CN203850334U - 一种高功率led封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高功率LED封装结构，包括基板和LED芯片，基板外围设置有围堰区，LED芯片通过共晶方式固定在基板上，LED芯片外部封装有玻璃封装层。LED芯片采用倒装芯片，基板正面设有正极区和负极区，LED芯片的正极通过共晶方式固定在正极区上，LED芯片的负极通过共晶方式固定在负极区上，基板背面设有正极焊盘和负极焊盘，还设有将正极区与正极焊盘连接的第一导通孔以及将负极区与负极焊盘连接的第二导通孔。本实用新型结构简单、易于实现且生产效率高，而且采用共晶方式固定LED芯片结合玻璃封装层的封装结构，可实现大电流高功率工作，稳定性高，适合用于封装高功率LED产品，可广泛应用于LED封装领域中。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED封装领域，特别是涉及一种高功率LED封装结构。
背景技术
LED由于其体积小、光效高及寿命长等特点得到了广泛的应用，目前LED封装更是逐步往小尺寸高功率的方向发展。目前，封装LED一般是采用硅胶对LED芯片进行密封保护，对高功率LED来说，硅胶耐高温及耐UV性能差，随着使用时间的增长，高功率LED会出现劣化现象，从而降低高功率LED的寿命。现有采用陶瓷基板封装的LED产品，由于硅胶封装的限制，其稳定性及可靠性受到限制，工作电流一般为350mA，很难实现1A以上工作电流，无法实现高功率，而且目前陶瓷基板封装的LED产品多采用模造一次透镜成型，这种封装结构每次只能模造1~2片陶瓷基板，然后烘烤胶水至固化完全，再进行切割，封装过程繁琐，耗时长，生产效率低。
实用新型内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种高功率LED封装结构。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高功率LED封装结构，包括基板和LED芯片，所述基板外围设置有围堰区，所述LED芯片通过共晶方式固定在基板上，所述LED芯片外部封装有玻璃封装层。
进一步，所述玻璃封装层是采用低熔点玻璃片放置在围堰区内进行软化后通过模具成型的。
进一步，所述低熔点玻璃片内部掺杂有荧光粉。
进一步，所述玻璃封装层的形状为平面结构、凸透镜结构或凹面结构。
进一步，所述LED芯片采用倒装芯片，所述基板正面设有正极区和负极区，所述LED芯片的正极通过共晶方式固定在正极区上，所述LED芯片的负极通过共晶方式固定在负极区上，所述基板背面设有正极焊盘和负极焊盘，所述基板上设有将正极区与正极焊盘连接的第一导通孔以及将负极区与负极焊盘连接的第二导通孔。
进一步，所述基板的材料为氮化铝、碳化硅、铝碳化硅、金属铜或石墨。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种高功率LED封装结构，包括基板和LED芯片，所述基板外围设置有围堰区，所述LED芯片通过共晶方式固定在基板上，所述LED芯片外部封装有玻璃封装层，本封装结构的结构简单、易于实现且生产效率高，而且采用共晶方式固定LED芯片结合玻璃封装层的封装结构，可实现大电流高功率工作，而且稳定性高，适合用于封装高功率LED产品。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的一种高功率LED封装结构的结构示意图；
图2是采用模具封装本实用新型的一种高功率LED封装结构的横剖面结构图；
图3是采用模具封装本实用新型的一种高功率LED封装结构的纵剖面结构图；
图4是采用模具封装本实用新型的一种高功率LED封装结构的俯视图；
图5是本实用新型的一种高功率LED封装结构的单个封装单元的剖面结构图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型提供了一种高功率LED封装结构，包括基板1和LED芯片3，所述基板1外围设置有围堰区2，所述LED芯片3通过共晶方式固定在基板1上，所述LED芯片3外部封装有玻璃封装层4。
进一步作为优选的实施方式，参照图2、图3和图4，所述玻璃封装层4是采用低熔点玻璃片放置在围堰区2内进行软化后通过模具5成型的。
进一步作为优选的实施方式，所述低熔点玻璃片内部掺杂有荧光粉。
进一步作为优选的实施方式，所述玻璃封装层4的形状为平面结构、凸透镜结构或凹面结构。
进一步作为优选的实施方式，参照图5，所述LED芯片3采用倒装芯片，所述基板1正面设有正极区71和负极区72，所述LED芯片3的正极通过共晶方式固定在正极区71上，所述LED芯片3的负极通过共晶方式固定在负极区72上，所述基板1背面设有正极焊盘91和负极焊盘92，所述基板1上设有将正极区71与正极焊盘91连接的第一导通孔61以及将负极区72与负极焊盘92连接的第二导通孔62。
进一步作为优选的实施方式，所述基板1的材料为氮化铝、碳化硅、铝碳化硅、金属铜或石墨。
下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
参照图1至图5，一种高功率LED封装结构，包括基板1和LED芯片3，基板1外围设置有围堰区2，LED芯片3通过共晶方式固定在基板1上，LED芯片3外部封装有玻璃封装层4。玻璃封装层4的形状为平面结构、凸透镜结构或凹面结构。基板1采用表面水平的高导热基板，无需设置凹槽或卡扣等，本封装结构易于实现。
玻璃封装层4是采用低熔点玻璃片放置在围堰区2内进行软化后通过模具5成型的，低熔点玻璃片内部可以根据实际需要而选择掺杂有荧光粉或不掺杂荧光粉。采用低熔点玻璃片放置在围堰区2内进行软化后通过模具5成型，替代现有技术中的低熔点玻璃粉浇注或模压成型，封装工艺简单易实现，生产效率高。
由于玻璃封装层4比硅胶封装的热稳定性好，而且共晶方式可以承受更大的工作电流，因此本封装结构采用共晶方式固定LED芯片3结合玻璃封装层4的封装方式，可实现大电流工作即高功率工作，而且稳定性高，因此可以用于封装高功率LED产品。
本封装结构用于封装多个LED芯片3，可以封装成一个LED发光模组，也可以是先在整块基板1封装成一个封装单元矩阵后，通过切割分割成多个单独的LED封装单元或者多个LED封装模组。本封装结构优选用于将多个LED芯片封装成封装单元矩阵后，再切割成多个独立的LED封装单元的情况，即多个LED芯片3通过共晶方式固定在基板1上形成由多个封装单元构成的封装单元矩阵，然后进行切割后获得多个独立的封装单元，相比目前的封装结构，这种封装结构的生产效率更高。围堰区2主要用于辅助封装玻璃封装层4，一般切割后获得的封装单元中不包含围堰区2。
图5是单个LED封装单元的剖面结构图，LED芯片3采用倒装芯片，基板1正面设有正极区71和负极区72，LED芯片3的正极通过共晶方式固定在正极区71上，LED芯片3的负极通过共晶方式固定在负极区72上，基板1背面设有正极焊盘91和负极焊盘92，基板1上设有将正极区71与正极焊盘91连接的第一导通孔61以及将负极区72与负极焊盘92连接的第二导通孔62。参见图5所示，第一导通孔61及第二导通孔62内壁均设置有绝缘层，并在绝缘层中间设有金属导通层（即图5中两个导通孔内的格状阴影部分），从而将相应的正极区71与正极焊盘91连接，或是将负极区72与负极焊盘92连接。基板1下方还设置有热沉，从而散热效果更佳。
基板1的材料为氮化铝、碳化硅、铝碳化硅、金属铜或石墨。
本封装结构的封装过程如下：将基板1用夹具固定住，放入真空环境的自动一体化设备中，该设备满足以下条件：具有水平调节装置，精确的定位系统，可维持真空或者大气气压环境，四～五段独立控温区，分为预热区，软化区，冷却区。将夹具放在水平调节装置上，始终保持基板1处于水平状态，设备的定位系统将预先进行表面处理后的一片一定大小和厚度的低熔点玻璃片放入围堰区内，与LED芯片3的上部接触，低熔点玻璃片的厚度与围堰区2的高度匹配，大小与围堰区2相近。之后设备自动将固定在水平调节装置的夹具依次输送到温度为100～150 ℃的预热区和温度为300～350 ℃的恒温软化区，一般输送速率控制为0.8～1m/min，在恒温软化区保温1～2 h后，低熔点玻璃片软化并充分润湿与基板1的接触表面，低熔点玻璃片与基板1的热膨胀系数相近，为8~12×10-6/℃，因此可保证低熔点玻璃片与基板的粘合力良好。如图4，将模具5慢慢地精确定位后放在基板1上，保持10-20min，使模具5内表面与软化后的玻璃充分接触，需注意，模具5内表面预先经过处理，除了模具5的上表面，均喷涂一层可耐1200 ℃高温的玻璃脱模剂，便于在软化后的玻璃固化后将模具5取下，而且模具5内表面通过处理保持光滑平整，保证脱模后得到的玻璃封装层4的表面光滑平整。放置模具5后通过水平调节装置将模具5输送到温度为220～270 ℃的恒温冷却区进行保温0.5～1 h，从而降低低熔点玻璃凝固时产生的应力，然后再输送到温度为100～150 ℃的恒温冷却区中保温0.5～1 h，进一步降低应力，最后在室温下冷却，取下模具5。图2和图3分别为基板1和模具5的横剖面和纵剖面结构图，模具5内表面低于围堰区2的高度，模具5的深度根据围堰区2的高度以及本封装结构所要求的色温及出光要求来确定。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (3)
1.一种高功率LED封装结构，其特征在于，包括基板（1）和LED芯片（3），所述基板（1）外围设置有围堰区（2），所述LED芯片（3）通过共晶方式固定在基板（1）上，所述LED芯片（3）外部封装有玻璃封装层（4）；
所述LED芯片（3）采用倒装芯片，所述基板（1）正面设有正极区（71）和负极区（72），所述LED芯片（3）的正极通过共晶方式固定在正极区（71）上，所述LED芯片（3）的负极通过共晶方式固定在负极区（72）上，所述基板（1）背面设有正极焊盘（91）和负极焊盘（92），所述基板（1）上设有将正极区（71）与正极焊盘（91）连接的第一导通孔（61）以及将负极区（72）与负极焊盘（92）连接的第二导通孔（62）。
2.根据权利要求1所述的一种高功率LED封装结构，其特征在于，所述玻璃封装层（4）的形状为平面结构、凸透镜结构或凹面结构。
3.根据权利要求1所述的一种高功率LED封装结构，其特征在于，所述基板（1）的材料为氮化铝、碳化硅、铝碳化硅、金属铜或石墨。
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