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CN102651446A - 发光二极管封装结构及光源装置 - Google Patents

发光二极管封装结构及光源装置 Download PDF

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CN102651446A
CN102651446A CN2011100481949A CN201110048194A CN102651446A CN 102651446 A CN102651446 A CN 102651446A CN 2011100481949 A CN2011100481949 A CN 2011100481949A CN 201110048194 A CN201110048194 A CN 201110048194A CN 102651446 A CN102651446 A CN 102651446A
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Zhanjing Technology Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种发光二极管封装结构，包括封装胶体、发光二极管芯片以及正、负贴装电极。该封装胶体由透光材料制成且包括相对设置的出光面以及底面；该发光二极管芯片包括用于出射光线的芯片正面以及与该芯片正面相对设置的芯片背面，该发光二极管芯片从封装胶体的底面一侧嵌入封装胶体，该发光二极管芯片的芯片正面被封装胶体覆盖且朝向封装胶体的出光面一侧，该发光二极管芯片的芯片背面暴露在封装胶体外部；该正、负贴装电极分别与发光二极管芯片的正、负电极连接。该种封装结构具有散热效果好的优点。本发明还提供一种具有该种封装结构的光源装置。

Description

发光二极管封装结构及光源装置
技术领域
本发明涉及一种发光二极管封装结构，尤其涉及一种表面贴装型发光二极管封装结构及具有该种封装结构的光源装置。
背景技术
相比于传统的发光源，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有重量轻、体积小、污染低、寿命长等优点，其作为一种新型的发光源，已经被越来越广泛地应用。
常见的LED封装结构主要包括磊晶基板、生长在磊晶基板上的半导体发光结构层、以及形成在发光结构层上方的电极。采用该种LED制作光源时，通常将多个LED封装结构集中设置在电路板上，形成线性光源或面光源。然而该种LED封装结构的发光结构层产生的热量需要经由磊晶基板传导至电路板继而通过电路板将热量散发至外部环境，其热传导路径长，散热效果有限。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种散热效果良好的发光二极管封装结构。
一种发光二极管封装结构，包括封装胶体、发光二极管芯片以及正、负贴装电极，该封装胶体由透光材料制成且包括相对设置的出光面以及底面，该发光二极管芯片包括用于出射光线的芯片正面以及与该芯片正面相对设置的芯片背面，该发光二极管芯片从封装胶体的底面一侧嵌入封装胶体，该发光二极管芯片的芯片正面被封装胶体覆盖且朝向封装胶体的出光面一侧，该发光二极管芯片的芯片背面暴露在封装胶体外部，该正、负贴装电极分别与发光二极管芯片的正、负电极连接。
所述发光二极管封装结构的发光二极管芯片底面暴露在封装胶体外部，从而在贴装至电路板上时，该发光二极管芯片产生的热量可直接借助设置在电路板上的热沉传至外部环境，而无需借助热传导效率较差的电路板，从而可以有效改善散热效果。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种发光二极管封装结构示意图。
图2与图1所示发光二极管封装结构配合使用的电路板结构示意图。
图3是将图1所示发光二极管封装结构贴装至图2所示电路板上的结构示意图。
图4是本发明第一实施例提供的另一种发光二极管封装结构示意图。
图5是本发明第一实施例提供的又一种发光二极管封装结构示意图。
图6是本发明第一实施例提供的再一种发光二极管封装结构示意图。
图7是本发明第二实施例提供的发光二极管封装结构示意图。
图8是本发明第二实施例提供的另一种发光二极管封装结构示意图。
图9是与图8所示发光二极管封装结构配合使用的电路板结构示意图。
图10是将图8所示发光二极管封装结构贴装至图9所示电路板上的示意图。
图11是本发明第二实施例提供的具有V形槽的发光二极管封装结构示意图。
图12是本发明第二实施例提供的具有热传导薄膜的发光二极管封装结构示意图。
图13是本发明第二实施例提供的具有导电薄膜的发光二极管封装结构示意图。
主要元件符号说明
发光二极管封装结构    10，20，
封装胶体              11，21
发光二极管芯片        12，22
正贴装电极            13，23
负贴装电极            14，24
金属线                15，25
电路板                16，28
反射杯                26
凹槽                  27
热传导薄膜            29
导电薄膜              30
出光面                110，210
底面                  112，212
芯片正面              120，220
芯片背面              122，222
贴合面                130，140
贴装面                132，142，232，242
基材                  160，280
电路结构              162，282
热沉                  164，284
隔板                  286
收容通孔              260
底部                  262
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明第一实施例的发光二极管封装结构10包括封装胶体11、发光二极管芯片12、正贴装电极13以及负贴装电极14。
该封装胶体11由透光材料制成，如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。该封装胶体11包括出光面110以及与该出光面110相对设置的底面112。
该发光二极管芯片12包括芯片正面120以及与芯片正面120相对设置的芯片背面122。该芯片正面120用于出射光线，该芯片背面122用于散发热量。该发光二极管芯片12从封装胶体11的底面112一侧嵌入封装胶体11的实体内，该发光二极管芯片12的芯片正面120被封装胶体11覆盖且朝向封装胶体11的出光面110一侧，该发光二极管芯片12的芯片背面122暴露在封装胶体11的外部。
本实施例中，该发光二极管芯片12的芯片背面122与该封装胶体11的底面112均为平坦表面，该发光二极管芯片12的芯片背面122与封装胶体11的底面112位于同一平面上。
该正、负贴装电极13、14分别通过金属线15与发光二极管芯片12的正、负电极(图未示)连接，从而该发光二极管芯片12通过正、负贴装电极13、14从外界获取电能。
为方便制作，该正、负贴装电极13、14可为平板状，其中，正贴装电极13包括朝向封装胶体11的出光面110一侧的贴合面130以及与该贴合面130相对设置的贴装面132，负贴装电极14包括朝向封装胶体11的出光面110一侧的贴合面140以及与该贴合面140相对设置的贴装面142。
本实施例中，该正、负贴装电极13、14设置在封装胶体11的底面112上，且该正、负贴装电极13、14分别从封装胶体11的底面112一侧嵌入封装胶体11，该正、负贴装电极13、14的贴装面132、142与封装胶体11的底面112共面。
图2所示为可与发光二极管封装结构10配合使用的电路板16，该电路板16包括基材160，设置在基材160上的电路结构162以及热沉164。该基材160由绝缘材料制成。该电路结构162用于与发光二极管封装结构10的正、负贴装电极13、14电连接以提供电能。该热沉164由热传导效率高的材料制成，如金属。该热沉164贯穿电路板16的两侧，以用于接收来自发光二极管芯片12的热量并将热量传导至电路板16的相对远离发光二极管芯片12的一侧。
参见图3，由于发光二极管芯片12的底面122暴露在封装胶体11的外部，当发光二极管封装结构10被贴装至电路板16上时，该发光二极管芯片12产生的热量可直接借助电路板16上的热沉164传至外部环境。
由于该种发光二极管封装结构10的热传导路径无需通过热传导效率较差的电路板基材160，从而散热效果可以有效提升。当然，为进一步提高散热效率，还可在热沉164的相对远离发光二极管芯片12的一侧设置散热片、热管等散热装置来加以辅助。
需要说明的是，上述发光二极管芯片12的芯片背面122与封装胶体11的底面112也可以位于不同平面上。
如图4所示，发光二极管芯片12的芯片背面122在封装胶体11的厚度方向上高于封装胶体11的底面112，从而，该发光二极管芯片12完全嵌入封装胶体11内，且发光二极管芯片12的芯片背面122暴露出来而不被封装胶体11覆盖。
如图5所示，发光二极管芯片12的芯片背面122在封装胶体11的厚度方向上低于封装胶体11的底面112，从而，该发光二极管芯片12局部嵌入封装胶体11内，且发光二极管芯片12的芯片背面122凸伸出来而不被封装胶体11覆盖。
此外，上述正、负贴装电极13、14的贴装面132、142与封装胶体11的底面112也可以位于不同平面上。
如图6所示，该正、负贴装电极13、14分别从封装胶体11的底面112一侧局部嵌入封装胶体11，该正、负贴装电极13、14的贴装面132、142在封装胶体11的厚度方向上低于封装胶体11的底面112。
图7所示为本发明第二实施例提供的发光二极管封装结构20。
该发光二极管封装结构20与第一实施例中的发光二极管封装结构10大体相同：
该发光二极管封装结构20包括封装胶体21、发光二极管芯片22、正贴装电极23以及负贴装电极24；
该封装胶体21由透光材料制成且包括出光面210以及与该出光面210相对设置的底面212，该发光二极管芯片22包括芯片正面220以及与芯片正面220相对设置的芯片背面222，该芯片正面220用于出射光线，该芯片背面222用于散发热量，该发光二极管芯片22从封装胶体21的底面212一侧嵌入封装胶体21，该发光二极管芯片22的芯片正面220被封装胶体21覆盖且朝向封装胶体21的出光面210一侧，该发光二极管芯片22的芯片背面222暴露在封装胶体21的外部，该发光二极管芯片22的芯片背面222与该封装胶体21的底面212均为平坦表面，该发光二极管芯片22的芯片背面222与该封装胶体21的底面512位于同一平面；
该正、负贴装电极23、24分别通过金属线25与发光二极管芯片22的正、负电极(图未示)连接，从而该发光二极管芯片22通过正、负贴装电极23、24从外界获取电能，该正、负贴装电极23、24可为平板状，正贴装电极23包括位于封装胶体21的底面212一侧的贴装面232，负贴装电极24包括位于封装胶体21的底面212一侧的贴装面242。
与发光二极管封装结构10的不同之处在于：
本实施例中该发光二极管封装结构20还包括反射杯26，该反射杯26呈环状围成一收容通孔260，该收容通孔260将封装胶体21收容在内，且该收容通孔260位于封装胶体21的出光面210一侧的开口口径大于该收容通孔260位于封装胶体21的底面212一侧的开口口径。
该反射杯26包括底部262，该底部262位于封装胶体21的底面212一侧，该正、负贴装电极23、24设置在反射杯26的底部262上。该正、负贴装电极23、24的贴装面232、242与封装胶体21的底面212可以共面或不共面。本实施例中，正、负贴装电极23、24的贴装面232、242与封装胶体21的底面212共面。
进一步的，该发光二极管封装结构20的封装胶体21的底面212上还可设置有位于正、负贴装电极23、24和发光二极管芯片22之间的凹槽27，如图8所示。
图9示出可与图8所示发光二极管封装结构20配合使用的电路板28，该电路板28包括板状基材280、电路结构282、热沉284以及隔板286。该电路结构282设置在基材280上并用于与发光二极管封装结构20的正、负贴装电极23、24电连接以提供电能。该热沉284嵌设在基材280内部并贯穿基材280的两侧，以用于接收来自发光二极管芯片22的热量并将热量传导至基材280的相对远离发光二极管芯片22的一侧。该热沉284由热传导效率高的材料制成，如金属。该隔板286同样嵌设在基材280内部并将热沉284分别与基材280、电路结构282隔开。
参见图10，由于发光二极管芯片22的底面222暴露在封装胶体21的外部，当发光二极管封装结构20被贴装至电路板28上时，该发光二极管芯片22产生的热量可直接借助电路板28上的热沉284传至外部环境。
此时，电路板28的隔板286可伸入凹槽27，该隔板286不仅能够增加电路板28与发光二极管封装结构20之间的结合强度，还能防止焊接过程中在正、负贴装电极23、24之间发生爬锡而导致短路。
需要说明的是，图10中所示凹槽27为矩形槽，但该凹槽27的形状并不局限为矩形槽。参见图11，该凹槽27还可为V形槽，从而该V形槽的具有预定角度的斜边可将发光二极管芯片12发出的部分光束反射特定角度，以满足特定的设计要求。另外，该凹槽还可设计成梯形槽或弧形槽等其他形状的凹槽。
更进一步的，参见图12，该发光二极管芯片22的芯片背面222上还可设置有热传导薄膜29，当发光二极管封装结构20被贴装至电路板28上时，该热传导薄膜29位于芯片背面222与热沉284之间，从而将发光二极管芯片以及未被发光二极管芯片覆盖的封装胶体部分与热沉隔开。
当然，参见图13，该正、负贴装电极23、24的贴装面232、242上也可设置有导电薄膜30，当发光二极管封装结构20被贴装至电路板28上时，该导电薄膜30位于正、负贴装电极23、24与电路结构282之间，从而将正、负贴装电极23、24以及未被正、负贴装电极23、24覆盖的发光二极管封装结构部分与电路板28隔离开。
该热传导薄膜29和导电薄膜30的采用可以防止用于焊接的焊料渗透入发光二极管封装结构20内部，从而避免影响发光二极管封装结构20的发光性能和工作寿命。
可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种发光二极管封装结构，包括封装胶体、发光二极管芯片、正贴装电极以及负贴装电极，其特征在于：
该封装胶体由透光材料制成且包括相对设置的出光面以及底面；该发光二极管芯片包括用于出射光线的芯片正面以及与该芯片正面相对设置的芯片背面，该发光二极管芯片从封装胶体的底面一侧嵌入封装胶体，该发光二极管芯片的芯片正面被封装胶体覆盖且朝向封装胶体的出光面一侧，该发光二极管芯片的芯片背面暴露在封装胶体外部；
该正、负贴装电极分别与发光二极管芯片的正、负电极连接。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该发光二极管芯片的芯片背面与该封装胶体的底面均为平坦表面，该发光二极管芯片的芯片背面与封装胶体的底面位于同一平面上。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该发光二极管芯片的芯片背面与该封装胶体的底面均为平坦表面，该发光二极管芯片的芯片背面与封装胶体的底面处于不同平面上。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该正、负贴装电极分别从封装胶体的底面一侧嵌入封装胶体。
5.如权利要求4所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该正、负贴装电极为平板状电极，该正、负贴装电极分别包括朝向封装胶体的出光面一侧的贴合面以及与该贴合面相对设置的贴装面。
6.如权利要求5所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该贴装面与封装胶体的底面位于同一平面上。
7.如权利要求5所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该贴装面与封装胶体的底面位于不同平面上。
8.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该发光二极管封装结构还包括反射杯，该反射杯呈环状围成一收容通孔，该收容通孔将封装胶体收容在内，且该收容通孔位于封装胶体出光面一侧的开口口径大于该收容通孔位于封装胶体底面一侧的开口口径。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该反射杯包括位于封装胶体底面一侧的底面，该正、负贴装电极设置在反射杯的底面上。
10.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该封装胶体的底面上设置有位于正、负贴装电极和发光二极管芯片之间的凹槽。
11.一种光源装置，包括如权利要求1所述的发光二极管封装结构以及电路板，其特征在于：
该电路板包括绝缘基材、设置在基材上的电路结构以及热沉；该二极管封装结构设置在电路板上，该发光二极管封装结构的正贴装电极、负贴装电极分别与电路板的电路结构相接，该发光二极管封装结构的发光二极管芯片背面与热沉相接。
12.如权利要求11所述的光源装置，其特征在于，该光源装置还包括导电薄膜，该导电薄膜分别设置在正贴装电极与电路结构之间、负贴装电极与电路结构之间，该导电薄膜将正、负贴装电极以及未被正、负贴装电极覆盖的发光二极管封装结构部分与电路板隔离开。
13.如权利要求12所述的光源装置，其特征在于，该光源装置还包括热传导薄膜，该热传导薄膜设置在发光二极管芯片背面与热沉之间，该热传导薄膜将发光二极管芯片以及未被发光二极管芯片覆盖的封装胶体部分与热沉隔开。
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