一種led多功能封裝結(jié)構(gòu)及其封裝工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED多功能封裝結(jié)構(gòu)及其封裝工藝。所述封裝結(jié)構(gòu)包括基板和若干LED芯片，所述基板由金屬箔電極層、導熱金屬層及位于金屬箔電極層與導熱金屬層之間起粘接、絕緣、導熱作用的絕緣隔離層組成；在所述金屬箔電極層刻劃有若干垂直或水平方向的電極分隔線，以所述電極分隔線為中心線，在所述基板上開設(shè)有若干用于固定LED芯片的安裝孔，所述安裝孔穿過基板的金屬箔電極層和絕緣隔離層，使固定在安裝孔中的LED芯片的底部與導熱金屬層直接接觸；LED芯片的正、負極分別通過金線焊接在該芯片所在電極分隔線的左、右金屬箔電極層的表面。本發(fā)明大大簡化了LED的封裝工藝，有利于實現(xiàn)LED封裝生產(chǎn)的自動化、規(guī)?；蜆藴驶?br> 【專利說明】一種LED多功能封裝結(jié)構(gòu)及其封裝工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED多功能封裝結(jié)構(gòu)及其封裝工藝，屬于LED封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，關(guān)于LED的封裝通常采用兩種方式，一是單粒封裝，雖然具有性能可靠性較好優(yōu)點，但存在生產(chǎn)效率較低、封裝和組裝生產(chǎn)成本高、散熱性能較差等缺陷；另一種方式是模組式封裝，將幾十粒甚至上百粒的LED芯片直接封裝在事先設(shè)計好的線路基板上，組成陣列式模組，雖然該封裝方式具有生產(chǎn)效率較高、封裝和組裝生產(chǎn)成本較低、散熱性能較好等優(yōu)點，但該封裝方式存在性能可靠性較差的缺點，一旦其中的某?；蚰硯琢Ｐ酒l(fā)生損壞，將會導致整個模組工作性能變差或不能使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種既能實現(xiàn)模組式封裝方式的高效率、低成本、散熱性能好的優(yōu)點，又能實現(xiàn)單粒封裝方式的性能可靠性高、使用靈活的優(yōu)點，能滿足LED從小功率、中功率到大功率的任意封裝要求，并且還能實現(xiàn)在老化試驗后進行二次封裝的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)及其封裝工藝。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，包括基板和若干LED芯片，其特征在于:所述基板由金屬箔電極層、導熱金屬層及位于金屬箔電極層與導熱金屬層之間起粘接、絕緣、導熱作用的絕緣隔離層組成；在所述金屬箔電極層刻劃有若干垂直或水平方向的電極分隔線，以所述電極分隔線為中心線，在所述基板上開設(shè)有若干用于固定LED芯片的安裝孔，所述安裝孔穿過基板的金屬箔電極層和絕緣隔離層，使固定在安裝孔中的LED芯片的底部與導熱金屬層直接接觸；LED芯片的正、負極分別通過金線焊接在該芯片所在電極分隔線的左、右金屬箔電極層的表面。
[0006]所述的金屬箔電極層優(yōu)選為銅箔或鋁箔。
[0007]所述的導熱金屬層優(yōu)選為鋁板或銅板。
[0008]作為優(yōu)選方案，所述的絕緣隔離層由絕緣高導熱膠形成。
[0009]作為一種實施方案，所述安裝孔設(shè)置在與其同軸的凹槽內(nèi)，所述凹槽由金屬箔電極層、導熱金屬層及絕緣隔離層共同形成；所述凹槽的形狀、深淺和大小可根據(jù)不同規(guī)格芯片及光導出要求進行相應(yīng)設(shè)計。
[0010]作為一種實施方案，所述安裝孔內(nèi)固定有一?；蚨嗔ED芯片。
[0011]作為一種實施方案，所述金屬箔電極層的表面全部或局部鍍有反光膜涂層，以形成金屬反光面。
[0012]本發(fā)明上述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)的封裝工藝，包括如下步驟:
[0013]a)制作基板；
[0014]b)在所述基板的金屬箔電極層上刻劃若干垂直或水平方向的電極分隔線；[0015]c)以所述電極分隔線為中心線，在所述基板上開設(shè)若干安裝孔；
[0016]d)將LED芯片固定在安裝孔中；
[0017]e)待固晶膠干后，焊接連接LED芯片的正、負極及該芯片所在電極分隔線的左、右金屬箔電極層的金線；
[0018]f)進行填膠或灌膠。
[0019]所述基板的一種制作工藝包括如下步驟:
[0020]Al、在導熱金屬層的上面上膠；
[0021]A2、將金屬箔電極層粘合在導熱金屬層上方。
[0022]所述基板的另一種制作工藝包括如下步驟:
[0023]A0、在導熱金屬層的表面壓制凹槽；
[0024]Al、在導熱金屬層的上面上膠；
[0025]A2、將金屬箔電極層粘合在導熱金屬層上方。
[0026]所述電極分隔線的刻劃可采用蝕刻或激光等方法。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著性進步:
[0028]I)本發(fā)明只需通過改變所述基板的厚度和面積，就能實現(xiàn)LED從小功率、中功率直到大功率的封裝要求。
[0029]2)本發(fā)明只需通過對作為基板表層的金屬箔電極層進行合理劃分，并對基板進行切割，就能實現(xiàn)LED從分立器件到各種LED串并聯(lián)陣列模組的封裝要求，簡化了封裝工藝和產(chǎn)品開發(fā)過程，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了生產(chǎn)成本。
[0030]3)本發(fā)明提供的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)可直接進行初試或老化試驗，以便及早發(fā)現(xiàn)損壞的LED，并在劃割時，跳開這些已損壞的LED，必要時還可實現(xiàn)二次封裝，使已封裝好的LED陣列模組的質(zhì)量可靠性得到進一步保證，以進一步提高LED產(chǎn)品的性能可靠性和一致性。本發(fā)明提供的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，在切割所需模組后，如發(fā)現(xiàn)模組內(nèi)有個別LED損壞時，仍可進行劃分切割，大模組可劃割成小模組，小模組可劃割成LED段或單粒LED，使LED在封裝過程中，報廢率降低到極限。
[0031]4)本發(fā)明提供的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)分立切割前，可進行電性能快速檢測，并可將檢測結(jié)果直接打印在基板的表面或通過打印輸出，作為后續(xù)組裝LED產(chǎn)品的依據(jù)，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且保證了 LED產(chǎn)品的質(zhì)量標準。
[0032]5)基板的上下金屬層為LED芯片提供了一個很短的熱傳導和最大限度的散熱面積，有效地降低了 LED芯片的熱阻，提高了 LED產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。
[0033]6)封裝所用膠量極少，不僅節(jié)約了成本，簡化了封裝工藝，而且降低了熱阻。
[0034]7)本發(fā)明提供的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)串并聯(lián)陣列模組封裝時，不必事先考慮具體LED產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和分別進行線路設(shè)計，可先規(guī)?；a(chǎn)后進行相應(yīng)劃割即可，因此大大縮短了 LED產(chǎn)品的開發(fā)周期，簡化了 LED產(chǎn)品的開發(fā)過程和生產(chǎn)工藝，同時便于LED產(chǎn)品實現(xiàn)規(guī)?；⒆詣踊蜆藴驶a(chǎn)，并可為下游企業(yè)進行產(chǎn)品開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)帶來極大方便；尤其是，本發(fā)明還可實現(xiàn)LED免焊接組裝工藝，進一步簡化了下游產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，提高了下游產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量可靠性，可大大降低下游產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0035]總之，本發(fā)明通過設(shè)計的獨創(chuàng)封裝結(jié)構(gòu)，大大簡化了 LED的封裝工藝，縮短了 LED產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高了 LED產(chǎn)品的可靠性和一致性，同時有利于實現(xiàn)LED封裝自動化、規(guī)?；蜆藴驶a(chǎn)，有效地提高了 LED封裝的生產(chǎn)效率，降低了 LED產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，從而使LED產(chǎn)品進入高性能、低成本時代邁出了突破性的一大步，具有顯著性進步。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是實施例1提供的一種待封裝基板的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是實施例1所述基板的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3是圖1中的單粒芯片在固晶、焊好金線、但未經(jīng)灌膠時的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4是圖3的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5是實施例2提供的一種待封裝基板的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖6是圖5中的單粒芯片在固晶、焊好金線、但未經(jīng)灌膠時的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖7是圖6的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖8是實施例3提供的單個安裝孔的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖9是圖8的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖10是圖5所示的一種LED待封裝基板在封裝后的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖11是對圖10進行再次分割得到的八串五并的LED陣列模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖12是對圖10進行再次分割得到的兩個四串五并模組進行再串聯(lián)后的LED陣列模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖13是對圖10劃分成5段八串LED模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖14是本發(fā)明提供的一種八串五并的LED模組在發(fā)生某粒芯片損壞時進行修復的狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖中:1、金屬箔電極層；la、正電極區(qū)域；lb、負電極區(qū)域；2、導熱金屬層；3、絕緣隔離層；4、安裝孔；5、電極分隔線；6、LED芯片；7、金線；8、凹槽；8a、左反光面；8b、右反光面；9、封裝后的LED。
【具體實施方式】
[0051 ] 下面結(jié)合具體實施例和附圖，進一步闡述本發(fā)明。
[0052]實施例1
[0053]如圖1至圖4所示:本實施例提供的一種LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，包括基板和若干LED芯片，所述基板由金屬箔電極層1、導熱金屬層2及位于金屬箔電極層I與導熱金屬層2之間起粘接、絕緣、導熱作用的絕緣隔離層3組成；在所述金屬箔電極層I上刻劃有若干垂直或水平方向的電極分隔線5，以所述電極分隔線5為中心線，在所述基板上開設(shè)有若干用于固定LED芯片6的安裝孔4，所述安裝孔4穿過基板的金屬箔電極層I和絕緣隔離層3，使固定在安裝孔4中的LED芯片6的底部與導熱金屬層2直接接觸；LED芯片6的正、負極分別通過金線7焊接在該芯片所在電極分隔線5的左、右金屬箔電極層I的表面(如圖3中的Ia和Ib) ο
[0054]所述的金屬箔電極層I優(yōu)選為銅箔或鋁箔，所述的導熱金屬層2優(yōu)選為鋁板或銅板，所述的絕緣隔離層3由絕緣高導熱膠形成。
[0055]本實施例所述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)的封裝工藝，包括如下步驟:
[0056]a)制作基板:[0057]Al、在導熱金屬層的上面上膠；
[0058]A2、將金屬箔電極層粘合在導熱金屬層上方。
[0059]b)在所述基板的金屬箔電極層上刻劃若干垂直或水平方向的電極分隔線；
[0060]c)以所述電極分隔線為中心線，在所述基板上開設(shè)若干安裝孔；
[0061]d)將LED芯片固定在安裝孔中；
[0062]e)待固晶膠干后，焊接連接LED芯片的正、負極及該芯片所在電極分隔線的左、右金屬箔電極層的金線；
[0063]f)進行灌膠。
[0064]所述電極分隔線的刻劃可采用蝕刻或激光等方法。
[0065]通過改變基板底層的厚度及封裝密度可滿足不同LED功率大小的散熱要求。
[0066]所述安裝孔的大小和形狀可根據(jù)不同芯片的規(guī)格進行相應(yīng)設(shè)計；所述金屬箔電極層的表面可采取全部或局部鍍有反光膜涂層，以形成全部或局部金屬反光面。
[0067]實施例2
[0068]如圖5至圖7所示:本實施例提供的一種LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，與實施例1的不同之處僅在于:所述安裝孔4設(shè)置在與其同軸的凹槽8內(nèi)，所述凹槽8由金屬箔電極層1、導熱金屬層2及絕緣隔離層3共同形成，所述凹槽8的形狀、深淺和大小可根據(jù)不同規(guī)格芯片及光導出要求進行相應(yīng)設(shè)計。
[0069]所述金屬箔電極層的表面可采取全部或局部鍍有反光膜涂層，使凹槽8的內(nèi)表面形成以電極分隔線5為對稱軸的左右兩個金屬反光面(如圖6中的8a和8b)。
[0070]本實施例所述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)的封裝工藝，包括如下步驟:
[0071]a)制作基板:
[0072]A0、在導熱金屬層的表面壓制凹槽；
[0073]Al、在導熱金屬層的上面上膠；
[0074]A2、將金屬箔電極層粘合在導熱金屬層上方；
[0075]b)在所述基板的金屬箔電極層上刻劃若干垂直或水平方向的電極分隔線；
[0076]c)以所述電極分隔線為中心線，在所述基板壓制的凹槽內(nèi)開設(shè)安裝孔；
[0077]d)將LED芯片固定在安裝孔中；
[0078]e)待固晶膠干后，焊接連接LED芯片的正、負極及該芯片所在電極分隔線的左、右金屬箔電極層的金線；
[0079]f)進行填膠。
[0080]所述電極分隔線的刻劃可采用蝕刻或激光等方法。
[0081]通過改變基板底層的厚度及封裝密度可滿足不同LED功率大小的散熱要求。
[0082]實施例3
[0083]如圖8和圖9所示:本實施例提供的一種LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，與實施例2的不同之處僅在于:所述安裝孔4內(nèi)設(shè)有多粒芯片陣列模組。
[0084]圖10是圖5所示的一種LED待封裝基板在封裝后的正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的9為封裝后的LED。
[0085]如果工藝要求封裝的是先串后并的陣列模組，可在圖10 (已是一種五并八串的陣列模組)結(jié)構(gòu)上再劃割4條水平電極分隔線，就可輕松得到圖11所示的八串五并的LED陣列模組；由于圖11所示的陣列模組結(jié)構(gòu)中，如果有某粒LED開路損壞，那么該串八粒LED將全部不亮，在考慮到各支路均流的前提下，希望某一粒LED開路損壞后，盡量減少不亮LED數(shù)量時，可通過改變水平劃斷線，分割形成圖12所示的兩個四串五并模組進行再串聯(lián)后的LED陣列模組的結(jié)構(gòu)，總的串并數(shù)不變，但模組中的LED串并方式有所改變，這時當某一 LED開路損壞時，只有四粒LED不亮。在具體使用中也可根據(jù)實際情況劃分成二串五并然后再四串的模組，這時某粒LED損壞時，只有二粒LED不亮。同樣我們也可以根據(jù)需要，劃分成不同數(shù)量LED串并后再串聯(lián)的模組。例如:可劃分成三串五并、二串五并、三串五并，然后再串聯(lián)起來，模組總的串并聯(lián)數(shù)還是不變。總之根據(jù)不同的實際情況，可以通過對該封裝結(jié)構(gòu)的不同劃割，能非常簡便靈活地滿足各種工藝要求。
[0086]同樣，如果工藝要求封裝的是分立LED時，我們還是一樣在圖10所示的封裝結(jié)構(gòu)上劃出四條水平斷開線。如圖13所示，四條水平斷開線將封裝結(jié)構(gòu)中的LED劃分成五條，只要五條上的LED同時接上電源，平臺上所有LED可以一次檢測完成(這是目前分立式LED封裝技術(shù)所無法實現(xiàn)的)。圖中點劃線表示可以在此處將LED切割的線，在檢測后，沿此點劃線進行切割，即可得到一粒粒分立LED。
[0087]在大規(guī)模生產(chǎn)時，本發(fā)明還可實現(xiàn)對封裝后的LED模組采用掃描方式快速檢測，并同時將檢測結(jié)果直接打印在LED表面，或用打印機輸出，以作為后續(xù)組裝LED產(chǎn)品的依據(jù)，不僅可提高生產(chǎn)效率，而且保證了 LED產(chǎn)品的質(zhì)量標準。
[0088]由于本發(fā)明的LED電極是在LED的表平面，這一特征使得LED在組裝LED產(chǎn)品時，能非常方便地實現(xiàn)免焊接組裝和免焊接修復。其中方法之一可以像紐扣電池一樣依靠緊密接觸的方式實現(xiàn)相互連接或弓丨入電源。
[0089]本發(fā)明提供的封裝結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中，還具有迅速簡便的修復功能。以圖14為例，如果該八串五并的模組中有一只LED損壞，如圖中打差的那粒LED開路損壞時，這時我們只要將已損壞LED兩邊的水平斷開線連接起來，如圖中打有斜線的小方塊處接通即可。修復前損壞的LED會使八粒LED不亮，通過簡單的修理后，只有損壞的那粒不亮。如果圖14所示的八串五并不是整體模組，而是由五段(八粒LED串聯(lián)而成段)并聯(lián)組合而成，那么當某粒LED損壞時，只要更換其中一段即可修復?；虬匆陨夏＝M的方法修復。如果圖14所示的八串五并是由分立LED組合而構(gòu)成的，那么當某粒LED損壞時，只要取下已損壞的那粒LED更換新的即可，修復非常方便簡單。
[0090]最后有必要在此說明的是:以上實施例只用于對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細地說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制；本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，包括基板和若干LED芯片，其特征在于:所述基板由金屬箔電極層、導熱金屬層及位于金屬箔電極層與導熱金屬層之間起粘接、絕緣、導熱作用的絕緣隔離層組成；在所述金屬箔電極層刻劃有若干垂直或水平方向的電極分隔線，以所述電極分隔線為中心線，在所述基板上開設(shè)有若干用于固定LED芯片的安裝孔，所述安裝孔穿過基板的金屬箔電極層和絕緣隔離層，使固定在安裝孔中的LED芯片的底部與導熱金屬層直接接觸；LED芯片的正、負極分別通過金線焊接在該芯片所在電極分隔線的左、右金屬箔電極層的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的金屬箔電極層為銅箔或鋁箔。
3.如權(quán)利要求1所述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的導熱金屬層為鋁板或銅板。
4.如權(quán)利要求1所述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的絕緣隔離層由絕緣高導熱膠形成。
5.如權(quán)利要求1所述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述安裝孔設(shè)置在與其同軸的凹槽內(nèi)，所述凹槽由金屬箔電極層、導熱金屬層及絕緣隔離層共同形成。
6.如權(quán)利要求1或5所述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述安裝孔內(nèi)固定有一粒或多粒LED芯片。
7.如權(quán)利要求1或5所述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬箔電極層的表面全部或局部鍍有反光膜涂層，以形成金屬反光面。
8.—種權(quán)利要求1所述的LED多功能封裝結(jié)構(gòu)的封裝工藝，其特征在于，包括如下步驟: a)制作基板； b)在所述基板的金屬箔電極層上刻劃若干垂直或水平方向的電極分隔線； c)以所述電極分隔線為中心線，在所述基板上開設(shè)若干安裝孔； d)將LED芯片固定在安裝孔中； e)待固晶膠干后，焊接連接LED芯片的正、負極及該芯片所在電極分隔線的左、右金屬箔電極層的金線； f)進行填膠或灌膠。
9.如權(quán)利要求8所述的封裝工藝，其特征在于，所述基板的制作工藝包括如下步驟: Al、在導熱金屬層的上面上膠； A2、將金屬箔電極層粘合在導熱金屬層上方； 或者，包括如下步驟: AO、在導熱金屬層的表面壓制凹槽； Al、在導熱金屬層的上面上膠； A2、將金屬箔電極層粘合在導熱金屬層上方。
10.如權(quán)利要求8所述的封裝工藝，其特征在于:所述電極分隔線的刻劃采用蝕刻或激光方法。
【文檔編號】H01L33/64GK104009147SQ201410260893
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】闞文瑤 申請人:上海虔敬節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br>