无支架LED封装结构及封装方法技术

一种无支架LED封装结构，其包括：LED芯片；一支撑电路板，该支撑电路板的中间有一通孔，所述LED芯片位于支撑电路板的通孔内，所述LED芯片通过金属引线与支撑电路板电性连接；一封胶层，该封胶层将电性连接好的LED芯片固封在支撑电路板的通孔内；该LED芯片的底面与支撑电路板的底面水平，该LED芯片的底面裸露在空气中。本发明专利技术通过该封装方法得到的该封装结构使LED芯片底部可以直接接触散热器表面，省掉传统封装结构的中间环节，热阻明显下降，亮度和可靠性得到提高，整体制作成本下降，提高了产品一致性。

【技术实现步骤摘要】
无支架LED封装结构及封装方法
本专利技术属于半导体
，特别是指一种无支架LED (发光二极管)封装结构及封装方法。
技术介绍
LED(light emitting diode),即发光二极管,作为新型高效固体光源,具有长寿命、节能、绿色环保等显著优点，是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，被认为是第3代的照明新技术，其经济和社会意义巨大。随着半导体技术的不断发展，LED科技发展迅速，LED在发光强度、峰值波长、半波带宽等参数性能上有很大提高。与传统光源一样，半导体发光二极管(LED)在工作期间也会产生热量，其多少取决于整体的发光效率。在外加电能量作用下，电子和空穴的辐射复合发生电致发光，在PN结附近辐射出来的光还需经过芯片(chip)本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界(空气)。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等，最终大概只有30-40%的输入电能转化为光能，其余60-70%的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。LED的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，结温不但影响长时间寿命，也还直接影响短时间的发光效率。依照阿雷纽斯法则温度每降低10°C寿命会延长2倍，LED芯片的特点是在极小的体积内产生极高的热量，而LED本身的热容量很小，所以必须以最快的速度把这些热量传导出去，否则就会产生很高的结温。为了尽可能地把热量引出到芯片外面，目前的封装形式都是将LED芯片用银胶粘接在铜支架上，然后将铜支架底部涂上导热硅脂再焊接到布有电路的铝基散热板上，最后将铝基散热板通过导热硅脂固定到散热器上，LED芯片产生的热量从LED芯片自身到最终的散热器，中间需要经过5层介质层，这就增加了串联热阻，导致LED封装后的总热阻无法降低。为了降低LED封装后的总热阻，也有将LED芯片用银胶粘接直接封装在布有电路的铝基散热板上，然后将铝基散热板通过导热硅脂固定到散热器上，这样LED芯片产生的热量从LED芯片自身到最终的散热器，中间还需要经过4层介质层，LED封装后的总热阻还是很高。最好的方法就是将LED芯片通过焊料直接焊接在散热器上，LED芯片产生的热量从LED芯片自身只需经过一层介质层(焊料层)就能到达最终的散热器，这样串联热阻最小，散热效果最好，但是散热器体积较大，表面不容易进行电路加工，使这种方法实现起来非常困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种无支架的LED封装结构及封装方法，通过该封装方法得到的无支架的LED封装结构，可以使LED芯片底部直接接触散热器表面，省掉传统封装结构的中间环节，热阻明显下降，亮度和可靠性得到提高，整体制作成本下降，提高了产品一致性。本专利技术提供一种无支架LED封装结构，其包括:LED 芯片；一支撑电路板，该支撑电路板的中间有一通孔，所述LED芯片位于支撑电路板的通孔内，所述LED芯片通过金属引线与支撑电路板电性连接；一封胶层，该封胶层将电性连接好的LED芯片固封在支撑电路板的通孔内；该LED芯片的底面与支撑电路板的底面水平，该LED芯片的底面裸露在空气中。本专利技术还提供一种无支架LED封装结构的封装方法，包括以下步骤:步骤1:制作一支撑电路板，该支撑电路板上面有通孔；步骤2:将支撑电路板的背面粘附在耐高温的粘性材料上；步骤3:将LED芯片的底部固定在支撑电路板的通孔内露出的粘性材料上；步骤4:用金属引线将LED芯片与支撑电路板通过金属引线电性连接；步骤5:用封胶层将LED芯片固封在支撑电路板的通孔内；步骤6:将固封后的支撑电路板放入烘箱内烘烤，使封胶固化；步骤7:将固化后的支撑电路板取出，去掉支撑电路板背面的粘性材料，露出LED芯片的底面，完成无支架LED封装结构的封装。本专利技术的有益效果是，通过该封装方法得到的该封装结构使LED芯片底部可以直接接触散热器表面，省掉传统封装结构的中间环节，热阻明显下降，亮度和可靠性得到提高,整体制作成本下降,提高了产品一致性。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，其中:图1是本专利技术第一实施例的结构示意图2是本专利技术第二实施例的结构示意图3是本专利技术的方法流程图。具体实施方式请参阅图1、图2所示，本专利技术提供一种无支架LED封装结构，其包括:LED芯片1，所述固定在支撑电路板2通孔21内的LED芯片I的数量大于或等于1，图1中LED芯片I的数量为一个，图2中LED芯片I的数量为多个，所述LED芯片I是固体半导体芯片，其发光材料是红光、蓝光、绿光或紫外光的发光材料；LED芯片I可以是大功率芯片，中功率芯片，或者小功率芯片；LED芯片I可以是I颗LED芯片，也可以是多颗单一波长LED芯片之间串并联组成，也可以是多颗多波长LED芯片之间串并联组成；所述的LED芯片I为单波长LED芯片或为多波长LED芯片，当该LED芯片I的数量为多个时，该LED芯片I之间是串联或并联(参阅图2)；一支撑电路板2，该支撑电路板2的中间有一通孔21，所述LED芯片I位于支撑电路板2的通孔21内，所述LED芯片I通过金属引线3与支撑电路板2电性连接，该金属引线3 —般为金线或铝线，直径为10-70微米，起到导电连接的作用；该支撑电路板2中间的通孔21的断面为V型孔、台阶孔或U形孔，不同的断面会得到不同光提取的效果；该通孔21的形状为圆孔、方孔或不规则孔，不同的通孔形状可以得到不同的光场分布；该通孔21的内壁镀有高反射率的金属层或光学膜，该金属层或光学膜的材料可以是银，铝，或者是其他高反射率的材料，厚度为几十埃到几百微米，起到减小通孔21的内壁对光的吸收，提高出光效率的作用；该支撑电路板2的材料是PCB板、铝基板或陶瓷基板，表面做有电路层，起到固定LED芯片1，支撑整个封装结构，实现整个封装结构与外部电路之间电路连接的作用；—封胶层4，该封胶层4将电性连接好的LED芯片I固封在支撑电路板2的通孔21内，该封胶层4的材料为硅胶或树脂，该硅胶或树脂内混有荧光粉；荧光粉可以是黄色荧光粉，红色荧光粉，绿色荧光粉等任何可以被LED芯片I激发的荧光粉，粒径为几个纳米到几十微米，荧光粉与硅胶或树脂按所需比例混合均匀，LED芯片I发出的光与荧光粉被LED芯片I激发发出的光混合形成整个LED封装结构最后得到的光。该LED芯片I的底面与支撑电路板2的底面水平，该LED芯片I的底面裸露在空气中，便于LED芯片I的底部与散热器通过焊料直接焊接在一起，LED芯片I点亮时产生的热量从LED芯片I自身只需经过一层介质层(焊料层)就能到达最终的散热器，起到快速散热，降低LED的结温，降低整个封装结构的热阻，提高LED的发光效率，提高LED可靠性的作用。请参阅图3所示，本专利技术还提供一种无支架LED封装结构的封装方法，包括以下步骤:步骤1:制作一支撑电路板2，该支撑电路板2上面有通孔21，该支撑电路板2中间的通孔21的断面为V型孔、台阶孔或U形孔，不同的断面会得到不同光提取的效果；该通孔21的形状为圆孔、方孔或不规则孔，不同的通孔形状可以得到不同的光场分布；该通孔21的内壁镀有高反射率的金属层或光学膜，该金属层或光学膜的材料可以是银，铝，或者是其他高反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无支架LED封装结构，其包括：LED芯片；一支撑电路板，该支撑电路板的中间有一通孔，所述LED芯片位于支撑电路板的通孔内，所述LED芯片通过金属引线与支撑电路板电性连接；一封胶层，该封胶层将电性连接好的LED芯片固封在支撑电路板的通孔内；该LED芯片的底面与支撑电路板的底面水平，该LED芯片的底面裸露在空气中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢鹏志，杨华，郑怀文，于飞，薛斌，伊晓燕，王国宏，王军喜，李晋闽，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：