專利名稱：Led封裝結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED封裝結構，特別涉及一種具有良好散熱性能的LED封裝結構。背景技術：
隨著技術的進步，發(fā)光二極管(LIGHT EMITINGDI0DE,簡稱LED)的應用日益廣泛， 尤其是LED的功率不斷改進提高，LED逐漸由信號顯示向照明光源的領域延伸發(fā)展。隨著大功率LED的推廣，面臨最大的問題是發(fā)光總亮度低。為提高發(fā)光總亮度，一般采取提高單顆LED亮度，及將多顆封裝好的LED燈珠，采取串并聯(lián)集合在一起的辦法。無論提高單顆芯片的亮度，還是串并聯(lián)集合在一起的方法，都要加大功率，都會急劇加大熱的產(chǎn)生。LED目前僅有35%左右的電能轉換成了光能輻射出來，其余65%左右的電轉變成了熱。小功率LED產(chǎn)熱總量少，發(fā)熱問題不突出，而大功率照明用LED，其功率是原來小LED 的幾十，幾百倍，發(fā)熱問題一下變成了影響LED壽命及發(fā)光效率的最關鍵因素之一，并成為阻礙照明推廣最大瓶頸問題。傳統(tǒng)的LED散熱裝置的結構如圖1所示，該LED封裝1包括一個比如用InGaN半導體制成的LED芯片12，一個用于在其上固定LED芯片12并且同時具有散熱功能的熱沉14，該熱沉14 一般為一熱輻射組件或者一金屬塊，一個用于容納該熱沉 14的殼體16，一個用于密封該LED芯片12以及熱沉14頂部的硅樹脂密封18，一個用于覆蓋該硅樹脂密封18和一對金線20的透鏡22，該金線20用于給LED芯片12提供電壓。同時，金線20和輸出電極M電氣連接。該LED芯片12通過焊料30和一個襯底13相連接， 并通過銀膠32將LED芯片12固定在該熱沉14上，該熱沉14用導熱膠34粘在鋁基線路板 26上，該鋁基線路板沈涂覆導熱硅脂36后與散熱器觀固定。其產(chǎn)生熱能的散熱渠道如下LED芯片12經(jīng)過襯底13到達熱沉14，由熱沉14經(jīng)過導熱膠34到鋁基線路板沈，再從鋁基線路板26經(jīng)過導熱硅脂傳到散熱器觀，最后由散熱器觀散發(fā)到空氣中。該LED封裝結構1的封裝形式及熱傳遞過程需依次穿過9道屏障，但由于導熱膠， 導熱硅脂，空氣屬導熱系數(shù)小的介質(zhì)，由其構成的散熱途徑為高熱阻環(huán)節(jié)，造成傳統(tǒng)LED散熱裝置的LED芯片12工作時產(chǎn)生的熱量要經(jīng)過多個高熱阻環(huán)節(jié)散發(fā)，散熱不良，而LED芯片12及與它接觸的材料(環(huán)氧樹脂，熒光粉)的穩(wěn)定性對溫度很敏感，高溫會加速LED芯片12，環(huán)氧樹脂，熒光粉的性能劣化，使LED芯片12光效衰退，環(huán)氧樹指變黃，透光率下降， 熒光粉光轉換效率降低。這些變化的結果使得以光能形式的能量輸出越來越小，更多的輸入能量會轉化成熱能，溫度會進一步上升。所以，傳統(tǒng)散熱結構的散熱不良意味著LED工作壽命縮短。同時，該LED封裝結構使制造工序非常繁雜，故在制造過程中不易保持產(chǎn)品的一致性。

發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術之散熱不良問題，本發(fā)明提供一種具有良好散熱性能之LED封裝結構。本發(fā)明解決技術問題的技術方案是提供一種LED封裝結構，其包括一 LED芯片，
3及一散熱器，該LED芯片直接定位于該散熱器上。優(yōu)選地，該LED芯片包括一 P極與N極，該P極與N極分別設置于該LED芯片之頂部，即遠離該散熱器一側；或該P極與N極分別設置于該LED芯片之兩側，即LED芯片頂部與底部；或該P極與N極分別設置于該LED芯片之底部，即鄰近該散熱器一側。優(yōu)選地，該LED芯片通過共晶焊或粘膠定位于該散熱器上。優(yōu)選地，該散熱器進一步包括一絕緣層，該絕緣層設置于該散熱器之頂面，面對于該LED芯片。優(yōu)選地，該散熱器進一步包括一導電層，設置于該絕緣層之上，面對于該LED芯片。優(yōu)選地，該LED芯片之P極與N極由超聲焊引出。優(yōu)選地，該LED芯片之P極與N極由該導電層引出。優(yōu)選地，進一步包括多顆LED芯片串并聯(lián)電連接，與提供該LED封裝結構之電源連接線對應的LED芯片之P極與N極由該導電層引出，非與電源連接線對應的LED芯片之P 極與N極由超聲焊引出。優(yōu)選地，該芯片間用金線、鋁線、銅線通過超聲焊進行連接。優(yōu)選地，該芯片間用金線、鋁線、銅線通過導電層進行連接。優(yōu)選地，該散熱器上設置一凹槽，或界定一 V型槽，或界定一\__/型槽，或界定一突起，該LED芯片設置于該凹槽或V型槽或\一/型槽或突起的平面上。優(yōu)選地，該散熱器與芯片相對的平面，凹槽，V型槽或\一/型槽四周設置一反光層。優(yōu)選地，該反光層通過離子封孔染色處理，封孔成與芯片發(fā)光色相同的顏色以增強反光效果，或封孔成與芯片發(fā)光色不相同的顏色以增加美觀效果。優(yōu)選地，該導電層通過粘結，錨固，卡槽卡固一導電金屬箔，或?qū)Ь€的方式制作，或是用印刷電路板工藝制作。優(yōu)選地，該散熱器由銅材料或鋁材料制作。 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明LED封裝結構由于采用將芯片直接設置于散熱器上之結構，省略了繁雜的中間環(huán)節(jié)，整體制作成本大幅下降，產(chǎn)品的一致性得到提高；熱阻明顯下降，相同功率下體積大大縮小，壽命得以延長，亮度得到提升，光衰速度變慢，使LED向大功率照明發(fā)展的技術上升到了一個新的臺階。

圖1是現(xiàn)有技術LED封裝結構的剖面示意圖。圖2本發(fā)明LED封裝結構第一實施例的剖面示意圖。圖3是本發(fā)明之LED封裝結構第一實施例的一變形實施方式的剖面示意圖。圖4是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構一示意圖。圖5是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構二示意圖。圖6是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構三示意圖。圖7是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構四示意圖。
圖8是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構五示意圖。圖9是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構六示意圖。圖10是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構七示意圖。圖11是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構八示意圖。圖12是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構九示意圖。圖13是本發(fā)明之LED封裝結構的散熱器變形結構十示意圖。圖14是本發(fā)明之LED封裝結構第二實施例的剖面示意圖。
具體實施方式請參閱圖2與圖3，本發(fā)明LED封裝結構第一實施例之示意圖。該LED封裝結構2 包括一 LED芯片21及一散熱器23，該LED芯片21直接定位于該散熱器23上，其定位的方式可以是直接共晶焊(如圖1所示)或通過粘結層23直接粘接定位(如圖2所示)。在該結構中，芯片21的P極與N極均設置于遠離散熱器23的一側，即芯片的頂部，該P極與N 極直接通過超聲焊分別引出。當該芯片21與芯片21間距離較短時，可用金線、鋁線、銅線等通過超聲焊進行連接。該散熱器23由銅材料或鋁材料制作。該LED封裝結構2有多種運用領域，同時根據(jù)不同應用領域的需求也具有多種變形結構，從而該芯片21與該散熱器23的相對位置也出現(xiàn)多種變化，如圖4到圖13所示。請參考圖4，為一般的LED產(chǎn)品較常用之結構，該LED芯片21直接設置于該散熱器231上，該散熱器231之散熱鰭片縱向延伸，縱向散熱，另該散熱器231的散熱鰭片亦可以橫向延伸， 橫向散熱。該散熱器231的散熱鰭片可設置為方形，或圓柱形，以利于不同方向的風進行散熱。請參考圖5，該LED封裝結構2用于一般的射燈與照明燈中，該芯片21直接設置于該散熱器233上，該散熱器233之散熱鰭片呈輻射狀，360度全方位散熱。請參考圖6，該LED封裝結構2也用于一般的射燈與照明燈中，該芯片21直接設置于該散熱器233’上的底部，該散熱器233’之散熱鰭片呈輻射狀，360度全方位散熱，同時其中間部設置一空孔2331的結構，用于放置控制器。請參考圖7，該LED封裝結構2用于一般的路燈結構中，該散熱器234的頂面上設置一凹槽，該多顆芯片21設置于散熱器234的凹槽中，該凹槽內(nèi)壁進行了拋光處理，其凹槽深度及斜度根據(jù)取光用途與使用環(huán)境可靈活設計。請參考圖8與圖9，該LED封裝結構2用于汽車射燈、投影儀、機器設備中，該LED 芯片21直接設置于該散熱器235，236上，該散熱器235與236未設置散熱鰭片的結構，其通過螺絲等緊固件或焊接固定在其他更大的熱的導體上進行熱量傳遞，如投影機的機殼， 汽車的車殼、底盤，設備中的熱的導體上，甚至墻體，地面等。請參考圖10，該LED封裝結構2用于手電筒的結構中，該LED芯片21直接設置于該散熱器238之頂面上。請參考圖11，該LED封裝結構2用于礦燈的結構中，該散熱器239的中部界定了一 V型槽，該LED芯片21直接設置于該散熱器239之V型槽的底部，該散熱器239的散熱鰭片分布于該V型槽的外圍。該V型槽的內(nèi)側涂布有反光層，用于匯聚光束至預設光束范圍。該V型槽亦可設置為
權利要求
1.一種LED封裝結構，其包括一 LED芯片，及一散熱器，該LED芯片定位于該散熱器上。
2.如權利要求1所述的一LED封裝結構，其特征在于該LED芯片包括至少一 P極與N 極，該P極與N極分別設置于該LED芯片之頂部，即遠離該散熱器一側；或該P極與N極分別設置于該LED芯片之兩側，即LED芯片頂部與底部；或該P極與N極分別設置于該LED芯片之底部，即鄰近該散熱器一側。
3.如權利要求1所述的LED封裝結構，其特征在于該LED芯片通過共晶焊或粘膠定位于該散熱器上。
4.如權利要求2所述的LED封裝結構，其特征在于該散熱器進一步包括一絕緣層，該絕緣層設置于該散熱器之頂面，面對于該LED芯片。
5.如權利要求4所述的LED封裝結構，其特征在于該散熱器進一步包括一導電層，設置于該絕緣層之上，面對于該LED芯片。
6.如權利要求2所述的LED封裝結構，其特征在于該LED芯片之P極與N極由超聲焊引出。
7.如權利要求5所述的LED封裝結構，其特征在于該LED芯片之P極與N極由該導電層引出。
8.如權利要求5所述的LED封裝結構，其特征在于進一步包括多顆LED芯片串并聯(lián)電連接，與提供該LED封裝結構之電源連接線對應的LED芯片之P極與N極由該導電層引出，非與電源連接線對應的LED芯片之P極與N極由超聲焊引出。
9.如權利要求1所述的LED封裝結構，其特征在于該芯片間用金線、鋁線、銅線通過超聲焊進行連接。
10.如權利要求5所述的LED封裝結構，其特征在于該芯片間用金線、鋁線、銅線通過導電層進行連接。
11.如權利要求1所述的LED封裝結構，其特征在于該散熱器上設置一凹槽，或界定一 V型槽，或界定
12.如權利要求11所述的LED封裝結構，其特征在于該散熱器與芯片相對的平面，凹槽，V型槽或
13.如權利要求12所述的LED封裝結構，其特征在于該反光層通過離子封孔染色處理，封孔成與芯片發(fā)光色相同的顏色以增強反光效果，或封孔成與芯片發(fā)光色不相同的顏色以增加美觀效果。
14.如權利要求5所述的LED封裝結構，其特征在于該導電層通過粘結，錨固，卡槽卡固一導電金屬箔，或?qū)Ь€的方式制作，或是用印刷電路板工藝制作。
15.如權利要求1所述的LED封裝結構，其特征在于該散熱器由銅材料或鋁材料制作。
全文摘要
一種LED封裝結構，其包括一LED芯片，及一散熱器，該LED芯片直接定位于該散熱器上。該LED封裝結構省略了繁雜的中間環(huán)節(jié)，整體制作成本大幅下降，產(chǎn)品的一致性得到提高；熱阻明顯下降，相同功率下體積大大縮小，壽命得以延長，亮度得到提升，光衰速度變慢，使LED向大功率照明發(fā)展的技術上升到了一個新的臺階。
文檔編號H01L33/48GK102437266SQ20101058483
公開日2012年5月2日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權日2010年9月29日
發(fā)明者王樹生 申請人:王樹生