CN106531731A - 一种无支架led封装结构及其制造方法 - Google Patents

一种无支架led封装结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种无支架LED封装结构及其制造方法，LED灯串的制造，所述LED灯串由若干LED芯片相互串联而成，所述LED芯片为倒装芯片，LED芯片的底部设有正电极和负电极，LED灯串包括一组以上发光组合，发光组合包括两排LED芯片，第一排LED由若干第一LED芯片等间距直线排列组成，在第一排LED芯片外覆盖第一荧光胶层；第二排LED由若干第二LED芯片等间距直线排列组成，第一LED芯片与第二LED芯片错位设置，第一LED芯片与第二LED芯片的底面相对；形成错位的第一LED芯片与第二LED芯片的电极相互贴合形成电性连接，且形成电性连接的两个电极的极性相反，在第二排LED芯片外覆盖第二荧光胶层。结构简单，制造工艺简单，出光效果好。

Description

一种无支架LED封装结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及LED封装结构，尤其是一种无支架LED封装结构及其制造方法。
背景技术
LED灯丝发光需要全周发光，现有的LED灯丝一般是在基板的两侧面贴LED芯片，然后再在LED芯片外面覆盖荧光胶，普通的基板会挡光，该种灯丝的出光效率低。为了解决基板挡光的问题，也有利用透明基板制作灯丝的，透明基板两侧的LED芯片底部的出光可以穿过透明基板，一定程度上提高光效，但是该种透明基板成本高，同时容易从透明基板两侧漏蓝光，造成出光不均匀。为了解决基板对灯丝的影响，目前市场出现一种无支架灯丝，如中国专利，公开号为105140381的一种无基板 LED 灯丝及制法和无基板 LED灯丝灯，所述灯丝包括至少一串相同或不相同发光色的LED芯片，电引出线，芯片之间和芯片与电引出线之间的电连接线；芯片、电连接线和电引出线的焊接端上涂覆第一发光粉层，构成初始无基板LED 灯丝；初始无基板 LED灯丝的另一面再涂覆第二发光粉层制成无基板LED 灯丝；无基板 LED灯丝可用透明胶或发光粉胶粘在透明高导热率管外表面上，构成柱形无基板LED灯丝光源，用于制造大功率 LED灯丝灯。该种灯丝去掉基板，提高了灯丝的光效和出光均匀的问题；但是该灯丝的制造过程比较复杂，相邻芯片之间通过金线连接，灯丝弯曲时金线容易断开，影响灯丝的寿命；另外，灯丝只有一面设有LED芯片，其出光效果差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无支架LED封装结构及其制造方法，结构简单，制造工艺简单，出光效率高，无需金线连接，能有效地提高电性连接的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案之一是：一种无支架LED封装结构，包括LED灯串和覆盖在LED灯串外的荧光胶层，所述LED灯串由若干LED芯片相互串联而成；所述LED芯片为倒装芯片，LED芯片的底部设有正电极和负电极，LED灯串包括一组以上发光组合，所述发光组合包括两排LED芯片，第一排LED由若干第一LED芯片等间距直线排列组成，第二排LED由若干第二LED芯片等间距直线排列组成，第一LED芯片与第二LED芯片错位设置，第一LED芯片与第二LED芯片的底面相对；形成错位的第一LED芯片与第二LED芯片的电极相互贴合形成电性连接，且形成电性连接的两个电极的极性相反。两排LED芯片相互串联形成灯串，该灯串与荧光胶的配合组成的封装结构可当作灯丝使用；由于灯串的两个面具有设有LED芯片，所以其发光面可以达到360°，出光效果好；相邻LED芯片的电极直接贴合连接，无需线金线连接，电性连接的可靠性更好，灯串的使用寿命更长；由于相邻LED芯片电极相互连接，也就是说单个LED芯片底部与两电极之间的发光部位是没有遮挡的，该部分的出光得到有效利用，提高出光效率。
作为改进，所述第一排LED芯片的数量比第二排LED芯片的数量多一个。
作为改进，第一排LED芯片中位于两端的第一LED芯片的电极与外接电极连接。
作为改进，所述第一LED芯片的正电极与负电极之间的间距等于相邻第一LED芯片之间的间距；所述第二LED芯片的正电极与负电极之间的间距等于相邻第二LED芯片之间的间距。
作为改进，所述荧光胶层呈柱体状，所述LED灯串设置在荧光胶层的中间位置。
作为改进，所述荧光胶层的表面覆盖有透明胶保护层。保护层可以保护荧光胶层，使灯串整体强度更好，不容易弯曲；保护层还可以起到防水抗氧化的作用，延长LED的使用寿命。
作为改进，所述透明胶保护层为硅胶层或纳米材料涂层。
为解决上述技术问题，本发明另一技术方案是：一种无支架LED制造方法，包括以下步骤：
（1）在高温膜上固第一排LED芯片，第一排LED芯片由若干第一LED芯片呈等间距直线排列，第一LED芯片为倒装芯片；
（2）将框体罩在第一排LED芯片外，框体与高温膜围成容置腔体，在容置腔体内灌荧光胶，固化后形成第一荧光胶层，第一LED芯片的电极露置在第一荧光胶层外；
（3）剥离高温膜；
（4）将第一LED芯片倒置，第一LED芯片的电极朝上；
（5）第一排LED芯片相对一侧设置第二排LED芯片，第二排LED芯片由若干第二LED芯片呈等间距直线排列，第二LED芯片为倒装芯片，第一LED芯片与第二LED芯片呈错位设置，形成错位的第一LED芯片与第二LED芯片的电极相互贴合形成电性连接，且形成电性连接的两个电极的极性相反，使第一排LED芯片与第二排LED芯片形成串联；
（6）在第二排LED芯片外覆盖第二荧光胶层，第一荧光胶层与第二荧光胶层结合形成荧光胶层并将第一排LED芯片和第二排LED芯片包裹。
作为改进，在荧光胶层外覆盖一层透明保护层。
作为改进，第一LED芯片与第二LED芯片的电极之间通过共晶熔合。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
（1）由于灯串的两个面具有设有LED芯片，所以其发光面可以达到360°，出光效果好；
（2）相邻LED芯片的电极直接贴合连接，无需线金线连接，电性连接的可靠性更好，灯串的使用寿命更长；
（3）由于相邻LED芯片电极相互连接，也就是说单个LED芯片底部与两电极之间的发光部位是没有遮挡的，该部分的出光得到有效利用，提高出光效率；
（4）相邻LED芯片的电极之间通过普通的共晶熔合，操作起来更简单；荧光胶通过一体灌注成型，制造周期短。
附图说明
图1为无支架LED封装结构纵向剖视图。
图2为无支架LED封装结构横向剖视图。
图3为第一LED芯片与第二LED芯片接连示意图。
图4为第一排LED固定在高温膜上的示意图。
图5为在第一排LED上覆盖第一荧光胶层的示意图。
图6第二排LED与第一排LED对位的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种无支架LED封装结构，该LED封装结构为长条形，可当作灯丝使用。无支架LED封装结构包括LED灯串和覆盖在LED灯串外的荧光胶层3。在荧光胶层3的两端引出连接电极4，连接电极4分别连接在LED灯串的输入端和输出端，将两端的连接电极4接入电源即可驱动LED灯串发光，其外形和使用方法与普通的灯丝相同。本发明改善LED灯串的结构，从而提高整个LED灯丝出光效率、亮度和简化工艺。
如图1、2所示，所述LED灯串由若干LED芯片相互串联而成，所述LED芯片为倒装芯片，LED芯片的底部设有正电极和负电极。所述LED灯串包括一组以上发光组合，所述发光组合包括两排上下设置的LED芯片，第一排LED 1由若干第一LED芯片11等间距直线排列组成，第一LED芯片11正向放置，其底部的电极111朝下；所述第二排LED 2由若干第二LED芯片21等间距直线排列组成，第二LED芯片21呈倒置放置，其底部的电极211朝上；第一LED芯片11与第二LED芯片21错位设置，第一LED芯片11与第二LED芯片21的底面相对，使相邻第一LED芯片11与第二LED芯片21的电极刚好对准；形成错位的第一LED芯片11与第二LED芯片21的电极相互贴合形成电性连接，且形成电性连接的两个电极的极性相反，这样就可以将第一排LED 1芯片与第二排LED 2芯片串联起来。所述第一排LED 1芯片的数量比第二排LED 2芯片的数量多一个，所以第一排两端的第一LED芯片11朝外的一个电极是空余的，这两个电极的极性相反；在第一LED芯片11空余的正电极上连接正向的连接电极，在第一LED芯片11空余的负电极上连接负向的连接电极。所述第一LED芯片11的正电极与负电极之间的间距等于相邻第一LED芯片11之间的间距；所述第二LED芯片21的正电极与负电极之间的间距等于相邻第二LED芯片21之间的间距；第一LED芯片11图第二LED芯片21的电极连接后，第一LED芯片底部中间的发光区域112和第二LED芯片底部中间的发光区域212不会受到阻挡，通过同一排相邻LED芯片之间的间距出光。
如图2所示，所述荧光胶层3呈柱体状，荧光胶层3的端面可以是圆形、方形、五边形、六边形等；所述LED灯串设置在荧光胶层的中间位置，使LED灯串向四面八方的出光是均匀的。所述荧光胶层3的表面覆盖有透明胶保护层5，透明层不会挡光，保护层可以保护荧光胶层，使灯串整体强度更好，不容易弯曲，保护层还可以起到防水抗氧化的作用，延长LED的使用寿命。所述透明胶保护层5为硅胶层或纳米材料涂层。
本发明无支架LED封装结构的制造方法，包括以下步骤：
（1）如图4所示，在高温膜上固第一排LED 1芯片，第一排LED 1芯片由若干第一LED芯片11呈等间距直线排列，第一LED芯片11为倒装芯片，第一LED芯片11的电极贴在高温膜7上；
（2）如图5所示，将框体罩在第一排LED 1芯片外，框体8与高温膜7围成容置腔体，在容置腔体内灌荧光胶，固化后形成第一荧光胶层31，第一LED芯片11的发光部分被荧光胶覆盖，第一LED芯片11的电极露置在第一荧光胶层31外；
（3）剥离高温膜7；
（4）将第一LED芯片11倒置，第一LED芯片11的电极朝上；
（5）如图6所示，第一排LED 1芯片相对一侧设置第二排LED 2芯片，第二排LED 2芯片由若干第二LED芯片21呈等间距直线排列，第二LED芯片21为倒装芯片，第一LED芯片11与第二LED芯片21呈错位设置，形成错位的第一LED芯片11与第二LED芯片21的电极相互贴合形成电性连接，且形成电性连接的两个电极的极性相反，使第一排LED 1芯片与第二排LED 2芯片形成串联；第一LED芯片11与第二LED芯片21的电极之间通过共晶熔合，共晶熔合定义：在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合，该工艺为普通的LED芯片的固晶工艺，利用已有设备即可实现，操作简单；
（6）在第二排LED 2芯片外覆盖第二荧光胶层，第二荧光胶层可以通过模造和灌注固化成型；第一荧光胶层31与第二荧光胶层结合形成荧光胶层并将第一排LED 1芯片和第二排LED 2芯片包裹；
（7）在荧光胶层外覆盖一层透明保护层；该透明保护层可以是通过在荧光胶层的表面刷硅胶形成，或在荧光胶层表面沉积一层纳米涂料层；纳米涂料层的形成工艺：派瑞林粉末通过升华、裂解成单体对二甲苯蒸气后，在荧光胶层表面沉积形成。硅胶作为透明保护层，可以增加强度；纳米涂料层作为透明保护层，起到防水和防氧化作用。
两排LED芯片相互串联形成灯串，该灯串与荧光胶的配合组成的封装结构可当作灯丝使用；由于灯串的两个面具有设有LED芯片，所以其发光面可以达到360°；相邻LED芯片的电极直接贴合连接，无需线金线连接，电性连接的可靠性更好，灯串的使用寿命更长；由于相邻LED芯片电极相互连接，也就是说单个LED芯片底部与两电极之间的发光部位是没有遮挡的，该部分的出光得到有效利用，提高出光效率。

Claims (10)

1.一种无支架LED封装结构，包括LED灯串和覆盖在LED灯串外的荧光胶层，所述LED灯串由若干LED芯片相互串联而成；其特征在于：所述LED芯片为倒装芯片，LED芯片的底部设有正电极和负电极，LED灯串包括一组以上发光组合，所述发光组合包括两排LED芯片，第一排LED由若干第一LED芯片等间距直线排列组成，第二排LED由若干第二LED芯片等间距直线排列组成，第一LED芯片与第二LED芯片错位设置，第一LED芯片与第二LED芯片的底面相对；形成错位的第一LED芯片与第二LED芯片的电极相互贴合形成电性连接，且形成电性连接的两个电极的极性相反。
2.根据权利要求1所述的一种无支架LED封装结构，其特征在于：所述第一排LED芯片的数量比第二排LED芯片的数量多一个。
3.根据权利要求2所述的一种无支架LED封装结构，其特征在于：第一排LED芯片中位于两端的第一LED芯片的电极与外接电极连接。
4.根据权利要求1所述的一种无支架LED封装结构，其特征在于：所述第一LED芯片的正电极与负电极之间的间距等于相邻第一LED芯片之间的间距；所述第二LED芯片的正电极与负电极之间的间距等于相邻第二LED芯片之间的间距。
5.根据权利要求1所述的一种无支架LED封装结构，其特征在于：所述荧光胶层呈柱体状，所述LED灯串设置在荧光胶层的中间位置。
6.根据权利要求1所述的一种无支架LED封装结构，其特征在于：所述荧光胶层的表面覆盖有透明胶保护层。
7.根据权利要求6所述的一种无支架LED封装结构，其特征在于：所述透明胶保护层为硅胶层或纳米材料涂层。
8.一种无支架LED制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在高温膜上固第一排LED芯片，第一排LED芯片由若干第一LED芯片呈等间距直线排列，第一LED芯片为倒装芯片；
（2）将框体罩在第一排LED芯片外，框体与高温膜围成容置腔体，在容置腔体内灌荧光胶，固化后形成第一荧光胶层，第一LED芯片的电极露置在第一荧光胶层外；
（3）剥离高温膜；
（4）将第一LED芯片倒置，第一LED芯片的电极朝上；
（5）第一排LED芯片相对一侧设置第二排LED芯片，第二排LED芯片由若干第二LED芯片呈等间距直线排列，第二LED芯片为倒装芯片，第一LED芯片与第二LED芯片呈错位设置，形成错位的第一LED芯片与第二LED芯片的电极相互贴合形成电性连接，且形成电性连接的两个电极的极性相反，使第一排LED芯片与第二排LED芯片形成串联；
（6）在第二排LED芯片外覆盖第二荧光胶层，第一荧光胶层与第二荧光胶层结合形成荧光胶层并将第一排LED芯片和第二排LED芯片包裹。
9.根据权利要求8所述的一种无支架LED制造方法，其特征在于：在荧光胶层外覆盖一层透明保护层。
10.根据权利要求8所述的一种无支架LED制造方法，其特征在于：第一LED芯片与第二LED芯片的电极之间通过共晶熔合。
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