用于制造ＬＥＤ的支架、大功率白光ＬＥＤ封装方法技术

本发明专利技术揭示了一种用于制造ＬＥＤ的支架、大功率白光ＬＥＤ封装方法，所述方法包括：在所述金属支架上注塑、焊线；涂敷荧光粉；荧光粉的涂敷采用围坝的方法进行局部涂敷，在芯片的周围胶体围坝是由胶体通过自动点胶机的划线功能得到；在围坝内是混有荧光粉的胶体，荧光粉胶水的厚度根据荧光粉与胶水的比例确定；上透镜、注胶、送入烤箱固化；切割线路板得到大功率ＬＥＤ。本发明专利技术可增加白光ＬＥＤ的光色的均匀性；围坝的方式精确地控制了胶体在芯片周围的厚度，从而控制了各个方向上的白光混光的效果，没有黄圈和蓝圈等不均匀现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于LED封装
，涉及一种LED的封装方法，尤其涉及一种大功率白 光LED封装方法；同时，本专利技术还涉及一种用于制造LED的支架。
技术介绍
功率型发光二极管(Light Emitting Diode, LED)被认为是替代现有各种照明光 源的最有潜力的半导体器件。白光功率型LED的发光效率已经达到1861m/W，超过了现有 的所有其他照明光源的效率；同时LED的输出功率和可靠性也在稳步增加。早期的功率型 LED的封装只是在原有指示型直插式LED的简单放大，其封装热阻没有大的改善，一般情况 下高达200-300°C /W，对1W以上的大功率LED而言，结温将升高到200°C以上，导致器件迅 速劣化。惠普公司从1993年推出食人鱼及其改进结构的封装，使得LED热阻降低到70°C / W左右，功率从最初的几十毫瓦增加到0. 3-0. 5瓦。较大的进步是1998年Lumileds推出的 Luxeon功率型LED系列产品，他们把芯片焊接在热沉插件上，使得热阻降低到15°C /W的水 平，瓦级的LED实用就成为可能。但是目前国内封装行业在功率型LED封装上还处于起步阶段，许多采用较高质量 的芯片封装的瓦级LED并不能得到较长的使用寿命。主要原因有以下几点，一是封装热阻 过大，虽然大多数厂家的封装结构类似于Luxeon系列产品，但是其固晶采用银胶固晶，银 胶固晶需要较为苛刻的工艺条件，同时其热导率偏低，一般低于10W/mK。通过共晶金属焊接 可以显著降低热阻，虽然很多厂家尝试，但成功的聊聊无几，一方面用于LED共晶焊的设备 目前还不是很成熟，另一方面直接用于较高焊接温度的支架也很难在市场上采购得到。二 是荧光粉涂敷仍旧采用在碗杯中大面积涂敷的方法，这种方法荧光粉直接与芯片接触，荧 光粉的效率因温度过高而下降，同时荧光粉及其混合的胶体也会迅速老化，降低LED的寿 命。而且这种方法还容易导致荧光粉的涂敷量不准，胶体固化前发生荧光粉的沉淀，杯内荧 光粉分布不均，从而使得LED发光颜色的差异，出现黄圈，蓝圈等，批量化的生产导致分BIN 数量的增加，直接导致成本的上升。三是封装结构不够紧凑，产生了许多不同材料的界面， 从而降低了其在高温及冷热冲击等方面的性能，一个例子就是透镜的封装，大多还采用预 制透镜然后加盖封装的方法。这种方法增加了透镜中气隙产生的可能性，而且因为透镜和 里面封装材质的差异导致透镜和胶体分离，甚至脱落。还有热沉与支架之间的联接界面通 过冲压形成，在不断的冷热冲击或高低温循环下，也有松动的可能。台湾光鼎公司研制的E-P0WER系列功率型LED，是类似于食人鱼结构的、管座与透 镜一体化封装结构，该结构可以解决共晶焊固晶以及透镜模造的问题。但是由于其热沉结 构设计是通过粗大的管脚在侧向散热，其散热效率低于Lumileds公司的产品，其适用的最 大功率为0. 6W。另外一方面，其封装体基本为环氧树脂，不能够耐较高的温度和较大的应 力。若使用耐温塑胶灌封LED支架结构，则能解决上述问题，但是目前市售的仿Lumileds 公司支架在共晶焊接温度上存在问题，即缺少耐310°C以上的高温塑胶，这对AUa2SnQ.8的共 晶金属是必须的温度。本专利技术提供一种大功率白光LED的封装方法，用以解决本领域面临的上述技术难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大功率白光LED封装方法，可减少LED光 损失，提高分bin的效率，同时提高LED可靠性。此外，本专利技术进一步提供一种用于制造LED的支架。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种用于制造LED的支架，所述支架为金属铜或钢结构，表面镀有银层；所述支架 包括连为一体的金属框架与圆柱状热沉；热沉中间的碗杯为反射杯，底部可进行芯片共晶 焊接；所述支架进一步包括两个相互独立的圆弧焊线区，与热沉分开；支架的正负管脚分 别与焊线区及框架相连；热沉与框架通过金属的筋相连，用来固定热沉。作为本专利技术的一种优选方案，所述支架进一步包括用于管壳塑胶的注塑模具；整 个管壳为圆柱状，中间露出反射杯、电极焊线区，包裹住热沉、部分电极焊线区、部分管腿、 部分连接热沉的筋；所述注塑模具包括定位栓、定位孔，与支架的定位孔对应；所述注塑模 具包含上下两部分，可与支架合模，合模后模具内包含有注塑的胶道。作为本专利技术的一种优选方案，所述热沉具有的高度保证其底部在塑封管壳以后裸 露，其底面积与芯片功率匹配；所述正负焊线区对称分布，在管壳塑封后露出设定的焊线区 域。作为本专利技术的一种优选方案，热沉和焊线区相隔200微米以上，以确保电极与热 沉之间绝缘；焊线区和框架居于同一平面，位于热沉的中部；热沉内的反射杯均勻地镀上 厚度为0. 1微米到3微米之间的Ag层，在充当反射杯的同时，满足芯片在杯底的共晶焊接。作为本专利技术的一种优选方案，热沉的筋连接部分位于热沉的中间，与框架在一个 平面内；反射杯、焊线区、热沉及筋掩埋于管壳胶体中；管壳内的筋完全包封于塑胶中，焊 线区位于管壳内，大部分包封于塑胶内，露出适量正负电极焊线区域；管腿与焊线区相连， 一部分包封于塑胶中，一部分伸出管壳外与管腿相连；焊线区、管腿、管脚、筋均处于一个平 面内。一种利用上述支架进行大功率白光LED封装的方法，所述方法包括在所述金属 支架上注塑、焊线；涂敷荧光粉；荧光粉的涂敷采用围坝的方法进行局部涂敷，在芯片的周 围胶体围坝是由胶体通过自动点胶机的划线功能得到；在围坝内是混有荧光粉的胶体，荧 光粉胶水的厚度根据荧光粉与胶水的比例确定；上透镜、注胶、送入烤箱固化；切割线路板 得到大功率LED。作为本专利技术的一种优选方案，所述方法包括如下步骤A、将带有金属热沉的金属支架放置于支架料盒中，将料盒装载于自动共晶焊机器 中，设定自动固晶的各段加热丝的温度，把固晶时Cu柱的温度控制在330-450°C范围内，固 晶时间为50ms-ls范围内，固晶时压力在20-200gf/mm2 ；B、开启保护气体N2或N2/H2，待自动共晶机器温度达到设定值，并稳定后对芯片和 支架热沉进行共晶焊；C、共晶焊结束后，将支架装载于注塑模具内，进行合模；然后把高温塑胶通过一定 的压力经过模具内的胶道注入支架相应部位，快速冷却形成塑胶管壳；5D、将注塑成型的支架进行电极的焊接，完成芯片和支架的电连接；E、准备好围坝的胶水和填充物，混合得到所要求的围坝低流动性，高透明性，同时 与Ag层不浸润；F、利用自动点胶机画线功能，设计好围坝的形状、线宽、胶量参数；在芯片周围形 成150-300微米宽、30-200微米高围坝；围坝的宽度为高度的1_5倍，围坝与芯片的间距由 荧光粉胶体的厚度决定；进行围坝画线操作，加热固化或紫外快速固化围坝；G、利用自动点胶机对围坝内的芯片进行荧光粉点胶；根据混合胶体的成分和比 例，固化温度从常温至200°C，时间从半小时至36小时；H、将上述支架放置于带透镜的模具内，通过定位孔、拴进行定位，并合模，从透镜 模具的一侧注入Si树脂，另一侧用真空吸嘴抽取气体或自然排气，将模具内贮满S i树脂， 高温固化，固化温度在100-180°c之间，固化时间在20分钟-2小时之间；I、把封装好胶体的支架从模条中脱模；剪切掉支架连接LED管脚的筋，得到分立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造ＬＥＤ的支架，其特征在于：所述支架为金属铜或钢结构，表面镀有银层；所述支架包括连为一体的金属框架与圆柱状热沉；热沉中间的碗杯为反射杯，底部可进行芯片共晶焊接；所述支架进一步包括两个相互独立的圆弧焊线区，与热沉分开；支架的正负管脚分别与焊线区及框架相连；热沉与框架通过金属的筋相连，用来固定热沉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋金德，陈志忠，张茂胜，董维胜，张国义，
申请(专利权)人：江苏伯乐达光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]