一種系統(tǒng)級封裝的led器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED器件，尤其是涉及一種系統(tǒng)級封裝的LED器件。
【背景技術(shù)】
[0002]LED產(chǎn)品因其具有節(jié)能、省電、高效率、反應(yīng)時間快、壽命周期長、且不含汞，具有環(huán)保效益等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用照明和顯示行業(yè)，成為近年來最受矚目的產(chǎn)品之一。傳統(tǒng)的LED燈具是由光源、驅(qū)動電路、熱學(xué)器件和光學(xué)器件等部分組成，每個部分都是獨(dú)立分離的。其中驅(qū)動電路是將電子元件的裸片加工封裝后，再用焊錫焊在印制電路板上，封裝過的電子元件，體積尺寸較大，使得驅(qū)動電路板的體積變大。所以傳統(tǒng)燈具在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，會專門預(yù)留一個空腔放置驅(qū)動電路，如球泡燈；或者在光源兩端和背后放置驅(qū)動電路，如燈管、筒燈。
[0003]傳統(tǒng)的LED燈具體積尺寸大，工藝制造復(fù)雜，同時成本也較高。此外，傳統(tǒng)LED燈具一般只具有普通照明和調(diào)光功能，未涉及無線通信技術(shù)，不能滿足未來高品質(zhì)生活的需求。
[0004]有中國專利CN101719490A提供了一種多功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，包括有LED芯片、封裝管殼、灌封材料、光學(xué)系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、電源驅(qū)動和控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的LED芯片位于由封裝管殼與光學(xué)系統(tǒng)界定的腔體內(nèi)，并固定在封裝管殼上，被灌封材料包裹LED芯片電極與封裝管殼內(nèi)的電路相連接；光學(xué)系統(tǒng)安置于封裝管殼上:散熱系統(tǒng)安置于封裝管殼下；電源驅(qū)動與控制系統(tǒng)安置于封裝管殼上或封裝管殼下或散熱系統(tǒng)上或與封裝管殼集成或與散熱系統(tǒng)集成。該申請雖然同樣具有照明、調(diào)光和無線通信等功能，但該申請中各系統(tǒng)元件均為封裝后的成品。該申請只是將多個具有不同功能的標(biāo)準(zhǔn)封裝件放置在同一基板上，組成一個具有多功能的封裝器件。而系統(tǒng)級封裝是將多個具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件，以及諸如MEMS或者光學(xué)器件等其他器件優(yōu)先組裝到一起，實(shí)現(xiàn)一定功能的單個標(biāo)準(zhǔn)封裝件，從而形成一個系統(tǒng)或者子系統(tǒng)。所以該申請不屬于系統(tǒng)級封裝。且該申請集成化程度較低，新穎性和創(chuàng)新性亦不高。并且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝程序較多，成本較聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對以上現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)級封裝的LED器件，其包括基板、驅(qū)動電路元件和LED芯片，其特征在于，所述系統(tǒng)級封裝的LED器件還包括至少一個功能模塊，所述驅(qū)動電路元件、所述LED芯片和所述功能模塊均以固晶的方式一并固定在唯一的所述基板上，并且所述驅(qū)動電路元件、所述LED芯片和所述功能模塊均以金線焊接的方式與所述基板形成電氣連接，從而實(shí)現(xiàn)所述LED器件在唯一的所述基板上高度集成化的系統(tǒng)級封裝。本發(fā)明將發(fā)光元件、驅(qū)動元件和功能控制元件勻采用裸片結(jié)構(gòu)，并且以固晶的方式將所有裸片元件直接固定在本發(fā)明唯一的基板上，集發(fā)光，驅(qū)動，無線參數(shù)、光參數(shù)控制等為一體，實(shí)現(xiàn)了 LED器件的系統(tǒng)級封裝。并且，所有元件貼片式地固定在同一塊基板上，避免了產(chǎn)品構(gòu)件之間的結(jié)構(gòu)間隙，大大縮小了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸，使得LED器件同時滿足集成和超薄的要求。
[0006]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述基板上覆蓋有封裝膠，并且所述封裝膠將所述驅(qū)動電路元件、所述LED芯片和所述功能模塊一并封裝至唯一的所述基板。本發(fā)明將各種元件裸片用固晶的方式將其同時固定在基板上，然后用封裝膠將所有元件一次性封裝至基板，這和傳統(tǒng)LED器件相比，跳過了驅(qū)動電子元件的封裝步驟，使得工藝更加簡單，成本也有所降低。
[0007]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述基板包括反射層、銅箔電路線和電極，其中，所述反射層覆蓋在所述基板的上表面上用以放置所述LED芯片的區(qū)域，從而將所述LED芯片發(fā)出的光反射出來，所述銅箔電路線分布所述基板上，用以連接導(dǎo)通各功能芯片，所述電極分布在所述基板的外周緣區(qū)域，用以連接外部電源。
[0008]根據(jù)另一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述基板包括基底材料、銅箔層、反射層和絕緣層，其中，所述基底材料是由具有高導(dǎo)熱效率的鋁、銅、硅或陶瓷制成的，所述銅箔層覆蓋在所述基底材料上，并且所述銅箔層與所述基底材料保持彼此匹配的形狀，所述反射層以鍍膜的方式直接鍍在放置所述LED芯片的區(qū)域上并且覆蓋所述銅箔層，所述絕緣層分布在所述銅箔層上除所述反射層以外的其他區(qū)域。
[0009]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述驅(qū)動電路元件至少包括集成電路芯片1C、MOS集成電路、電阻、電容和/或整流二極管。
[0010]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述LED芯片是藍(lán)光LED芯片、紫光LED芯片、紫外光LED芯片和/或其他顏色的LED芯片。根據(jù)實(shí)際需要來選擇不同的LED芯片，從而獲得不同顏色或色溫的LED器件。
[0011 ] 根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述LED芯片的結(jié)構(gòu)為水平、垂直或倒裝并且所述LED芯片的襯底為藍(lán)寶石、氮化鎵或硅。
[0012]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述功能模塊包括:控制芯片模組、傳感器模塊和/或無線通信模塊。通過光、電、熱信號之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)對LED器件的多功能控制，使得LED器件集光、無線通訊控制為一體，成為系統(tǒng)級封裝的LED器件。
[0013]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述控制芯片模組為DAL1、MAX512或其他燈具控制芯片，用以調(diào)節(jié)所述LED芯片的光色參數(shù)。
[0014]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述系統(tǒng)級封裝的LED器件為藍(lán)光LED器件。
[0015]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述封裝膠包括熒光粉，所述熒光粉在所述LED芯片的激發(fā)下發(fā)光，使得所述系統(tǒng)級封裝的LED器件為白光LED器件。
[0016]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，光學(xué)透鏡以粘合連接或卡扣連接的方式固定在所述基板上，并且所述光學(xué)透鏡限定了足以容納所述基板上的所有元件的空間。光學(xué)透鏡不僅可以增強(qiáng)LED器件的出光效果，還對基板上的裸片元件有保護(hù)作用，避免了外界環(huán)境中濕氣和灰塵等不利因素對LED器件性能的影響。
[0017]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述光學(xué)透鏡是軟塑料片，并且所述光學(xué)透鏡的厚度在O?0.5mm的范圍內(nèi)。光學(xué)透鏡質(zhì)軟、厚度薄，能夠進(jìn)行適當(dāng)變形，有利于將光學(xué)透鏡安裝在體積極小的基板上，并且由于光學(xué)透鏡的厚度很薄，其尺寸也與基板相匹配，因此即便增設(shè)了光學(xué)透鏡也不會明顯增大LED器件的結(jié)構(gòu)尺寸，使得LED光學(xué)器件仍然滿足集成、超薄的要求。
[0018]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述光學(xué)透鏡上涂覆或印刷有熒光粉，所述熒光粉在所述LED芯片的激發(fā)下發(fā)光，從而獲得白光LED器件。此種實(shí)施方式采用的非接觸式封裝，將熒光粉設(shè)置在不能與LED芯片接觸的光學(xué)透鏡鏡上，避免了因LED芯片長時間發(fā)熱導(dǎo)致熒光粉變形，從而導(dǎo)致出光不均勻的效果。
[0019]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述系統(tǒng)級封裝的LED器件的厚度小于等于2mm。
[0020]根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方式，所述系統(tǒng)級封裝的LED器件外形呈扁平狀，并且所述系統(tǒng)級封裝的LED器件的平均直徑在O?5cm之間。
[0021]本發(fā)明所提供的LED器件，其發(fā)光元件、驅(qū)動元件和功能控制元件均以裸片的結(jié)構(gòu)形式，用封裝膠一次性將所有元件固定在同一基板上，和傳統(tǒng)LED器件相比，跳過了驅(qū)動元件的封裝步驟，并且不需要給驅(qū)動元件預(yù)留安裝位置，簡化了封裝工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并且成本也有所降低。除此之外，本發(fā)明的LED器件集成了帶有協(xié)議的控制芯片模組和無線通訊模塊，使得LED器件不僅具有傳統(tǒng)LED燈具的照明功能，還能實(shí)現(xiàn)亮度色溫的調(diào)節(jié)控制，以及無線控制及數(shù)據(jù)傳輸?shù)葻o線通信功能，滿足人們未來高品質(zhì)生活的需求。更重要的是，本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)高度集成化的系統(tǒng)級封裝的同時還滿足了超薄，使得LED器件具有集成化、小型化、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)級封裝的LED器件的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)級封裝的LED器件的俯視圖；和
[0024]圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)級封裝的LED器件的局部結(jié)構(gòu)圖。
[0025]附圖標(biāo)記列表
[0026]100:系統(tǒng)級封裝的LED器件101:基板
[0027]102:驅(qū)動電路元件103:LED芯片104:控制芯片模組
[0028]105:無線通信模塊106:封裝膠107:光學(xué)透鏡
[0029]108:銅箔電路線109:反射層110:電極
[0030]201:基底材料202:銅箔層204:絕緣層
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0032]圖1和圖2均示出了一種系統(tǒng)級封裝的LED器件100，其包括基板101、驅(qū)動電路元件102和LED芯片103。系統(tǒng)級封裝的LED器件100還包括至少一個功能模塊。驅(qū)動電路元件102、LED芯片103和功能模塊均以固晶的方式一并固定在唯一的基板101上。并且，驅(qū)動電路元件102、LED芯片103和功能模塊均以金線焊接的方式與基板101形成電氣連接，從而實(shí)現(xiàn)LED器件100在唯一的基板101上高度集成化的系統(tǒng)級封裝。和傳統(tǒng)的LED封裝器件相比，本發(fā)明的系統(tǒng)級封裝的LED器件100在原有元件的基礎(chǔ)上增加了功能模塊，如圖1中所示的104和105，使得LED燈具不再只具有普通的照明和調(diào)光功能，還能夠讓使用者對LED燈具實(shí)現(xiàn)例如遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，以及對燈光的色溫或顏色的調(diào)節(jié)，使用起來十分方便。并且，本發(fā)明所采用的各種元件均是裸芯片，其結(jié)構(gòu)小、厚度薄，有利于LED器件集成小型化生產(chǎn)。
[0033]如圖1和圖2所示，基板101上覆蓋有封裝膠106，并且封裝膠106將驅(qū)動電路元件102、LED芯片103和功能模塊一并封裝至唯一的基板101。本發(fā)明將各種元件裸片用固晶的方式將其同時固定在基板上，然后用封裝膠將所有元件一次性封裝至基板，這和傳統(tǒng)LED器件相比，跳過了驅(qū)動電子元件的封裝步驟，使得工藝更加簡單，成本也有所降低。
[0034]圖2是本發(fā)明的基板101的一個優(yōu)選實(shí)施方式，在該實(shí)施方式下，基板101包括反射層109、銅箔電路線108和電極110。反射層109覆蓋在基板101的上表面用以放置LED芯片103的區(qū)域，從而將LED芯片103發(fā)出的光反射出來，使得反射層109能夠盡可能地將LED芯片103所發(fā)出的光反射出去，增大光的反射率和光的利用率。銅箔電路線108分布在基板101上。銅箔電路線108用以將基板101上的所有元件進(jìn)行串并聯(lián)連接。如圖2所示，LED芯片103設(shè)置在基板101中間，其他電氣元件以包圍LED芯片103的方式設(shè)置在LED芯片103的周圍，使得連接這些電氣元件的銅箔基線有序的分布在LED芯片103周圍，避免了線路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜同時也為反射層109留有更多的反射空間。電極110分布在基板101的外周緣區(qū)域，用以連接外部電源。
[0035]圖3示出了本發(fā)明的基板101的另一個優(yōu)選實(shí)施方式。在該實(shí)施方式下，基板101包括基底材料201、銅箔層202、反射層109和絕緣層204?；撞牧?01是由具有高導(dǎo)熱效率的鋁、銅、硅