Led三维封装结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种LED三维封装结构，包括第一基板以及第二基板，所述第一基板与所述第二基板沿厚度方向叠加，所述第一基板上包括嵌入式设置地发光组件，所述第二基板包括嵌入式设置地、用于控制所述发光组件发光的控制电路元件，所述控制电路元件与所述发光组件电连接。采用该三维封装结构将各组件封装在第一基板及第二基板内，减省了原封装体所占面积，以降低模组基板所需的总面积；通过通孔互连技术，加上将各组件以嵌入型式封装及叠加结构，有效增加集成密度，从而进一步缩小LED模组的尺寸；用导热胶粘剂材料将模组层键合，能够强化整体模组结构的机械强度，并保证元件所产生的热量能有效传导。
【专利说明】LED三维封装结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED照明领域，尤其涉及一种LED三维封装结构。
【背景技术】
[0002]目前，LED照明模组正朝着多功能、小体积、低成本的方向发展，但是，现在集成技术不能满足LED照明的需要。
[0003]现有技术中LED封装技术主要包括3个部分的连接:LED模组、散热器以及电路。
[0004]首先，LED模组，所谓LED模组是将一个或多个LED光源封装在基板上。最常见的封装方法就是将LED芯片封装在支架内，再把封装体焊接到基板上的引脚框架内。也有进一步的将LED集成封装在基板上，将其它电路或控制元件，例如稳压二极管、用于光输出和结温测试的光学传感元件等，封装在同一基板上，通过PCB板上的电路相互连接。
[0005]紧接着是散热器，LED模组通常与散热器连接，LED工作时所产生的热量可以通过散热片释放出来。
[0006]最后是电路，电路是各功能组件的电连接，一般以基板为载体。电路还具有连接LED模组之外的其他功能，例如控制元件或传感器元件(包括LED结温传感器、流明输出传感器、CCT传感器和一些具有特殊应用的传感器等)与输出电路相连。
[0007]基于现有技术由于制造技术及材料的限制，微型化有一定的困难；布置元器件的空间非常有限；热扩散的空间非常有限；各组件独立设计，组合困难；各组件尺寸不统一；各组件连接口位置，连接机制没有规范；各组件应用尺寸较大元器件；各组件间，材料不匹配；现有技术要将光模组及驱动模组叠加连接为一体模组不能实现；缩减尺寸十分困难。
实用新型内容
[0008]本实用新型主要解决的技术问题是提供一种有效增加集成密度，减省原封装体所占面积的LED三维封装结构。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种LED三维封装结构，包括第一基板以及第二基板，所述第一基板与所述第二基板沿厚度方向叠加，所述第一基板上包括嵌入式设置地发光组件，所述第二基板包括嵌入式设置地、用于控制所述发光组件发光的控制电路元件，所述控制电路元件与所述发光组件电连接。
[0010]其中，所述第一基板与所述第二基板之间还设置有用于导热的导热层。
[0011]其中，所述导热层为导热胶粘剂，所述第一基板与所述第二基板之间通过导热粘剂粘接。
[0012]其中，所述发光组件包括LED裸芯片及驱动电路裸芯片。
[0013]其中，所述第一基板上设置有多个第一碗杯及通孔，所述LED裸芯片的表面涂覆突光粉且被封装在一第一碗杯中，所述驱动电路裸芯片封装在另外的第一碗杯中。
[0014]其中，所述第二基板上设置有第二碗杯，所述控制电路元件封装在所述第二碗杯中。[0015]其中，所述第一基板与所述第二基板上设置有第一金属导电层及第二金属导电层，所述第一金属导电层将所述第一碗杯及通孔电互联，所述第二金属导电层将所述第二碗杯电互联，所述通孔中注有导电材料，所述通孔中导电材料与所述第二基板上的第二金属导电层电连接。
[0016]其中，所述第一金属导电层及第二金属导电层为铝导电层。
[0017]其中，所述发光组件及控制电路元件封装后的高度小于或等于第一基板及第二基板面的高度。
[0018]其中，所述第一基板与所述第二基板为硅基板，所述硅基板规格为100晶体结构的硅片。
[0019]本实用新型的有益效果是:区别于现有技术，本实用新型通过三维封装结构将各组件封装在基板内，减省了原封装体所占面积，以降低模组基板所需的总面积。
[0020]通过通孔互连技术，加上将组件以嵌入型式封装及叠加结构，有效增加集成密度，从而进一步缩小LED模组的尺寸。
[0021]降低模组基板的总面积及以各组件集成封装，省却封装材料及简化工序，降低成本。
[0022]由于模组微型化，加上无需额外驱动模组，可以将灯具的热沉位置腾出，供放置附加控制模组，为实现智能化照明提供基础。
[0023]通过以导热胶粘剂材料将模组层键合，能够强化整体模组结构的机械强度，并保证元件所产生的热量能有效传导。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是封装后的结构剖视图；
[0025]图2是封装前的结构剖视图；
[0026]图3是第一基板及第二基板的结构剖视图。
[0027]标号说明:
[0028]1、第一基板；2、第二基板；3、导热层；11、第一碗杯；12、通孔；13、LED裸芯片；14、驱动电路裸芯片；15、导电材料；16、塑封料；17、第一金属导电层；18、突光粉；21、第二碗杯；22、第二金属导电层；24、控制电路元件。
【具体实施方式】
[0029]为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0030]如图1示出了一种LED三维封装结构，其主要应用于照明、通讯、消费性电子、汽车、广告、路灯、装饰等领域。该LED三维封装结构包括第一基板1、第二基板2、发光组件及控制电路元件24，该第一基板I设置在第二基板2的上方，并且该第一基板I与第二基板2两者之间沿厚度方向叠加在一起。在第一基板I与第二基板2之间铺设有导热层3，使得发光组件及控制电路元件24工作时所产生的热量可以通过导热层释放出来。
[0031]本实施例中，第一基板I与第二基板2采用硅基板，该硅基板的规格为100晶体结构的硅片，优选的可选用四英寸硅片。可理解地，在其他一些是实例中也可为其他一些市场上常见的材质制作的基板，规格也可为其他。该导热层3为导热胶粘剂，第一基板I与第二基板2之间通过导热粘剂粘接。通过用导热胶粘剂材料将第一基板I及第二基板2键合，能够强化整体模组结构的机械强度，并保证元件所产生的热量能有效传导。
[0032]一通参阅图2及图3，在第一基板I上刻蚀有两个第一碗杯11及两个通孔12，两个通孔12分别位于两个第一碗杯11的外侧，在第二基板2上刻蚀有两个第二碗杯21。该发光组件包括LED裸芯片13及驱动电路裸芯片14，该LED裸芯片13设置在其中一个第一碗杯11中，驱动电路裸芯片14设置在另一个第一碗杯11中，控制电路元件24设置在第二碗杯21中。当然，在其他一些是实例中，第一碗杯11、第二碗杯21及通孔12也可根据需要刻蚀多个，或者刻蚀相互独立的多组，之后进行切割，制作成封装成品，这可大大提高工作效率。
[0033]该驱动电路裸芯片14及控制电路元件24安装到第一碗杯11及第二碗杯21之后，经过塑封料16进行封装，本实施例中，塑封料为环氧树脂，而LED裸芯片13表面涂覆荧光粉18，并用荧光粉18进行包封。封装后的发光组件及控制电路元件24低于第一基板I及第二基板2的基板面，使得基板面部平整便于叠加且节省空间。
[0034]通过三维封装工艺将各组件封装在硅基板内，减省了原封装体所占面积，所以降低模组基板所需的总面积。
[0035]该第一基板I上印刷有第一金属导电层17,在该第二基板2上印刷有第二金属导电层22，该第一金属导电层17将两个第一碗杯11及两个通孔12相电连接，而第二金属导电层22印刷在第二基板2的部分面上及第二碗杯21处，将第二碗杯21电连接。该第一基板I的两个通孔12中注满导电材料15，该导电材料15的底部与第二金属导电层22连接，使得控制电路元件24、驱动电路裸芯片14及LED裸芯片13构成回路。通过该通孔互连技术，加上将各组件以嵌入型式封装及叠加结构，有效增加集成密度，从而进一步缩小LED模组的尺寸。
[0036]本实施例中，第一金属导电层17及第二金属导电层22为铝导电层，当然也可为其他材质的金属制作的导电层，例如铜导电层。
[0037]本是实例中，该第一碗杯11及第二碗杯21的形状为梯形，可理解地，在其他一些是实例中，该第一碗杯11及第二碗杯21还可设计成其他形状，例如矩形或V型，只要方便发光组件及控制电路元件24的安装接封装即可。
[0038]这样设置由于模组微型化，加上设置在第一碗杯11中的驱动电路裸芯片14，因此无需再另设额外驱动模组，可以将灯具的热沉位置腾出，供放置附加控制模组，为实现智能化照明提供基础。
[0039]此外，还降低了模组基板的总面积及以各组件的集成封装，可省却封装材料及简化工序，降低成本。
[0040]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种LED三维封装结构，其特征在于，包括第一基板以及第二基板，所述第一基板与所述第二基板沿厚度方向叠加，所述第一基板上包括嵌入式设置地发光组件，所述第二基板包括嵌入式设置地、用于控制所述发光组件发光的控制电路元件，所述控制电路元件与所述发光组件电连接。
2.根据权利要求1所述的LED三维封装结构，其特征在于:所述第一基板与所述第二基板之间还设置有用于导热的导热层。
3.根据权利要求2所述的LED三维封装结构，其特征在于:所述导热层为导热胶粘剂，所述第一基板与所述第二基板之间通过导热粘剂粘接。
4.根据权利要求1所述的LED三维封装结构，其特征在于:所述发光组件包括LED裸芯片及驱动电路裸芯片。
5.根据权利要求4所述的LED三维封装结构，其特征在于:所述第一基板上设置有多个第一碗杯及通孔，所述LED裸芯片的表面涂覆荧光粉且被封装在一第一碗杯中，所述驱动电路裸芯片封装在另外的第一碗杯中。
6.根据权利要求5所述的LED三维封装结构，其特征在于:所述第二基板上设置有第二碗杯，所述控制电路元件封装在所述第二碗杯中。
7.根据权利要求6所述的LED三维封装结构，其特征在于:所述第一基板与所述第二基板上设置有第一金属导电层及第二金属导电层，所述第一金属导电层将所述第一碗杯及通孔电互联，所述第二金属导电层将所述第二碗杯电互联，所述通孔中注有导电材料，所述通孔中导电材料与所述第二基板上的第二金属导电层电连接。
8.根据权利要求7所述的LED三维封装结构，其特征在于:所述第一金属导电层及第二金属导电层为铝导电层。``
9.根据权利要求1所述的LED三维封装结构，其特征在于:所述发光组件及控制电路元件封装后的高度小于或等于第一基板及第二基板面的高度。
10.根据权利要求1-9任一项所述的LED三维封装结构，其特征在于:所述第一基板与所述第 基板为娃基板，所述娃基板规格为100晶体结构的娃片。
【文档编号】H01L33/54GK203386808SQ201320417545
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】林洺锋, 韦嘉, 梁润园, 张春旺, 徐振雷, 胡丹, 包厚华 申请人:广东洲明节能科技有限公司