一种系统级封装的led器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED器件，尤其是涉及一种系统级封装的LED器件。
【背景技术】
[0002]LED产品因其具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、且不含汞，具有环保效益等优点，被广泛用照明和显示行业，成为近年来最受瞩目的产品之一。传统的LED灯具是由光源、驱动电路、热学器件和光学器件等部分组成，每个部分都是独立分离的。其中驱动电路是将电子元件的裸片加工封装后，再用焊锡焊在印制电路板上，封装过的电子元件，体积尺寸较大，使得驱动电路板的体积变大。所以传统灯具在结构设计时，会专门预留一个空腔放置驱动电路，如球泡灯；或者在光源两端和背后放置驱动电路，如灯管、筒灯。
[0003]传统的LED灯具体积尺寸大，工艺制造复杂，同时成本也较高。此外，传统LED灯具一般只具有普通照明和调光功能，未涉及无线通信技术，不能满足未来高品质生活的需求。
[0004]有中国专利CN101719490A提供了一种多功能的LED封装结构，包括有LED芯片、封装管壳、灌封材料、光学系统、散热系统、电源驱动和控制系统，其特征在于:所述的LED芯片位于由封装管壳与光学系统界定的腔体内，并固定在封装管壳上，被灌封材料包裹LED芯片电极与封装管壳内的电路相连接；光学系统安置于封装管壳上:散热系统安置于封装管壳下；电源驱动与控制系统安置于封装管壳上或封装管壳下或散热系统上或与封装管壳集成或与散热系统集成。该申请虽然同样具有照明、调光和无线通信等功能，但该申请中各系统元件均为封装后的成品。该申请只是将多个具有不同功能的标准封装件放置在同一基板上，组成一个具有多功能的封装器件。而系统级封装是将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件，以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起，实现一定功能的单个标准封装件，从而形成一个系统或者子系统。所以该申请不属于系统级封装。且该申请集成化程度较低，新颖性和创新性亦不高。并且其结构复杂，工艺程序较多，成本较闻。
【发明内容】
[0005]针对以上现有技术之不足，本发明提供了一种系统级封装的LED器件，其包括基板、驱动电路元件和LED芯片，其特征在于，所述系统级封装的LED器件还包括至少一个功能模块，所述驱动电路元件、所述LED芯片和所述功能模块均以固晶的方式一并固定在唯一的所述基板上，并且所述驱动电路元件、所述LED芯片和所述功能模块均以金线焊接的方式与所述基板形成电气连接，从而实现所述LED器件在唯一的所述基板上高度集成化的系统级封装。本发明将发光元件、驱动元件和功能控制元件匀采用裸片结构，并且以固晶的方式将所有裸片元件直接固定在本发明唯一的基板上，集发光，驱动，无线参数、光参数控制等为一体，实现了 LED器件的系统级封装。并且，所有元件贴片式地固定在同一块基板上，避免了产品构件之间的结构间隙，大大缩小了产品的结构尺寸，使得LED器件同时满足集成和超薄的要求。
[0006]根据一个优选实施方式，所述基板上覆盖有封装胶，并且所述封装胶将所述驱动电路元件、所述LED芯片和所述功能模块一并封装至唯一的所述基板。本发明将各种元件裸片用固晶的方式将其同时固定在基板上，然后用封装胶将所有元件一次性封装至基板，这和传统LED器件相比，跳过了驱动电子元件的封装步骤，使得工艺更加简单，成本也有所降低。
[0007]根据一个优选实施方式，所述基板包括反射层、铜箔电路线和电极，其中，所述反射层覆盖在所述基板的上表面上用以放置所述LED芯片的区域，从而将所述LED芯片发出的光反射出来，所述铜箔电路线分布所述基板上，用以连接导通各功能芯片，所述电极分布在所述基板的外周缘区域，用以连接外部电源。
[0008]根据另一个优选实施方式，所述基板包括基底材料、铜箔层、反射层和绝缘层，其中，所述基底材料是由具有高导热效率的铝、铜、硅或陶瓷制成的，所述铜箔层覆盖在所述基底材料上，并且所述铜箔层与所述基底材料保持彼此匹配的形状，所述反射层以镀膜的方式直接镀在放置所述LED芯片的区域上并且覆盖所述铜箔层，所述绝缘层分布在所述铜箔层上除所述反射层以外的其他区域。
[0009]根据一个优选实施方式，所述驱动电路元件至少包括集成电路芯片1C、MOS集成电路、电阻、电容和/或整流二极管。
[0010]根据一个优选实施方式，所述LED芯片是蓝光LED芯片、紫光LED芯片、紫外光LED芯片和/或其他颜色的LED芯片。根据实际需要来选择不同的LED芯片，从而获得不同颜色或色温的LED器件。
[0011 ] 根据一个优选实施方式，所述LED芯片的结构为水平、垂直或倒装并且所述LED芯片的衬底为蓝宝石、氮化镓或硅。
[0012]根据一个优选实施方式，所述功能模块包括:控制芯片模组、传感器模块和/或无线通信模块。通过光、电、热信号之间的相互转换实现对LED器件的多功能控制，使得LED器件集光、无线通讯控制为一体，成为系统级封装的LED器件。
[0013]根据一个优选实施方式，所述控制芯片模组为DAL1、MAX512或其他灯具控制芯片，用以调节所述LED芯片的光色参数。
[0014]根据一个优选实施方式，所述系统级封装的LED器件为蓝光LED器件。
[0015]根据一个优选实施方式，所述封装胶包括荧光粉，所述荧光粉在所述LED芯片的激发下发光，使得所述系统级封装的LED器件为白光LED器件。
[0016]根据一个优选实施方式，光学透镜以粘合连接或卡扣连接的方式固定在所述基板上，并且所述光学透镜限定了足以容纳所述基板上的所有元件的空间。光学透镜不仅可以增强LED器件的出光效果，还对基板上的裸片元件有保护作用，避免了外界环境中湿气和灰尘等不利因素对LED器件性能的影响。
[0017]根据一个优选实施方式，所述光学透镜是软塑料片，并且所述光学透镜的厚度在O?0.5mm的范围内。光学透镜质软、厚度薄，能够进行适当变形，有利于将光学透镜安装在体积极小的基板上，并且由于光学透镜的厚度很薄，其尺寸也与基板相匹配，因此即便增设了光学透镜也不会明显增大LED器件的结构尺寸，使得LED光学器件仍然满足集成、超薄的要求。
[0018]根据一个优选实施方式，所述光学透镜上涂覆或印刷有荧光粉，所述荧光粉在所述LED芯片的激发下发光，从而获得白光LED器件。此种实施方式采用的非接触式封装，将荧光粉设置在不能与LED芯片接触的光学透镜镜上，避免了因LED芯片长时间发热导致荧光粉变形，从而导致出光不均匀的效果。
[0019]根据一个优选实施方式，所述系统级封装的LED器件的厚度小于等于2mm。
[0020]根据一个优选实施方式，所述系统级封装的LED器件外形呈扁平状，并且所述系统级封装的LED器件的平均直径在O?5cm之间。
[0021]本发明所提供的LED器件，其发光元件、驱动元件和功能控制元件均以裸片的结构形式，用封装胶一次性将所有元件固定在同一基板上，和传统LED器件相比，跳过了驱动元件的封装步骤，并且不需要给驱动元件预留安装位置，简化了封装工艺和产品结构，并且成本也有所降低。除此之外，本发明的LED器件集成了带有协议的控制芯片模组和无线通讯模块，使得LED器件不仅具有传统LED灯具的照明功能，还能实现亮度色温的调节控制，以及无线控制及数据传输等无线通信功能，满足人们未来高品质生活的需求。更重要的是，本发明在实现高度集成化的系统级封装的同时还满足了超薄，使得LED器件具有集成化、小型化、成本低等优点。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的系统级封装的LED器件的结构图；
[0023]图2是本发明的系统级封装的LED器件的俯视图；和
[0024]图3是本发明的系统级封装的LED器件的局部结构图。
[0025]附图标记列表
[0026]100:系统级封装的LED器件101:基板
[0027]102:驱动电路元件103:LED芯片104:控制芯片模组
[0028]105:无线通信模块106:封装胶107:光学透镜
[0029]108:铜箔电路线109:反射层110:电极
[0030]201:基底材料202:铜箔层204:绝缘层
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图详细说明本发明。
[0032]图1和图2均示出了一种系统级封装的LED器件100，其包括基板101、驱动电路元件102和LED芯片103。系统级封装的LED器件100还包括至少一个功能模块。驱动电路元件102、LED芯片103和功能模块均以固晶的方式一并固定在唯一的基板101上。并且，驱动电路元件102、LED芯片103和功能模块均以金线焊接的方式与基板101形成电气连接，从而实现LED器件100在唯一的基板101上高度集成化的系统级封装。和传统的LED封装器件相比，本发明的系统级封装的LED器件100在原有元件的基础上增加了功能模块，如图1中所示的104和105，使得LED灯具不再只具有普通的照明和调光功能，还能够让使用者对LED灯具实现例如远程控制和数据传输等，以及对灯光的色温或颜色的调节，使用起来十分方便。并且，本发明所采用的各种元件均是裸芯片，其结构小、厚度薄，有利于LED器件集成小型化生产。
[0033]如图1和图2所示，基板101上覆盖有封装胶106，并且封装胶106将驱动电路元件102、LED芯片103和功能模块一并封装至唯一的基板101。本发明将各种元件裸片用固晶的方式将其同时固定在基板上，然后用封装胶将所有元件一次性封装至基板，这和传统LED器件相比，跳过了驱动电子元件的封装步骤，使得工艺更加简单，成本也有所降低。
[0034]图2是本发明的基板101的一个优选实施方式，在该实施方式下，基板101包括反射层109、铜箔电路线108和电极110。反射层109覆盖在基板101的上表面用以放置LED芯片103的区域，从而将LED芯片103发出的光反射出来，使得反射层109能够尽可能地将LED芯片103所发出的光反射出去，增大光的反射率和光的利用率。铜箔电路线108分布在基板101上。铜箔电路线108用以将基板101上的所有元件进行串并联连接。如图2所示，LED芯片103设置在基板101中间，其他电气元件以包围LED芯片103的方式设置在LED芯片103的周围，使得连接这些电气元件的铜箔基线有序的分布在LED芯片103周围，避免了线路结构的复杂同时也为反射层109留有更多的反射空间。电极110分布在基板101的外周缘区域，用以连接外部电源。
[0035]图3示出了本发明的基板101的另一个优选实施方式。在该实施方式下，基板101包括基底材料201、铜箔层202、反射层109和绝缘层204。基底材料201是由具有高导热效率的铝、铜、硅