一种LED封装结构及车载LED光源的制作方法

本实用新型涉及LED光源技术领域，具体涉及一种LED封装结构及具有其的车载LED光源。

背景技术：

LED封装技术发展至今，已经逐步向各领域延伸，近几年汽车上使用LED光源也越来越频繁，车载用LED光源种类繁多，例如包括有刹车灯、阅读灯、转向灯、夜间行车灯、汽车大灯等多个种类。其中汽车大灯是汽车的重要组成部分，汽车大灯内部的使用环境复杂，如使用环境温度高，需求灯具功率大，光学要求高，散热困难等等情况都制约着LED光源的使用寿命。

传统车载大灯LED光源依然采用常规工艺制作，采用金属或非金属基板，常规LED芯片，金属丝连接LED芯片，涂覆上混合了荧光粉的硅胶进行封装，此类封装工艺制作的产品在常规使用环境中可靠性良好，寿命可以保证。但在车载大灯中，其中的LED光源处于高温、密封、导热差的环境中，硅胶材料的耐热、抗老化、金丝应力、封装热阻等都会引起光源的寿命衰减。具体地，车载大灯需求的LED光源功率通常在20W-30W，考虑二次光学透镜组的设计，发光面都非常小，通常只有1*6mm或5*5mm，在此发光面下，功率密集度高，造成LED光源发热量是非常大的，通常芯片表面温度可以达到200度以上，乃至更高，这种高温环境会严重影响LED光源的使用寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的之一在于提供一种耐温性高、产品可靠性高、功率密度大的LED封装结构及具有其的车载LED光源。

为达到上述目的，一方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种LED封装结构，包括：

LED芯片；

荧光晶片，设置于所述LED芯片上；以及，

基板；

其中，所述LED芯片与所述基板之间形成有焊接材料层，所述LED芯片为由多个LED芯片单元形成的阵列结构，相邻所述LED芯片单元的间距为0.1至0.5mm。

优选地，所述荧光晶片为陶瓷荧光晶片。

优选地，所述荧光晶片通过粘合层粘接于所述LED芯片上。

优选地，所述粘合层为透明高耐温硅基材料层或环氧树脂材料层。

优选地，所述基板上形成有基板线路层，所述LED芯片通过所述焊接材料层焊接于所述基板线路层上。

优选地，所述基板为高导热金属基板或陶瓷基板。

优选地，所述荧光晶片和所述LED芯片的外周设置有密封层，所述密封层用于将所述荧光晶片与所述基板之间的空间形成密封。

优选地，所述基板上形成有位于所述密封层之外的电源连接结构，所述电源连接结构与所述LED芯片相连。

优选地，所述基板上设置有两个安装孔，所述电源连接结构包括正极连接结构和负极连接结构，所述两个安装孔沿所述基板的一个对角设置，所述正极连接结构和负极连接结构沿所述基板的另一个对角设置。

另一方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种车载LED光源，采用如上所述的LED封装结构。

本实用新型提供的LED封装结构利用荧光晶片替代现有的硅胶混合的荧光粉，避免因硅胶发生老化而影响LED光源的使用寿命，本实用新型提供的LED封装结构还缩减了LED芯片单元的间距，将LED芯片单元的间距缩减到0.1至0.5mm的范围内，从而有效提高了LED封装结构的功率密度。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本实用新型具体实施方式提供的LED封装结构示意图；

图2示出本实用新型具体实施方式提供的LED封装结构的爆炸图。

图中，1、LED芯片；11、LED芯片单元；2、荧光晶片；3、基板；31、基板线路层；32、电源连接结构；33、安装孔；4、焊接材料层；5、粘合层；6、密封层。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型提供了一种LED封装结构，如图1和图2所示，其包括荧光晶片2、LED芯片1和基板3，其中，荧光晶片2设置于LED芯片1上，LED芯片1与基板3之间形成有焊接材料层4，焊接材料层4优选由覆晶方式形成，即，LED芯片1以覆晶的方式固晶于基板3上，从而在LED芯片1与基板3之间形成焊接材料层4。如此，利用荧光晶片2替代现有的硅胶混合的荧光粉，避免因硅胶发生老化而影响LED光源的使用寿命，采用覆晶方式对LED芯片1进行封装能够有效降低产品热阻，减少封装环节，确保产品可靠性，提高产品的耐温性能。

进一步地，荧光晶片2为蓝光激发白光的材料，优选采用陶瓷荧光晶片或者其他无机材料制成的荧光晶片，使得荧光晶片2具有很高的耐高温形，最高可达到800℃，该温度远远高于LED芯片封装结构实际承受的温度，相较于传统的硅胶混合荧光粉材料，本申请采用荧光晶片2能够大大提高LED封装结构的耐温性能。

优选地，荧光晶片2通过粘合层5粘接于LED芯片1上，一方面能够提高荧光晶片2的固定强度，另一方面使得LED芯片1与荧光晶片2之间没有空气层，而粘合层5的折射率高于空气的折射率，从而提高出光效率。其中，粘合层5采用耐高温的材料，例如可以是高导热金属基板或陶瓷基板，从而进一步提高了LED封装结构的耐温性。

进一步地，覆晶方式例如可以采用共晶或者锡膏等焊接工艺，相比传统的绝缘胶或导电胶，其导热率有明显的提升，从而在加大电流使用方面有良好的表现。传统的LED封装结构中，LED芯片通过金属丝焊接到基板上，这样的方式在封装过程中会存在应力问题，影响结构可靠性，针对这一问题，在本申请的一个优选实施例中，基板3上形成有基板线路层31，LED芯片1通过焊接材料层4焊接于基板线路层31上，通过基板线路层31上的线路设计来实现LED芯片1中各个LED芯片单元11的串、并联。通过基板线路层31实现LED芯片单元11的串、并联，省去金属丝结构，克服了封装过程中的应力问题，从而提高了封装结构的可靠性。

优选地，基板线路层31可以通过蚀刻方式形成于基板3上。

优选地，基板3的形状可以根据具体需求设置，例如可以为圆形、椭圆形、方形、多边形等，基板3优选采用高导热材料制成，例如可以为高导热金属材料，例如铝材，再例如可以为陶瓷材料，例如可以是氮化铝陶瓷材料，如此，能够有效提高基板3的导热率，降低产品热阻。可以理解的是，本领域中通常将导热率在200至400W/(m·K)范围内的金属称为高导热金属材料。

优选地，荧光晶片2和LED芯片1的外周设置有密封层6，即密封层6将荧光晶片2和LED芯片1包围，通过密封层6将荧光晶片2与基板3之间的空间形成密封，使得LED芯片1位于荧光晶片2与基板3之间的密封空间中，如此，能够提高LED封装结构的密封性，进而提高产品可靠性。密封层6的材料优选为硅基材料。

进一步地，基板3上还形成有位于密封层6之外的电源连接结构32，例如可以是图2所示的焊盘，电源连接结构32从上述的密封空间中的基板线路层31引出，用于连接外接电源，方便外接电源向LED芯片1供电。优选地，电源连接结构32与基板线路层31同时通过蚀刻方式形成于基板3上。

优选地，本申请提供的LED封装结构缩减了LED芯片单元11之间的间距，进一步优选地，还提高了单颗LED芯片单元11的功率，以确保LED封装结构具有很小的发光面，提高LED封装结构的功率密度，具体地，LED芯片1为由多个LED芯片单元11形成的阵列结构，相邻所述LED芯片单元11的间距为0.1至0.5mm，优选为0.2mm，LED芯片单元11的功率为2至5W，优选为3W。

优选地，LED封装结构上还设置有安装孔33，用于对LED封装结构进行安装，安装孔33优选设置在基板3上，例如，在图2所示的实施例中，基板3上设置有两个安装孔33，电源连接结构32包括正极连接结构和负极连接结构，其中，两个安装孔33沿基板3的一个对角设置，正极连接结构和负极连接结构沿基板3的另一个对角设置，通过对各结构的合理布置进一步提高LED封装结构的紧凑性。

本申请提供的LED封装结构可广泛应用于各种需要进行照明的场合，尤其适用于环境温度较高的场景中。

进一步地，本申请还提供了一种车载LED光源，采用上述的LED封装结构，产品结构紧凑、可靠性高。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。