LED封装结构的制作方法

本发明涉及一种led芯片的封装结构。

背景技术：

cob封装可将多个led芯片直接封装在印刷电路板上，cob封装的led模块包括在基板上安装的多个led芯片，多个led芯片的使用不仅能够提高亮度，还有助于实现led芯片的合理配置，降低单个led芯片的输入电流量以确保高效率。在长时间使用时，多个led芯片会发光大量的热量，这就需要基板具有良好的散热性能。

为使基板具有良好的散热性能，可采用金属基板，但由于金属表面反射率不高，led芯片侧面发出的光被金属表面吸收，致使led模组出光效率低。另外，在实际应用中，由于led封装结构往往具有导电线路或需要安装其他电子器件，采用绝缘基板是较佳的选择。

为增加led芯片的反射率，可将其安装至具有高反射率的材料膜层之上。中国公开专利申请cn101866108a公开了一种阻焊膜，采用环氧组合物加入作为白色颜料的金红石型氧化钛形成光固化性热固化性组合物，可耐长时间使用而不劣化。这种组合物具有较高的反射率，但不具备良好的散热性能，直接安装于其上的多个led芯片长时间使用后会产生较多热量不易发散。

因此需要一种能把具有良好散热性能的金属和高反射率的组合物有机结合在一起的led封装结构。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种具有良好的散热性能且出光效率高的led封装结构。

为了实现上述的主要目的，本发明提供了一种led封装结构，包括多个led芯片、用于封装所述芯片的封装构件、绝缘基板和金属散热体。其中金属散热体至少部分地嵌入绝缘基板内，且延伸至绝缘基板的上表面而形成金属散热体的上表面，绝缘基板的上表面上设置有具有导电线路图案的第一金属层，led芯片与第一金属层通过金属引线而电连接。led芯片设置在金属散热体的上表面的安装区域上，在金属散热体的未设置led芯片的区域形成有凹陷，凹陷内填充有白色反光材料，封装构件覆盖led芯片及凹陷。

由以上方案可见，led芯片设置在金属散热体上，可使led芯片在使用过程中产生的热量能通过金属散热体快速散发出去，从而具有好的散热效果；在led芯片之间的区域设置有白色反光材料，led芯片发出的光照射在白色反光材料上，大都会被白色绝缘材料反射，从而出光效率高。而且由于具有绝缘基板和金属层，可用于安装其他电子器件或形成导电线路，使led封装结构具有良好的散热性能且出光效率高的同时，能满足其他功能使用需求。

优选的，所述白色反光材料为含有白色颜料的白色油墨组合物，所述白色颜料包括氧化钛粉末。

较具体的方案为，白色反光材料充分填充凹陷，且白色反光材料的上表面与金属散热体的上表面平齐。由以上可见，白色反光材料充满凹陷部分，从而凹陷的侧壁不会有金属部分露出，led芯片侧面发出的光能够被白色反光材料有效反射，提高led封装结构的出光效率。

更具体的方案为，安装区域为被凹陷分隔开且交错布置的多个，每个安装区域均具有与led芯片相当的横截面。安装区域交错布置即led芯片交错布置，可在保证散热的情况下充分利用金属散热体的上表面，安装满足使用要求的led模组。

安装区域若大于led芯片的底面，则led芯片侧面发出的光会部分被射到金属表面上，从而该部分光不能有效反射，影响出光效率；若安装区域小于led芯片的底面，则led芯片有部分设置在白色反光材料上，而白色反光材料导热性能较差，led芯片产生的热量不能有效发散。

另一较具体的方案为，凹陷的深度为0.5mm至3mm。使照射在凹陷内的光能有效地被白色反光材料反射。

又一较具体的方案为，封装构件由包含荧光材料的透明封装材料制成。当需要的光的颜色与led芯片自身发出的光不一致时，可采用荧光材料与led芯片发出的光复合，形成所需颜色的光。

优选地，金属散热体设置为具有凸起的板状，绝缘基板的下表面至少部分地与金属散热体面对。可使绝缘基板上安装的电子器件产生的热量通过金属散热体发散，提高led封装结构的散热性能。

优选地，金属散热体完全嵌入至绝缘基板内，金属散热体的下表面与绝缘基板的下表面平齐，金属散热体与绝缘基板通过粘着材料而相粘结。通过粘着材料实现金属散热体与绝缘基板相互固定。

优选地，绝缘基板包括多层绝缘介质层，多层绝缘介质层之间设置有中间金属层，中间金属层与第一金属层之间通过导电过孔而电连接。

优选地，绝缘基板的下表面设置有金属电极，金属电极与第一金属层之间通过导电过孔而电连接。

为了更清楚地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例中金属散热体上表面的结构示意图；

图3是本发明电路板实施例2的结构示意图；

图4是本发明电路板实施例3的结构示意图；

图5是本发明电路板实施例4的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明实施例1的led封装结构包括绝缘基板10和金属散热体20，金属散热体20完全嵌入至绝缘基板10内，金属散热体20的下表面与绝缘基体10的下表面平齐且金属散热体20的上表面从绝缘基板10的上表面露出。绝缘基板10包括多层绝缘介质层，例如绝缘介质层11、12，粘着材料31设置在绝缘介质层11、12之间以及绝缘基板10和金属散热体20之间，从而把绝缘介质层11、12和金属散热体20粘结成一体。

绝缘基板10的上表面设置有作为第一金属层的金属层41，该金属层可具有导电线路图案。绝缘基板的下表面设置有电极42，金属层41和电极42通过导电过孔50而电连接。导电过孔50可包括外层的金属导电层51和位于其内部的绝缘材料52。

金属散热体10的上表面设置有多个安装区域211，相应的多个led芯片设置于其上，未设置led芯片的区域可通过蚀刻而形成凹陷，凹陷内填充有例如白色油墨的白色反光材料，白色反光材料可填充至其上表面与金属散热体的上表面平齐。

如图2所示，金属散热体10的上表面被凹陷213分隔成交错分布且相互之间间隔开的多个安装区域211，安装区域211可具有与led发光器212件相当的横截面。led芯片212之间通过金属引线而相互电连接，从而形成led模组，led芯片212与金属层41之间通过金属引线71而电连接。led芯片及白色反光材料上方设置有透镜状封装构件61，该封装构件由初始状态为非固态的封装材料固化凝结而形成。

其中，金属散热体的材料可为导热系数较高的金属材料例如铜或铝；绝缘介质层例如为fr-4等级材料或者bt等有机材质的绝缘基板材料；粘着材料14例如为经热压而固化的半固化片；白色反光材料可为带有白色颜料的油墨组合物，白色颜料可为氧化钛或其他能增加组合物反射率的物质；金属层可为铜层；金属引线可由延展性好的金属如金或铜制成；封装材料需要具有高透光率和良好的耐高温性能，例如改性环氧树脂、有机硅材料等。为改变led芯片发出光的颜色，可在封装材料内加入荧光粉，如发射蓝色光的led芯片经过含有特定荧光粉的封装材料后可产生白色光。

由于安装区域具有与led芯片相当的横截面，从而led芯片的下表面完全与金属散热体直接或间接接触，led芯片在使用过程中产生的热量经其下表面充分传递金属散热体的上表面，并经金属散热体发散。led芯片发出的光大部分经其上表面发射，侧面发出照射至线路板的光经白色反光材料反射也从线路板上表面射出。由于白色反光材料层的上表面与金属散热体的上表面平齐，在安装上led芯片后，金属散热体不从上表面露出，从而led芯片侧面发出的光不会被金属散热体吸收而完全被白色反光材料反射，led模组出光效率高。

本实施例中led封装结构具有电极，从而可作为封装模块安装至其他电路板上。在其他实施例中，led封装结构还可以进一步包括设置在绝缘基板内部的具有内层导电线路的中间金属层。

实施例2

本实施例与实施例1结构类似，不同点在于，封装构件的外形结构不同。如图3所示，led封装结构包括绝缘基板10和金属散热体20，金属散热体20完全嵌入至绝缘基板10内。绝缘基板10包括多层绝缘介质层11、12，粘着材料31把绝缘介质层11、12和金属散热体粘结成一体。绝缘基板10的上表面设置有金属层41，下表面设置有电极42，金属层41和电极42通过导电过孔50而电连接。导电过孔50可包括外层的金属导电层51和位于其内部的绝缘材料52。

多个led芯片212设置于金属散热体的安装区域211上，凹陷213内填充有白色反光材料。led芯片之间通过金属引线而相互电连接，从而形成led模组，led模组与金属层41之间通过金属引线71而电连接。led芯片及白色反光材料上方设置有顶部为平面的封装构件62，该封装构件62由初始状态为非固态的封装材料固化凝结而形成。

实施例3

本实施例与实施例1结构类似，不同点在于，封装构件的结构不同。如图4所示，led芯片及白色反光材料上方设置有壳体状的封装构件63，该封装构件63通过粘着材料而固定以密封led模组。

实施例4

本实施例与实施例1结构类似，不同点在于，金属散热体的结构不同。如图5所示，金属散热体20包括从绝缘基体10穿出的上部21和支撑绝缘基板整个下表面的下部22。金属散热体的下部22完全支撑绝缘基板10可使绝缘基板20及其上的电子器件、导电线路在工作时产生的热可经绝缘基板的下表面传递至金属散热体，从而使整个led封装结构具有良好的散热性能。

虽然本发明以具体实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的保护范围所涵盖。