專利名稱:環(huán)氧樹脂基小功率白光led封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及LED封裝結(jié)構(gòu),尤其是涉及環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝。
背景技術(shù):
照明應(yīng)用領(lǐng)域中的小功率LED芯片,如何將其工作所產(chǎn)生的熱導(dǎo)出去是一個重大的課題。飛利浦Iumileds公司出品第一顆小功率白光LED Iuxeon I光效不到201m/W,當(dāng)今最新的冷白CREE XP-G系列最高達到1321m/W,過去十年白光LED的光效得到飛速發(fā)展, LED高光效、長壽命是它成為下一代綠色照明光源的兩大優(yōu)勢,作為無機半導(dǎo)體器件,高光效、長壽命和溫度息息相關(guān),業(yè)界認(rèn)為LED是高效節(jié)能的光源,注入LED芯片的1/3電能轉(zhuǎn)化為光能,剩余的2/3電能變成熱能耗散,LED發(fā)光時所產(chǎn)生的熱能若無法導(dǎo)出,將會使LED 結(jié)面溫度過高,進而影響產(chǎn)品壽命、發(fā)光效率、穩(wěn)定性。LED結(jié)面溫度與發(fā)光效率之關(guān)系是 當(dāng)結(jié)面溫度由25°C上升至100°C時,其發(fā)光效率將會衰退20%到75%不等,其中又以黃色光衰退75%最為嚴(yán)重。此外,當(dāng)LED的操作環(huán)境溫度愈高,其壽命亦愈低,當(dāng)操作溫度由 63°C升到74°C時,LED平均壽命將會減少3/4。因此,在提升LED芯片的發(fā)光效率時,LED芯片的熱散管理與設(shè)計是一項重要課題。傳統(tǒng)小功率白光LED封裝,采用塑料框架、用銅質(zhì)鍍銀焊盤做功能區(qū)兼?zhèn)鳠彷d體, 由于塑料熱傳導(dǎo)率低(0. 29-0. 4ff/mK),功能區(qū)傳熱載體的熱蓄能小(金屬厚度0. 15mm、寬度在1-2. 6mm),雖然熱傳導(dǎo)率高(398W/mK),總因傳熱體積有限而不能達到良好的傳熱效
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發(fā)明內(nèi)容為克服上述現(xiàn)有小功率白光LED封裝結(jié)構(gòu)散熱不佳而影響其發(fā)光效率和使用壽命的缺陷,本實用新型提供散熱效率高,能降低LED芯片與支架之間的熱阻的環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝。本實用新型提供的環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝,包括支架、封裝透鏡、金線以及LED芯片,所述LED芯片固定安裝到支架,所述金線和LED芯片均包覆在封裝透鏡之中, 所述支架為環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板,所述環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板中設(shè)有過孔和金屬柱,所述金屬柱固定安裝在過孔之中,所述金屬柱兩端分別連接到環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板的雙面銅箔,所述LED芯片通過固晶膠固定安裝到環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板的一面銅箔,所述金線兩端分別連接到LED芯片的焊盤以及金屬柱。本實用新型的環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝運用環(huán)氧樹脂基雙面覆銅電路板 (簡稱雙面覆銅環(huán)氧基PCB)實現(xiàn)LED基板傳熱理想的效果,其運用了如下設(shè)計將雙面覆銅環(huán)氧基PCB分為兩個功能區(qū),一是芯片固晶區(qū),二是金線焊盤區(qū),此兩個功能區(qū)的PCB上均設(shè)置過孔即貫通孔,金屬柱固定安裝在過孔之中,芯片的固晶功能區(qū)中的金屬柱形成導(dǎo)柱狀散熱體后,芯片上結(jié)溫便可以通過固晶膠傳遞到散熱導(dǎo)柱后傳熱,芯片所在的銅箔的熱量可以透過這些導(dǎo)熱柱體傳導(dǎo)到另一面的銅箔,從而使芯片結(jié)溫能有效的被傳遞到外部去;芯片結(jié)溫的另一個散熱途徑是通過金線傳遞到離LED芯片較遠的散熱金屬柱上去,又能增強其散熱能力,從而使LED的芯片使用壽命得到保證。同時該封裝結(jié)構(gòu)為平面帶透鏡式,可以避免框架式封裝的光反射耗損,增加光萃取量,總體效應(yīng)更好。為便于制造,上述環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝中,其金屬柱是灌焊填充于過孔之中的,簡單的結(jié)構(gòu)有利于降低生產(chǎn)成本。上述環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝的環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板厚度是0. 6mm至 0. 8mm中的任一數(shù)值。此厚度的雙面覆銅環(huán)氧基PCB相比慣常使用的雙面覆銅環(huán)氧基PCB 要薄,在確保LED芯片能正常封裝的前提下加快熱量散發(fā)過程,改善散熱效果。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。
圖1為本實用新型的環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示,本實用新型的環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝實施例,包括支架1、封裝透鏡2、金線3以及LED芯片4,LED芯片4固定安裝到支架1,金線3和LED芯片4均包覆在封裝透鏡2之中,封裝透鏡2是用熒光粉和硅膠混合物灌膠并在150°C熱風(fēng)烘烤3小時而成。支架1為雙面覆銅環(huán)氧基PCB,本實施例優(yōu)選0. 7mm厚度的雙面覆銅環(huán)氧基PCB,環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板中設(shè)有貫通孔Ia和金屬柱lb,金屬柱Ib固定安裝在過孔Ia之中,本實施例中的金屬柱Ib是采用噴錫工藝,將錫灌焊填充于過孔Ia之中,使過孔Ia和金屬柱 Ib整體形成銅錫傳熱導(dǎo)柱,金屬柱Ib兩端分別連接到環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板的雙面銅箔 lc。LED芯片4是通過固晶膠5在150°C高溫下熱風(fēng)烘烤1小時后,固定安裝到環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板的一面銅箔lc,金線3兩端分別連接到LED芯片4的焊盤6以及金屬柱lb。
權(quán)利要求1.一種環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝,包括支架、封裝透鏡、金線以及LED芯片,所述LED芯片固定安裝到支架,所述金線和LED芯片均包覆在封裝透鏡之中,其特征在于所述支架為環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板,所述環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板中設(shè)有過孔和金屬柱,所述金屬柱固定安裝在過孔之中,所述金屬柱兩端分別連接到環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板的雙面銅箔,所述LED芯片通過固晶膠固定安裝到環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板的一面銅箔,所述金線兩端分別連接到LED芯片的焊盤以及金屬柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝,其特征在于所述金屬柱灌焊填充于過孔之中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝,其特征在于所述環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板的厚度是0. 6mm至0. 8mm中的任一數(shù)值。
專利摘要本實用新型提供散熱效率高,能降低LED芯片與支架之間的熱阻的環(huán)氧樹脂基小功率白光LED封裝,其包括支架、封裝透鏡、金線以及LED芯片,所述LED芯片固定安裝到支架,所述金線和LED芯片均包覆在封裝透鏡之中,所述支架為環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板,所述環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板中設(shè)有過孔和金屬柱,所述金屬柱固定安裝在過孔之中,所述金屬柱兩端分別連接到環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板的雙面銅箔,所述LED芯片通過固晶膠固定安裝到環(huán)氧樹脂基雙面覆銅板的一面銅箔,所述金線兩端分別連接到LED芯片的焊盤以及金屬柱。
文檔編號H01L33/64GK202183413SQ20112027159
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月24日
發(fā)明者張小海, 張理諾 申請人:浙江晶申微電子科技有限公司