專利名稱：一種led封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED封裝結(jié)構(gòu)，尤指一種具有良好散熱效果的LED封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，發(fā)光二極管(LED)被應(yīng)用的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，如液晶屏幕上的光 源、投射燈、交通等以及汽車的剎車燈等等，日漸取代傳統(tǒng)的燈絲燈泡。然而， 現(xiàn)有的LED燈泡，雖然具有體積小、能耗低的特性，但就單顆晶片燈泡而言， 光源能量較小，在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用都受到限制。為了增加發(fā)光源的整體亮度， 則有必要提高光源的發(fā)光功率或增加LED發(fā)光源的數(shù)目和密度，但若大幅增加 LED晶片的數(shù)目和密度，則將必然增加LED晶片的產(chǎn)出熱量。
參照?qǐng)D1所示，傳統(tǒng)LED封裝結(jié)構(gòu)包括絕緣基板10'、 LED晶片20'、連接 導(dǎo)線40，以及兩個(gè)導(dǎo)電回路50，， LED晶片20，通過(guò)連接導(dǎo)線40，分別與導(dǎo)電回路 50'連接，其中，所述LED晶片20'固定于所述絕緣基板10'的第一表面101'， 所述任一導(dǎo)電回路50，一端設(shè)于絕緣基板IO，的第一表面IOI，上，另一端設(shè)于其 第二表面102'，使其環(huán)繞于絕緣基板10'的兩側(cè)端部，導(dǎo)電回路50'由高散熱的 金屬材料制成，除了具有導(dǎo)電的功能外，還起到對(duì)LED晶片20'進(jìn)行散熱的作 用在這種LED封裝結(jié)構(gòu)中，由于兩導(dǎo)電回路50'的極性相反，因此兩者不能過(guò) 于接近，以避免因絕緣基板10'等其他元件發(fā)生漏電，而致使兩導(dǎo)電回路50'之 間發(fā)生短路現(xiàn)象。但是，由于兩導(dǎo)電回路50'之間存在一定間隙，因此所提供的 散熱面積也相對(duì)較小，因發(fā)光效率與散熱效果的優(yōu)劣程度成正比，如果大量的 熱量無(wú)法盡快散出，必將嚴(yán)重影響到LED的發(fā)光亮度，同時(shí)，由于長(zhǎng)期的散熱 效率不高，也進(jìn)而加速了 LED的損耗。
因此，提供一種具有良好散熱效果的LED封裝結(jié)構(gòu)以解決上述問(wèn)題實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種具有良好散熱效果的LED封裝結(jié)構(gòu)，通過(guò)散
熱機(jī)構(gòu)與絕緣陶瓷基板之間的緊密貼合，且提高有效散熱面積，從而助于LED 晶片的快速散熱，以提高其發(fā)光效率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其包括絕緣陶瓷基 板、封裝殼體、至少一LED晶片、散熱機(jī)構(gòu)以及至少一導(dǎo)電回路，所述絕緣陶 瓷基板包括第一表面和第二表面，所述封裝殼體安裝于所述絕緣陶瓷基板的第 一表面上，其包括一穿孔，所述導(dǎo)電回路收容于所述封裝殼體，其包括第一電 連接端和第二電連接端，所述第一電連接端通過(guò)所述穿孔與第二電連接端連接， 所述LED晶片與第二電連接端電連接，所述散熱機(jī)構(gòu)與所述絕緣陶瓷基板的第 二表面連接。
本發(fā)明LED封裝結(jié)構(gòu)還可進(jìn)一步包括以下附加技術(shù)特征
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述LED封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括連接導(dǎo)線， 所述LED晶片通過(guò)連接導(dǎo)線與所述導(dǎo)電回路電連接。
所述LED晶片與所述絕緣陶瓷基板之間進(jìn)一步包括連接層，所述連接層優(yōu) 選為固晶膠層。在本發(fā)明中，LED晶片亦可旌過(guò)其他方式與絕緣陶瓷基板相連 接，例如通過(guò)裸晶片貼裝技術(shù)、倒焊芯片技術(shù)、膠粘技術(shù)或共晶焊接技術(shù)中 任選一種方式安裝于所述絕緣陶瓷基板上。
所述散熱機(jī)構(gòu)為散熱器或金屬導(dǎo)熱層，優(yōu)選為金屬導(dǎo)熱層，所述金屬導(dǎo)熱 層通過(guò)迴焊的方式成型于所述絕緣陶瓷基板上，所述金屬為銀、銅、鋁或其合 金中任選一種。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述LED晶片為復(fù)數(shù)個(gè)，其通過(guò)串聯(lián)或 并聯(lián)的方式相互電連接。共用復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電回路，組成多晶片的封裝結(jié)構(gòu)，既簡(jiǎn) 化了封裝結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)可顯著提高整體的發(fā)光效率。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明LED封裝結(jié)構(gòu)一方面利用陶瓷散熱性能優(yōu)良的特 性，采用陶瓷作為絕緣基板的材質(zhì)，以提高LED晶片工作過(guò)程中的散熱速度。 另一方面，通過(guò)將導(dǎo)電回路由封裝殼體內(nèi)部穿設(shè)，而非環(huán)繞于絕緣陶瓷基板的 外周，不僅解決了兩導(dǎo)電回路容易發(fā)生短路、電接觸不良或散熱不利影響通電 質(zhì)量等問(wèn)題，而且，使得絕緣陶瓷基板能夠直接連接散熱機(jī)構(gòu)，通過(guò)散熱機(jī)構(gòu) 與絕緣陶瓷基板之間直接接觸，提高了散熱速度，另外，由于不受極性所限， 該表面可全部布設(shè)散熱機(jī)構(gòu)，大大增加了散熱面積，從而顯著地提高了LED晶
片的散熱效率，進(jìn)而提高LED晶片的發(fā)光效率。
為使本發(fā)明更加容易理解，下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明不同的具體 實(shí)施例。


圖1為現(xiàn)有LED封裝結(jié)構(gòu)的示意圖2為本發(fā)明LED封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例一的示意圖3為本發(fā)明LED封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例二的示意圖4為本發(fā)明復(fù)數(shù)個(gè)LED封裝結(jié)構(gòu)導(dǎo)電回路實(shí)施例一的示意圖，以及
圖5為本發(fā)明復(fù)數(shù)個(gè)LED封裝結(jié)構(gòu)導(dǎo)電回路實(shí)施例二的示意圖。
鼎錢放
參照?qǐng)D2所示，在本發(fā)明的實(shí)施例一中，提供了一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其包 括絕緣陶瓷基板10、 LED晶片20，封裝殼體30、連接導(dǎo)線40、散熱機(jī)構(gòu)50以 及兩個(gè)導(dǎo)電回路60。所述絕緣陶瓷基板10包括第一表面101和第二表面102; 所述封裝殼體30安裝于所述絕緣陶瓷基板10的第一表面101上，其包括一穿 孔301，所述LED晶片20裝設(shè)于所述絕緣陶瓷基板10的第一表面101上，所 述導(dǎo)電回路60收容于所述封裝殼體30，其包括第一電連接端601和第二電連接 端602,所述第一電連接端601通過(guò)所述穿孔301與第二電連接端602連接，所 述LED晶片20與第二電連接端602電連接，所述散熱機(jī)構(gòu)50通過(guò)第二表面102 與所述絕緣陶瓷基板10連接。由于散熱機(jī)構(gòu)50與絕緣陶瓷基板10間緊密貼合， 通過(guò)散熱機(jī)構(gòu)50可將LED晶片20產(chǎn)生的熱量迅速地傳導(dǎo)出去，提高LED晶片 20的散熱效率，從而提高其發(fā)光效率。
其中，所述絕緣陶瓷基板10的熱導(dǎo)系數(shù)大于30 420W/mK，更好地，可達(dá) 到50 420W/mK，例如絕緣陶瓷基板可為氮化鋁(A1N)，其熱導(dǎo)系數(shù)為 170W/mK。在本實(shí)施例中，所述封裝殼體30位于所述絕緣陶瓷基板周圍區(qū)域， 用于收容所述兩個(gè)電性相反的導(dǎo)電回路60，其包括兩個(gè)封裝單元30a和30b， 其分別地豎立于所述導(dǎo)電回路60的左右兩側(cè)，其可由一體成型或分別成型制成。 所述導(dǎo)電回路60由金屬導(dǎo)體制成，如銀或銅等，其包括相互連接的第一電連接
端601、第二電連接端602以及導(dǎo)電主體603，所述第一電連接端601延伸至所 述封裝殼體30外，用于與外接電源電性連接，所述第二電連接端602設(shè)置于絕 緣陶瓷基板10的第一表面101上，即絕緣陶瓷基板10與封裝殼體30之間，所 述導(dǎo)電主體603收容于穿孔301中，導(dǎo)電回路60通過(guò)連接導(dǎo)線40與所述LED 晶片20電性連接，從而實(shí)現(xiàn)LED晶片20與外部電源的電性連接。所述連接導(dǎo) 線40可選用導(dǎo)電性能良好的材料制成，如金等，其布設(shè)于所述絕緣陶瓷基板10 的第一表面101上。
在本實(shí)施例中，所述穿孔301的形狀不受限制，只要其貫穿于封裝殼體30 的內(nèi)部即可，使得導(dǎo)電回路60的第一電連接端601能夠通過(guò)穿孔301與第二電 連接端602電性連接，如此以來(lái)，LED晶片20即可不必通過(guò)在封裝殼體外布設(shè) 導(dǎo)電回路與外部電源電性連接，使其整體結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，同時(shí)，解決了現(xiàn)有技 術(shù)中，由于導(dǎo)電回路外包裹于絕緣基板外，電接觸點(diǎn)暴露在外，使得兩電極之 間容易發(fā)生短路或電接觸不良等的問(wèn)題，并且，通過(guò)將導(dǎo)電回路60封裝并隔離 起來(lái)，減小了LED晶片的發(fā)熱對(duì)其造成的影響，避免了由于散熱不利而影響導(dǎo) 電回路60的導(dǎo)電效果。
在本實(shí)施例中，參照?qǐng)D2所示，所述LED晶片與所述絕緣陶瓷基板之間進(jìn) 一步包括連接層70。在本發(fā)明中，所述LED晶片20亦可通過(guò)其他方式安裝于 所述絕緣陶瓷基板10上，如通過(guò)裸晶片貼裝技術(shù)(COB， Chip On Board)、倒 焊芯片技術(shù)、膠粘技術(shù)或共晶焊接技術(shù)等方式。
參照?qǐng)D3所示，本發(fā)明LED封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例二中，亦可省略連接導(dǎo)線40， 通過(guò)倒焊芯片技術(shù)(Flip-chip)將所述LED晶片20固定于所述絕緣陶瓷基板10 上，使其直接與所述導(dǎo)電回路60電性連接。在本實(shí)施例中，所述連接層70為 導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電回路60的第二電連接端602與LED晶片20之間進(jìn)一步設(shè)置 有導(dǎo)電端子(未標(biāo)示)，用于固定LED晶片20，同時(shí)，通過(guò)所述導(dǎo)電端子也實(shí) 現(xiàn)LED晶片20的p/n電極分別與兩電性相反的第二電連接端602之間的電性連 接，所述導(dǎo)電端子優(yōu)選錫膠或焊錫。
在本實(shí)施例中，所述LED芯片20安置于所述封裝殼體30的封裝單元30b 與所述陶瓷絕緣基板10所限定的封閉空腔80中，所述封閉空腔80內(nèi)填充有樹 脂材料。并且，封裝單元30b與所述陶瓷絕緣基板IO之間圍成的內(nèi)表面形成有
反光區(qū)域90，所述反光區(qū)域90鍍有高反射材料，如陶瓷、油漆或反射性金屬層 等，其反光率為85%-100%,所述封裝單元30b亦可由高反射材料制成。
在本發(fā)明中，所述散熱機(jī)構(gòu)50可為散熱器或金屬導(dǎo)熱層。當(dāng)散熱機(jī)構(gòu)50 為金屬層時(shí)，熔融狀金屬如銀、銅、鋁或其合金等可通過(guò)迴焊的方式均勻地涂 覆于絕緣陶瓷基板10的第二表面102上，于第二表面102上成型金屬導(dǎo)熱層， 由于不受極性所限，該表面可全部地涂覆金屬導(dǎo)熱層，大大增加了散熱面積， 從而顯著地提高了 LED晶片的散熱效率，進(jìn)而提高LED晶片的發(fā)光效率。同時(shí)， 還起到簡(jiǎn)化LED封裝結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)以及表面貼裝工序的作用。
在本發(fā)明中，所述導(dǎo)電回路60可設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)，各導(dǎo)電回路之間的結(jié) 構(gòu)不受限制，只要LED封裝結(jié)構(gòu)中的任意一個(gè)導(dǎo)電回路滿足上述結(jié)構(gòu)即可，更 優(yōu)選的是，本發(fā)明LED封裝結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)上述導(dǎo)電回路，電性相反的兩導(dǎo)電回 路經(jīng)由封裝殼體內(nèi)部貫穿，而將LED晶片與外部電源電性連接。
參照?qǐng)D4和圖5所示，在本發(fā)明中，還進(jìn)一步提供了一種復(fù)數(shù)個(gè)LED晶片 的封裝結(jié)構(gòu)導(dǎo)電回路示意圖。參照?qǐng)D4，在本實(shí)施例，復(fù)數(shù)個(gè)LED晶片20裝設(shè) 于一封裝殼體中，并通過(guò)復(fù)數(shù)根連接導(dǎo)線40將所述復(fù)數(shù)個(gè)LED晶片20串聯(lián)在 一起，相互串聯(lián)的復(fù)數(shù)個(gè)LED晶片20通過(guò)共用的兩個(gè)第一電連接端601與外 接電源電連接。參照?qǐng)D5，在本實(shí)施例，復(fù)數(shù)個(gè)LED晶片20裝設(shè)于一封裝殼體 中，所述復(fù)數(shù)個(gè)LED晶片20分別有其各自成對(duì)的導(dǎo)電回路60，并通過(guò)復(fù)數(shù)對(duì) 第一電連接端601與外接電源電連接而形成復(fù)數(shù)相互并聯(lián)之導(dǎo)電回路60與相互 并聯(lián)的LED晶片20。
在本發(fā)明中，所述LED晶片20的結(jié)構(gòu)和種類可不受限制，即復(fù)數(shù)個(gè)LED 晶片的封裝結(jié)構(gòu)中的各個(gè)LED晶片20的結(jié)構(gòu)可相同亦可不同；同樣地，所述 導(dǎo)電回路60的結(jié)構(gòu)和種類也可不受限制，即復(fù)數(shù)個(gè)LED晶片的封裝結(jié)構(gòu)中的 各個(gè)導(dǎo)電回路60的結(jié)構(gòu)可相同亦可不同。通過(guò)復(fù)數(shù)個(gè)晶片封裝減小了 LED封 裝結(jié)構(gòu)的整體體積，提高單位面積內(nèi)的發(fā)光效率，進(jìn)一步提高其發(fā)光強(qiáng)度。在 本發(fā)明，LED晶片20之間的連接方式不受限制，連接方式可根據(jù)具體導(dǎo)電回路 結(jié)構(gòu)以及LED晶片安裝方式的不同而定。
惟以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí) 施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說(shuō)明書所記載的內(nèi)容所作出簡(jiǎn)單的
等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明權(quán)利要求所涵蓋范圍之內(nèi)。此外，摘要部分和 標(biāo)題僅是用來(lái)輔助專利文件搜尋之用，并非用來(lái)限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。
權(quán)利要求
1.一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其包括絕緣陶瓷基板、封裝殼體、至少一LED晶片、散熱機(jī)構(gòu)以及至少一導(dǎo)電回路，其特征在于所述絕緣陶瓷基板包括第一表面和第二表面，所述封裝殼體安裝于所述絕緣陶瓷基板的第一表面上，其包括一穿孔，所述導(dǎo)電回路收容于所述封裝殼體中，其包括第一電連接端和第二電連接端，所述第一電連接端通過(guò)所述穿孔與第二電連接端連接，所述LED晶片與第二電連接端電連接，所述散熱機(jī)構(gòu)與所述絕緣陶瓷基板的第二表面連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進(jìn)一步包括連接導(dǎo)線， 所述LED晶片通過(guò)連接導(dǎo)線與所述導(dǎo)電回路電連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進(jìn)一步包括連接層， 所述LED晶片通過(guò)連接層固定于所述絕緣陶瓷基板之上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)電回路為兩 個(gè)，所述兩導(dǎo)電回路極性相反。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述LED晶片通過(guò) 裸晶片貼裝技術(shù)、倒焊芯片技術(shù)、膠粘技術(shù)或共晶焊接技術(shù)中任選一種方式安 裝于所述絕緣陶瓷基板上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述絕緣陶瓷基板 的熱導(dǎo)系數(shù)為30~420W/mK。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述散熱 機(jī)構(gòu)為散熱器或金屬導(dǎo)熱層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬導(dǎo)熱層通 過(guò)迴焊的方式成型于所述絕緣陶瓷基板上，所述金屬為銀、銅、鋁或其合金中 任選一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封裝殼體與陶 瓷絕緣基板之間圍成的內(nèi)表面形成有反光區(qū)域，所述反光區(qū)域的反光率為 85%國(guó)100%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述LED 晶片為復(fù)數(shù)個(gè)，其通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)的方式相互電連接。
全文摘要
一種LED封裝結(jié)構(gòu)，包括絕緣陶瓷基板、封裝殼體、至少一LED晶片、散熱機(jī)構(gòu)以及至少一導(dǎo)電回路，絕緣陶瓷基板包括第一表面和第二表面，封裝殼體安裝于絕緣陶瓷基板的第一表面上，其包括一穿孔，導(dǎo)電回路收容于封裝殼體，其包括第一電連接端和第二電連接端，第一電連接端通過(guò)穿孔與第二電連接端連接，LED晶片與第二電連接端電連接，散熱機(jī)構(gòu)通過(guò)第二表面與絕緣基板連接。本發(fā)明通過(guò)將導(dǎo)電回路由封裝基座內(nèi)部穿設(shè)，不僅解決了兩導(dǎo)電回路容易發(fā)生短路、電接觸不良或散熱不利影響通電質(zhì)量等問(wèn)題，而且，使得絕緣基板能夠直接連接散熱機(jī)構(gòu)，大大增加了散熱面積，提高了散熱速度，從而提高了LED晶片的散熱效率，進(jìn)而提高LED晶片的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L23/367GK101350390SQ20081003037
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者洪世豪 申請(qǐng)人:旭麗電子(廣州)有限公司;光寶科技股份有限公司