体内依次设置有键合层(6)、LED芯片(4)、点胶层(7)以及荧光粉层(2)，一体化封装基板(5)上设置有用于连接LED芯片(4)与驱动电路的电极(8)，所述一体化封装基板(5)为表面经过氧化绝缘处理的铝板或铜板，所述荧光粉层(2)为实心半球型；所述电极(8)的一端设置于反光杯(3)的底部，另一端延伸至反光杯(3)外，电极(8)上焊接有用于连接驱动电路的漆包线(10)，漆包线(10)通过一体化封装基板(5)上的过孔延伸至一体化封装基板(5)底部。

2.根据权利要求1所述一种大功率LED封装结构，其特征在于：所述电极(8)为镀银电极或镀金电极。

3.根据权利要求1所述一种大功率LED封装结构，其特征在于：所述键合层(6)的材料为银胶或绝缘胶。

4.根据权利要求1所述一种大功率LED封装结构，其特征在于：所述点胶层(7)的材料为硅胶或者环氧树脂。

5.根据权利要求1所述一种大功率LED封装结构，其特征在于：所述荧光粉层(2)与透镜(1)间填充有封装胶(9)，透镜(1)通过封装胶(9)固定于一体化封装基板(5)上。