专利名称：大功率led封装方法
技术领域：
本发明涉及LED技术领域，特别是涉及一种犬功率LED封装方法。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode, LED )，是一种固态的半导体器 件，它可以直接把电转化为光。经过封装的LED其心脏是一个半导体的 晶片，晶片的一端附在一个支架上， 一端是负极，另一端连接电源的正 极，并使整个晶片被环氧树脂封装起来。
现有LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变 而来的。封装的作用主要是保护管芯(即LED芯片)和完成电气互连， 保护管芯正常工作。
随着LED的亮度越来越高，LED已被广泛地用来照明，在许多照 明系统中都已采用大功率LED作为光源，如大功率LED路灯等。因此， 大功率LED的封装技术逐渐发展起来。
现有普通大功率LED的常规封装方法中，是将单个PC透镜或玻璃 透镜装配在连接有LED晶片的电极支架上，然后用胶水固定，使其起到 改变出光通道的作用以满足客户所需要的发光角度、光斑大小以及光斑 形状要求。比如参阅图1，是上述用于大功率LED封装的支架10的示 意图。所述支架lO包括承载座ll、第一电极12以及第二电极13，其中 承载座11和第一电极12与第二电极13由绝缘材料连接。
但是，上述现有普通大功率LED封装方法存在多种不足之处，比如 盖透镜时需要单颗LED固定，效率低、容易压塌连接线、封烤易产生气 泡隔层，因此造成良品率下降；为达到质量要求，需要较多的熟练人员， 成本过高；并且，用PC透镜做成的大功率LED不能过回流焊，不方便 客户安装。因此，现有大功率LED封装工艺已经不能适应瞬息万变的市场需求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种工艺简单、效率较高、同时
良品率较高的大功率LED封装方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种大 功率LED封装方法，包括准备包括多个支架的板状支架整体，每个所 述支架包括承载座、第一电极和第二电极，其中支架的承载座和第一电 极与第二电极由绝缘材料连接；将多个LED晶片分别固定于所述多个承 载座上，并将其正负极分别与所述支架的第 一电极和第二电极——对应 连接；将支架整体和准备好的板状凸型模具配合，所述凸型模具上设置 有多个凹槽，所述多个凹槽的分布与所述支架整体上的多个支架对应， 所述支架整体设有支架的一面相对所述凸型模具具有凹槽的一面设置； 采用第一载板和第二载板将所述支架整体和凸型模具夹紧在中间并密封 好所述凸型模具与支架整体之间的空间；往所述凸型模具与支架整体之 间的空间灌注透明胶，并通过加热固化，最后拆开所述第一载板、第二 载板以及凸型模具，离模后形成LED晶片具有外壳透镜的多个LED封 装结构。
其中，所述第一载板和第二载板分别压紧所述支架整体和凸型模具， 所述第一载板上设有对应所述支架整体上多个支架并与所述支架外形相 适配的支架定位孔，所述第一载板通过所述支架定位孔定位所述支架整 体，所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二载板具有大小与所 述多个凸起所在区域的面积相当的凸起定位窗，所述第二载板通过所述 凸起定位窗定位所述凸型模具。
其中，所述所述第一载板、第二载板以及凸型模具的平面形状一致， 并且所述第一载板、第二载板或凸型模具中的一个具有至少两个导引针， 另两个在相应位置具有至少两个导引孔，所述第一载板、第二载板和凸 型模具通过所述导引针和导引孔定位并夹紧。
其中，所述凸型模具上的凹槽形状由光学设计软件按照发光角度、透镜形状模拟形成。
其中，所述通过加热固化透明胶的步骤包括在所述第一载板和第 二栽板上设置加热棒来固化所述透明胶。
其中，所述透明胶是硅胶，所述加热固化过程中加热的温度根据硅 胶的固化条件来设定。
其中，所述往凸型模具与支架整体之间的空间灌注透明胶的步骤包 括采用注胶设备以及至少一个针筒来往所述凸型模具与支架整体之间 的空间灌注透明胶，并通过改变时间或气压大小来调整所述注胶速度。
其中，在所述灌注透明胶的步骤中，在透明胶中掺入荧光粉。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种 大功率LED封装方法，包括准备包括多个支架的板状支架整体，每个 所述支架包括承载座、第一电极和第二电极，其中支架的承载座和第一 电极与第二电极由绝缘材料连接；将多个LED晶片分别固定于所述多个 承载座上，并将其正负极分别与所述支架的第一电极和第二电极对应连 接；将所述支架整体置于带有至少两个导引针的第一载板上，所述支架 整体具有支架的一面朝外；将准备好的板状凸型模具置于所述第一载板 具有支架整体的一面，所述凸型模具上设置有多个凹槽和至少两个导引 孔，所述多个凹槽的分布与所述支架整体上的多个支架对应，所述第一 载板上的导引针与所述凸型模具上的导引孔对应，所述支架整体设有支 架的一面相对所述凸型模具具有凹槽的一面设置；将所述凸型模具与支 架整体之间的空间密封；采用第二载板对准所述凸型模具压紧，使得所 述第一载板和第二载板将所述支架整体和凸型模具夹紧在中间；往所述 凸型模具与支架整体之间的空间灌注透明胶，并通过加热固化，最后拆
开所述第一载板、第二载板以及凸型模具，离模后形成LED晶片具有外 壳透镜的多个LED封装结构。
其中，所述第一载板上设有对应所述支架整体上多个支架并与所述 支架外形相适配的支架定位孔，所述第一载板通过所述支架定位孔定位 所述支架整体。
其中，所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二载板具有大小与所述多个凸起所在区域的面积相当的凸起定位窗，所述第二载板通 过所述凸起定位窗定位所述凸型模具。
本发明的有益效果是区别于现有技术大功率LED封装过程中盖透 镜时需要单颗LED固定而导致操作难度高、效率低、容易压塌连接线、 封烤易产生气泡隔层、良品率下降、不能过回流焊情况，本发明大功率 LED封装方法采用支架整体以及在LED上直接才莫注形成透镜的方式， 多个LED支架设置在一个支架整体上的方式可以一次封装多个LED, 并且多个LED支架位置相对固定，不需要进行一次LED封装则单独定 位一次单个支架，同时设置多个LED支架的支架整体也大大降低对LED 封装的难度，在进行具体封装时每个LED之间相同的工艺都可以机械 化、重复性进行；此外，在LED上直接模注形成透镜的方式可以避免现 有技术盖透镜时需要进行精确定位、容易压塌连接线、容易产生气泡隔 层、不能过回流焊的技术问题，因为釆用对应多个LED支架的整块凸型 模具，使得在定位上趋于简单和快捷，同时也能保证精度，另外无需封 烤的工艺所以避免产生气泡隔层、不能过回流焊的技术问题；本发明还 采用第 一载板和第二载板将所述支架整体和凸型模具夹紧在中间，并密 封好所述凸型模具与支架整体之间的空间以便进行注胶进而形成透镜与 LED—体的封装结构，简单实用，无需复杂的;f莫注设备，成本低；而且 可以减少光损失，提高出光效率。
图l是现有技术LED支架的结构示意图2是本发明大功率LED封装方法第一实施方式的流程图3是本发明大功率LED封装方法第二实施方式的流程图4是本发明所采用的第 一 载板的立体透^L图5是本发明所采用的支架整体的立体示意图6是本发明所采用的凸型模具的立体示意图7是本发明所采用的第二载板的立体示意图8是本发明大功率LED封装方法中将支架整体设置于第 一载板上的示意图9是本发明大功率LED封装方法中采用第一载板和第二载板将支 架整体和凸型模具夹紧在中间的立体示意图。
具体实施例方式
参阅图2,本发明大功率LED封装方法第一实施方式包括以下步骤 101:准备包括多个支架的板状支架整体，每个所述支架包括承载座、
第一电极和第二电极，其中支架的承载座和第一电极与第二电极由绝缘
材料连接；
102:将多个LED晶片分别固定于所述多个承载座上，并将其正负 极分别与所述支架的第一电极和第二电极——对应连接；
103:将支架整体和准备好的板状凸型模具配合，所述凸型模具上设 置有多个凹槽，所述多个凹槽的分布与所述支架整体上的多个支架对应， 所述支架整体设有支架的一面相对所述凸型模具具有凹槽的一面设置；
104:釆用第一载板和第二载板将所述支架整体和凸型模具夹紧在中 间并密封好所述凸型模具与支架整体之间的空间；
105:往所述凸型模具与支架整体之间的空间灌注透明胶，并通过加 热固化，最后拆开所述第一载板、第二载板以及凸型模具，离模后形成 LED晶片具有外壳透镜的多个LED封装结构。
区别于现有技术大功率LED封装过程中盖透镜时需要单颗LED固 定而导致操作难度高、效率低、容易压塌连接线、封烤易产生气泡隔层、 良品率下降、不能过回流焊情况，本发明大功率LED封装方法采用支架 整体以及在LED上直接模注形成透镜的方式，多个LED支架设置在一 个支架整体上的方式可以一次封装多个LED,对多个LED的封装进行 批处理，并且多个LED支架位置相对固定，不需要进行一次LED封装 则单独定位一次单个支架，同时设置多个LED支架的支架整体也大大降 低对LED封装的难度，在进行具体封装时每个LED之间相同的工艺都 可以机械化、重复性进行；
此外，在LED上直接模注形成透镜的方式可以避免现有技术盖透镜时需要进行精确定位、容易压塌连接线、容易产生气泡隔层、不能过回
流焊的技术问题，因为采用对应多个LED支架的整块凸型模具，使得在 定位上趋于简单和快捷，同时也能保证精度，另外无需封烤的工艺所以 避免产生气泡隔层、不能过回流焊的技术问题；
本发明还采用第一载板和第二载板将所述支架整体和凸型模具夹紧 在中间，并密封好所述凸型模具与支架整体之间的空间以便进行注胶进 而形成透镜与LED —体的封装结构，可以保证注胶时不会漏胶及加热过 程的顺利进行，简单实用，无需复杂的模注设备，成本低；而且可以减 少光损失，提高出光效率。
具体应用时，所述第一载板和第二载板分别压紧所述支架整体和凸 型模具。所述第一载板上设有对应所述支架整体上多个支架并与所述支 架外形相适配的支架定位孔，所述第一载板通过所述支架定位孔定位所 述支架整体。所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二载板具有 大小与所述多个凸起所在区域的面积相当的凸起定位窗，所述第二载板 通过所述凸起定位窗定位所述凸型模具。通过上述支架定位孔、凸起定 位窗的定位功能，可以很方便快速地准确将支架以及凸型模具定位，便 于进行LED封装。
所述第一载板、第二载板以及凸型模具的平面形状一致，并且所述 第一载板、第二载板或凸型模具中的一个具有至少两个导引针，另两个 在相应位置具有至少两个导引孔，所述第一载板、第二载板和凸型模具 通过所述导引针和导引孔定位并夹紧。所述第一载板、第二载板以及凸 型模具的平面形状一致，可以更方便将这几个部件对准和定位。在上述 部件中设置导引针和导引孔，进一步方便各部件进行匹配。
所述导引针的大小和在第一载板上的位置可以根据支架整体上的导 引孔大小和间距确定。在优选的实施例中，所述顶针的数量至少为三个。
所述凸型模具上的凹槽形状由光学设计软件按照发光角度、透镜形 状模拟形成。因此，采用此凸型模具最后封装出来成品LED的发光角度、 光斑大小和光斑形状可以符合客户提出的各种要求。
所述通过加热固化透明胶的步骤包括在所述第一载板和第二载板上设置加热棒来固化所述透明胶。所述透明胶是硅胶，所述加热固化过 程中加热的温度根据硅胶的固化条件来设定。
所述往凸型模具与支架整体之间的空间灌注透明胶的步骤包括采 用注胶设备以及至少 一个针筒来往所述凸型模具与支架整体之间的空间 灌注透明胶，并通过改变时间或气压大小来调整所述注胶速度。
在所述灌注透明胶的步骤中，还可以在透明胶中掺入焚光粉，以实 现LED的特殊发光效果。
参阅图3，本发明还提供大功率LED封装方法第二实施方式，包括 以下步骤
201:准备包括多个支架的板状支架整体，每个所述支架包括承栽座、 第一电极和第二电极，其中支架的承载座和第一电极与第二电极由绝缘 材料连接；
202:将多个LED晶片分别固定于所述多个承载座上，并将其正负 极分别与所述支架的第 一 电极和第二电极对应连接；
203:将所述支架整体置于带有至少两个导引针的第一载板上，所述 支架整体具有支架的一面朝外；
204:将准备好的板状凸型模具置于所述第一载板具有支架整体的一 面，所述凸型模具上设置有多个凹槽和至少两个导引孔，所述多个凹槽 的分布与所述支架整体上的多个支架对应，所述第一载板上的导引针与
所述凸型模具上的导引孔对应，所述支架整体设有支架的一面相对所述 凸型模具具有凹槽的一面设置；
205:将所述凸型模具与支架整体之间的空间密封；
206:采用第二载板对准所述凸型模具压紧，使得所述第一载板和第 二载板将所述支架整体和凸型模具夹紧在中间；
207:往所述凸型模具与支架整体之间的空间灌注透明胶，并通过加 热固化，最后拆开所述第一载板、第二载板以及凸型模具，离模后形成 LED晶片具有外壳透镜的多个LED封装结构。
本实施方式与上述第一实施方式基本相同，不同之处在于所述第一 载板、第二载板、支架整体以及凸型模具的匹配顺序不同，但两者都是实现定位支架整体，以及形成凸型模具与支架整体之间的空间，以便灌 注透明胶进行封装。显然，本发明还可以包括其他匹配顺序的实施方式， 在此不再赘叙。
同样，所述第一载板上可以设有对应所述支架整体上多个支架并与 所述支架外形相适配的支架定位孔，所述第一载板通过所述支架定位孔 定位所述支架整体，
所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二载板具有大小与所 述多个凸起所在区域的面积相当的凸起定位窗，所述第二载板通过所述 凸起定位窗定位所述凸型模具。
以下举一具体实施方式
来进一步说明本发明
参阅图4至图7，本发明大功率LED封装方法中涉及的用具包括支 架整体20、第一载板30、第二载板50以及凸型模具40。
参阅图4，所述支架整体20上固定设置有行列排列的二十个LED 支架10。
参阅图5，为第一载板30的示意图。所述第一载板30整体上为矩 形的部件，其四角上设有第一载板的第一顶针31,在第一载板30上均 匀分布的与支架外形相适配的支架定位孔33以及围绕在支架定位孔33 周围的第二顶针32。所述第一顶针31、第二顶针32属于本发明所述的 导引针范畴。
如图6所示，为凸型模具40的示意图。凸型模具40整体上为矩形 的部件，与第一载板30大小相同，其四角上设有模具第一顶针孔41， 在凸型模具40上与第一载板30上相应位置设有凸起43;以及与第一载 板30上第二顶针32相应位置的第二顶针孔42。凸起43的背面为凹槽， 凹槽的形状由光学设计软件模拟形成，采用此凸型模具最后封装出来成 品LED的发光角度、光斑大小和光斑形状符合客户提出的各种要求。所 述的第一顶针孔41、第二顶针孔42属于本发明所述的导引孔范畴。
如图7所示，为第二载板50的示意图。所述第二载板50整体上为 矩形的部件，其四角上设有第三顶针孔51，与第一载板30的第一顶针 31对应。在第二载板50上均匀分布4个与支架整体20大小相应的矩形区域53,为本发明所述的定位窗。在矩形区域53周围设有4个第四顶 针孔(图未示)。所述顶针孔51属于本发明所述的导引孔范畴。 采用以上用具的大功率LED封装方法按照以下步骤进行
1. 提供支架整体20,支架整体20由二十个支架IO组成，
2. 将LED晶片固定于所述承载座上，本步骤中可以将若干个LED 晶片固定在一个承载座上，
3. 将各个LED晶片的正负极分别与支架10的第一电极和第二电极 对应连接，
4. 参阅图8，将支架整体20装有支架10的一面装配到有顶针31、 32的第一载板30上，共4个支架整体20,图中仅显示其中一个支架整 体20，
5. 将凸形模具40上的第 一顶针孔41插入第 一载板30上的第 一顶针 31，其中凸形模具40上的第二顶针孔42穿设于所述第一载板30上的第 二顶针32,
6. 参阅图9，用第一载板30和第二载板50将支架整体20和凸形模 具40固定在中间密封好并夹紧，所述第二载板50的第三顶针孔51与第 四顶针孔分别穿设于所述第一载板30上的第一顶针31以及第二顶针 32，
7. 通过注胶孔往支架整体20和凸形模具40中间密封区域注入硅胶，
8. 通过加热固化离模后形成LED与外壳透镜一体成型的封装结构。 总之，本发明采用简单的设备和创新性的工艺，可以大大节省大功
率LED封装的加工时间和成本，并且解决现有大部分大功率LED不能 过回流焊接的缺点，提高产品的可靠性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或 直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保 护范围内。
权利要求
1. 一种大功率LED封装方法，其特征在于，包括准备包括多个支架的板状支架整体，每个所述支架包括承载座、第一电极和第二电极，其中支架的承载座和第一电极与第二电极由绝缘材料连接；将多个LED晶片分别固定于所述多个承载座上，并将其正负极分别与所述支架的第一电极和第二电极一一对应连接；将支架整体和准备好的板状凸型模具配合，所述凸型模具上设置有多个凹槽，所述多个凹槽的分布与所述支架整体上的多个支架对应，所述支架整体设有支架的一面相对所述凸型模具具有凹槽的一面设置；采用第一载板和第二载板将所述支架整体和凸型模具夹紧在中间并密封好所述凸型模具与支架整体之间的空间；往所述凸型模具与支架整体之间的空间灌注透明胶，并通过加热固化，最后拆开所述第一载板、第二载板以及凸型模具，离模后形成LED晶片具有外壳透镜的多个LED封装结构。
2. 根据权利要求1所述的大功率LED封装方法，其特征在于 所述第 一载板和第二载板分别压紧所述支架整体和凸型模具， 所述第一载板上设有对应所述支架整体上多个支架并与所述支架外形相适配的支架定位孔，所述第一载板通过所述支架定位孔定位所述支 架整体，所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二载板具有大小与所 述多个凸起所在区域的面积相当的凸起定位窗，所述第二载板通过所述 凸起定位窗定位所述凸型模具。
3. 根据权利要求2所述的大功率LED封装方法，其特征在于 所述第一载板、第二载板以及凸型模具的平面形状一致，并且所述第一载板、第二载板或凸型模具中的一个具有至少两个导引针，另两个 在相应位置具有至少两个导引孔，所述第一载板、第二载板和凸型模具 通过所述导引针和导引孔定位并夹紧。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的大功率LED封装方法，其特 征在于所述凸型模具上的凹槽形状由光学设计软件按照发光角度、透 镜形状模拟形成。
5. 才艮据权利要求1至3任一项所述的大功率LED封装方法，其特 征在于所述通过加热固化透明胶的步骤包括在所述第一载板和第二 载板上设置加热棒来固化所述透明胶。
6. 根据权利要求5所述的大功率LED封装方法，其特征在于所 述透明胶是硅胶，所述加热固化过程中加热的温度根据硅胶的固化条件 来设定。
7. 根据权利要求1至3任一项所述的大功率LED封装方法，其特 征在于所述往凸型才莫具与支架整体之间的空间灌注透明胶的步骤包括 采用注胶设备以及至少 一个针筒来往所述凸型模具与支架整体之间的空 间灌注透明胶，并通过改变时间或气压大小来调整所述注胶速度。
8. 根据权利要求7所述的大功率LED封装方法，其特征在于在 所述灌注透明胶的步骤中，在透明胶中掺入荧光粉。
9. 一种大功率LED封装方法，其特征在于，包括 准备包括多个支架的板状支架整体，每个所述支架包括承载座、第一电极和第二电极，其中支架的承载座和第一电极与第二电极由绝缘材 料连接；将多个LED晶片分别固定于所述多个承载座上，并将其正负极分别 与所述支架的第一电极和第二电极对应连接；将所述支架整体置于带有至少两个导引针的第一载板上，所述支架 整体具有支架的一面朝外；将准备好的板状凸型模具置于所述第一载板具有支架整体的一面， 所述凸型模具上设置有多个凹槽和至少两个导引孔，所述多个凹槽的分 布与所述支架整体上的多个支架对应，所述第一载板上的导引针与所述 凸型模具上的导引孔对应，所述支架整体设有支架的一面相对所述凸型 模具具有凹槽的一面设置；将所述凸型模具与支架整体之间的空间密封；采用第二载板对准所述凸型模具压紧，使得所述第一载板和第二载板将所述支架整体和凸型模具夹紧在中间；往所述凸型模具与支架整体之间的空间灌注透明胶，并通过加热固化，最后拆开所述第一载板、第二载板以及凸型模具，离模后形成LED晶片具有外壳透镜的多个LED封装结构。
10. 根据权利要求9所述的大功率LED封装方法，其特征在于 所述第一载板上设有对应所述支架整体上多个支架并与所述支架外形相适配的支架定位孔，所述第一载板通过所述支架定位孔定位所述支架整体，所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二载板具有大小与所 述多个凸起所在区域的面积相当的凸起定位窗，所述第二栽板通过所述 凸起定位窗定位所述凸型模具。
全文摘要
本发明公开一种大功率LED封装方法。所述大功率LED封装方法包括准备包括多个支架的板状支架整体；将多个LED晶片分别固定于所述多个支架上；将支架整体和准备好的板状凸型模具配合，所述凸型模具上设置有多个凹槽，所述多个凹槽的分布与所述支架整体上的多个支架对应，所述支架整体设有支架的一面相对所述凸型模具具有凹槽的一面设置；采用第一载板和第二载板将所述支架整体和凸型模具夹紧在中间并密封好所述凸型模具与支架整体之间的空间；往所述凸型模具与支架整体之间的空间灌注透明胶，并通过加热固化。本发明工艺简单、效率较高、同时良品率较高。
文档编号H01L33/00GK101546801SQ20091010635
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月24日 优先权日2009年3月24日
发明者阳 李, 李漫铁, 王绍芳, 黄建东 申请人:深圳雷曼光电科技有限公司