一種集成配光和散熱功能的ＬＥＤ封裝結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

一種集成配光和散熱功能的ＬＥＤ封裝結(jié)構(gòu)，其包括封裝基座（１），ＬＥＤ芯片（２），灌封材料（４），一個光學(xué)系統(tǒng)以及一個散熱裝置。ＬＥＤ芯片（２）被放置在由封裝基座（１）及光學(xué)系統(tǒng)形成的空腔里面，ＬＥＤ芯片（２）通過鍵合固定在封裝基座（１）上并且被包裹在灌封材料（４）中，ＬＥＤ芯片（２）的電極連接在封裝基座（１）的電路層上。光學(xué)系統(tǒng)安裝在封裝基座（１）上面。散熱裝置安裝在封裝基座（１）的下面。具有體積小，效率高，結(jié)溫低，低成本等優(yōu)點，同時不需要額外的二次光學(xué)與散熱系統(tǒng)，則可根據(jù)不同的應(yīng)用場合提供相應(yīng)的光分布（光斑），并可直接用于通用照明中。

LED packaging structure with integrated light distribution and heat radiation function

An LED package structure with an integrated light distribution and heat dissipation function includes a package base (1), an LED chip (2), a potting material (4), an optical system, and a heat sink. The LED chip (2) is placed in the base by the package (1) inside the cavity formation and optical system, the LED chip (2) fixed on the base through bond (1) and is wrapped in a potting material (4), LED chip (2) electrode connected to the base (1). Circuit layer. The optical system is mounted on the package base (1). A heat sink is mounted below the package base (1). Has the advantages of small volume, high efficiency, low temperature, low cost, and does not need the two optical and extra cooling system, we can according to different applications to provide the corresponding light distribution (spot), and can be used directly for general lighting.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種新型的LED封裝結(jié)構(gòu)，特別涉及一種集成配光和散熱功能的LED 封裝結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
大功率白光LED作為一種新興的光源，由于具有節(jié)能、高可靠性、長使用壽命、環(huán) 保等特性，在各種照明領(lǐng)域正迅速推廣使用。傳統(tǒng)的LED封裝通常使用半球型透鏡，盡管這 樣可以保證較高的出光效率，然而光斑往往是不均勻的圓形光斑，不能直接用于大多數(shù)照 明場合，如道路照明、背光源等。通常傳統(tǒng)的LED封裝結(jié)構(gòu)沒有外部散熱系統(tǒng)，因此當使用 這些LED時，必須設(shè)計與裝配附加的散熱系統(tǒng)。因此傳統(tǒng)LED封裝結(jié)構(gòu)不能直接應(yīng)用于照 明場合，需要另外增加二次光學(xué)元件和外部散熱系統(tǒng)，這樣勢必會增加LED系統(tǒng)的體積和 光損失，增加成本，給用戶使用帶來不便。 美國專利(Pat. No. 6， 541， 800 B2)提出了一種傳統(tǒng)的LED封裝結(jié)構(gòu)，在該封裝形式中，LED被封裝在半球型的透鏡中，導(dǎo)致芯片發(fā)出的光線不能被精確有效地控制。 美國專利(Pat. No. 7， 111， 964 B2)提出了一種區(qū)別于以上傳統(tǒng)封裝形式的封裝結(jié)構(gòu)，在該封裝結(jié)構(gòu)中包含反射和折射曲面來產(chǎn)生近似平行的光束，因此這種封裝結(jié)構(gòu)的LED可以被直接應(yīng)用于投射照明系統(tǒng)以及探照燈中。但是這種封裝結(jié)構(gòu)沒有散熱措施，若使用在通用照明領(lǐng)域仍然需要加上二次光學(xué)元件以及散熱系統(tǒng)。 美國專利(Pat. Application No. 11/255， 915 Al)提出了 一種帶有熱電元件 (thermal-electric element)的新型封裝結(jié)構(gòu)。該封裝結(jié)構(gòu)可以提高LED的散熱能力，但 是沒有包含光學(xué)系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的問題是提供一種體積小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低的、且無需額外增加二 次光學(xué)元件以及散熱系統(tǒng)，則可根據(jù)不同的應(yīng)用場合提供相應(yīng)的光分布(光斑)，并可直接 用于通用照明的集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)。 為解決上述問題，本專利技術(shù)的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，包括有封 裝基座，LED芯片，灌封材料，光學(xué)系統(tǒng)和散熱裝置。LED芯片放置在由封裝基座和光學(xué)系統(tǒng) 界定的腔體里面，LED芯片被灌封材料包裹并固定在封裝基座上，LED芯片的電極連接在封 裝基座的電路上。光學(xué)系統(tǒng)安裝在封裝基座上。散熱裝置安裝在封裝基座下。 所述封裝基座由高導(dǎo)熱率材料構(gòu)成，如硅，金屬，陶瓷，塑料或復(fù)合材料，如AlSiC， LTCC-M，DBC以及MCPCB。所述封裝基座為引線支架，或硅基板，或金屬基板，或陶瓷基板，或 復(fù)合材料基板，如合金基板，或AlSiC基板，或MCPCB基板，或是上述這些基板的多層復(fù)合基 板。所述引線支架或基板通過機械結(jié)構(gòu)或膠水或封裝膠或高熱導(dǎo)率材料如焊料或銀漿結(jié)合 在一起。所述封裝基座可以包含一個金屬柱，金屬柱是平頂或杯狀的。所述LED芯片可以 是單芯片也可以是以任意形式排列的芯片陣列。 所述灌封材料可以是空氣，或粘性材料，或納米陶瓷，或玻璃，或熒光粉與粘性材料混合物，或是熒光粉與納米陶瓷的混合物，或是玻璃與熒光粉的混合物，或是上述材料的顆粒狀或是層狀混合物。所述熒光粉混合物以保型涂覆或自流成型涂覆方式涂覆在LED芯片或LED芯片陣列上。所述熒光粉混合物采用遠離涂覆的方法封裝于遠離LED芯片或是LED芯片陣列的地方。所述粘性材料為一種在300nm至800nm范圍內(nèi)具有高透光率的有機或無機材料，例如環(huán)氧樹脂，或硅膠，或環(huán)氧樹脂與硅膠的混合物，或上述粘性材料與熒光粉的混合物。 所述光學(xué)系統(tǒng)為單個透鏡或多個透鏡的組合。所述透鏡由基面和外表面組成。所述透鏡的基面可以是一個平面或球面或二次曲面或連續(xù)的自由曲面，所述透鏡的外表面可以是球面或二次曲面或連續(xù)的自由曲面或有多個自由曲面拼接而成的非連續(xù)曲面。所述透鏡的基面或外表面可以有一層含有熒光粉的涂層。所述透鏡的外表面可以有一層防灰涂層。所述透鏡的材料是一種在300nm至800nm范圍內(nèi)具有高透光率的有機或無機材料，例如聚甲基丙烯酸酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)或玻璃或陶瓷或納米陶瓷或環(huán)氧樹脂或硅膠或這些物質(zhì)的混合體。透鏡材料的折射率范圍為1. 3 3. 5。所述透鏡的制造工藝為注模法或燒結(jié)或精密制造。所述透鏡通過機械結(jié)構(gòu)固定或通過膠水或封裝膠粘接在封裝基座上。 所述散熱系統(tǒng)是帶有平板翅片的熱沉或是帶有針狀翅片的熱沉，熱沉結(jié)構(gòu)中可包括有熱管，風(fēng)扇或蒸汽腔。所述熱沉的材料是銅或鋁或具有高熱導(dǎo)率的合金。所述封裝基座通過具有高熱導(dǎo)率的材料粘接在散熱裝置上。 本專利技術(shù)的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，具有體積小，效率高，結(jié)溫低，低成本等優(yōu)點，同時不需要額外的二次光學(xué)與散熱系統(tǒng)，則可根據(jù)不同的應(yīng)用場合提供相應(yīng)的光分布(光斑)，并可直接用于通用照明中。附圖說明 圖l為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。5種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第一種具體實施方式的種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第二種具體實施方式的種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第三種具體實施方式的種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第四種具體實施方式的種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第五種具體實施方式的種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第六種具體實施方式的種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第七種具體實 方式的種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第八種具體實施方式的具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步說明具體實施例方式實施例1 如圖l所示，為本專利技術(shù)的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第一種具體實施方式。其包含一個封裝基座l，LED芯片2，熒光粉或摻熒光粉的硅膠3，灌封材料4，自由曲面透鏡5以及帶針狀翅片的熱沉8。封裝基座l是金屬的引線支架。LED芯片2通過銀漿或焊料或其它鍵合材料固定在封裝基座1的金屬上。LED芯片2的電極連接在封裝基座l的電路上。LED芯片2被包裹在熒光粉或摻有熒光粉的硅膠3中。自由曲面透鏡5通過卡槽6固定在封裝基座1上。被自由曲面透鏡5的基面、熒光粉3的上表面以及封裝基座1的上邊面包圍的腔由灌封材料4填充，如硅膠或環(huán)氧樹脂。封裝基座1通過導(dǎo)熱膏7粘貼在熱沉8上。封裝基座1的電極焊接在熱沉上的電路上。 實施例2 如圖2所示，為本專利技術(shù)的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第二種具體實施方式。其包含一個封裝基座l，LED芯片2，熒光粉或摻熒光粉的硅膠3，灌封材料4，自由曲面透鏡5，帶針狀翅片的熱沉8以及MCPCB板12。封裝基座l是金屬的引線支架。LED芯片2通過銀漿或焊料或其它鍵合材料固定在封裝基座1的金屬上。LED芯片2被包裹在熒光粉或摻有熒光粉的硅膠3中。自由曲面透鏡5通過卡槽6固定在封裝基座1上。被自由曲面透鏡5的基面、熒光粉3的上表面以及封裝基座1的上邊面包圍的腔由灌封材料4填充，如硅膠或環(huán)氧樹脂。封裝基座1通過導(dǎo)熱膏7粘貼在MCPCB板12上。MCPCB板12粘貼在熱沉8上。 實施例3 如圖3所示，為本專利技術(shù)的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)第三種具體實施方式。與圖2所示的封裝結(jié)構(gòu)不同的是，其光學(xué)系統(tǒng)由兩個透鏡5和16組成。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種集成配光和散熱功能的ＬＥＤ封裝結(jié)構(gòu)，包括封裝基座（１），ＬＥＤ芯片（２），灌封材料（４），光學(xué)系統(tǒng)和散熱裝置，其特征在于：所述的ＬＥＤ芯片（２）放置在由封裝基座（１）和光學(xué)系統(tǒng)界定的腔體里面，ＬＥＤ芯片（２）被灌封材料（４）包裹并固定在封裝基座（１）上，ＬＥＤ芯片（２）的電極連接在封裝基座（１）的電路上；光學(xué)系統(tǒng)安裝在封裝基座（１）上面；散熱裝置安裝在封裝基座（１）下面。

【技術(shù)特征摘要】
一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，包括封裝基座(1)，LED芯片(2)，灌封材料(4)，光學(xué)系統(tǒng)和散熱裝置，其特征在于所述的LED芯片(2)放置在由封裝基座(1)和光學(xué)系統(tǒng)界定的腔體里面，LED芯片(2)被灌封材料(4)包裹并固定在封裝基座(1)上，LED芯片(2)的電極連接在封裝基座(1)的電路上；光學(xué)系統(tǒng)安裝在封裝基座(1)上面；散熱裝置安裝在封裝基座(1)下面。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述封裝基座(1)由高導(dǎo)熱率材料構(gòu)成，如硅、金屬、陶瓷、塑料、復(fù)合材料如AlSiC， LTCC-M， DBC以及MCPCB。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述封裝基座(1)為引線支架，或硅基板，或金屬基板，或陶瓷基板，或復(fù)合材料基板，如合金 基板，或AlSiC基板，或MCPCB基板，或是上述這些基板的多層復(fù)合基板。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述封裝基座(1)通過機械結(jié)構(gòu)或膠水或封裝膠或高導(dǎo)熱率材料如焊料或銀漿結(jié)合在一起。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述封裝基座(1)可以包含一個金屬柱，金屬柱是平頂或杯狀的。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述LED芯片(2)可以是單芯片也可以是以任意形式排列的芯片陣列。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述灌封材料(4)可以是空氣，或粘性材料，或納米陶瓷，或玻璃，或熒光粉混合物如熒光粉 與粘性材料混合物、熒光粉與納米陶瓷的混合物、玻璃與熒光粉的混合物。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述熒光粉混合物以保型涂覆或自流成型涂覆方式涂覆在LED芯片(2)或LED芯片(2)陣列 上。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述熒光粉混合物采用遠離涂覆的方法封裝于遠離LED芯片(2)或是LED芯片(2)陣列的地方。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種集成配光和散熱功能的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述粘性材料為一種在300nm至800nm范圍內(nèi)具有高透光率的有機或無機材料，例如環(huán)氧樹 脂、硅膠、環(huán)氧樹脂與硅膠的混合物、或上述粘性材料與...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉勝，陳飛，王愷，劉宗源，羅小兵，金春曉，
申請(專利權(quán))人：廣東昭信光電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：44[中國|廣東]