ＬＥＤ贴片式封装模组制造技术

本发明专利技术涉及一种ＬＥＤ贴片式封装模组，它包括：ＬＥＤ芯片单元，每个ＬＥＤ芯片单元中包括至少一个ＬＥＤ芯片；封装基板层，至少具有与ＬＥＤ芯片组数目相同的封装基板，封装基板构成连接ＬＥＤ芯片组阳极的金属阳极，ＬＥＤ芯片组贴片式安装在相应的封装基板上表面，并且ＬＥＤ芯片组的阳极与相应的封装基板形成电连接；金属阴极层，位于封装基板层的上方，金属阴极层至少具有与ＬＥＤ芯片数目相同的金属阴极，各个金属阴极与相应的ＬＥＤ芯片组的阴极通过金属导线相电连接。本发明专利技术通过使用金属，而不是陶瓷，作为贴片式封装的封装基板材料，其中的封装基板本身可以作为连接ＬＥＤ芯片阳极的阳极层，这种结构可以大幅度提高封装模组的散热性能。

LED SMD package module

The invention relates to a LED chip package module, which includes a LED chip unit, each LED chip unit comprises at least one LED chip; the package substrate layer, with at least a package substrate with same amount of LED chips, LED chip package substrate composed of anode group metal anode, SMD LED chipset the installation on the surface of the package substrate, anode and LED chipset with the corresponding package substrate is electrically connected; the metal cathode layer, located above the substrate layer, a metal cathode layer having at least a LED chip with the same number of metal cathode, cathode of each metal cathode and LED chip corresponding to the groups connected by metal wires electric phase. The present invention by the use of metal, rather than as a ceramic package substrate chip package, the package substrate which itself can be used as anode anode layer is connected with the LED chip, the structure can greatly improve the thermal performance of the package module.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种的领域为半导体封装结构，特别涉及一种LED的贴片式封装模组。
技术介绍
发光二极管(简称LED)，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片 作为发光材料，在正向电压作用下，引起光子发射而发光。LED可以直接发出白色和各种色 彩光，是具有节能、环保和寿命长等显著优点的新型高效固体光源。其发光过程包括三个部 分正向偏压下的载流子注入、复合辐射发光，以及光能的有效提取。封装是将LED芯片与驱动电路结构联接，同时利用环氧树脂等各种材料对芯片进 行包装，提高其外部量子出光效率和热稳定性，是保证优质高效电光特性和提高性能的重 要工序。其功用包括为芯片提供电连接；保护芯片，提高发光效率；提供散热通路等。LED 封装模组将会集成到系统作为一个功能单元。一块LED封装模组一般会有一块基板，其它元器件会安装在上面。在基板上面，会 有一层电绝缘层，然后是导线层和阻焊层。LED芯片通过银浆或焊接连接到基板上。此外， 还有相应的连接头提供LED芯片和外部电路的电连接。贴片式LED模组是LED封装的一种形式，其特点是电的连接来自于基板的底部 (见图一)。这种封装形式的优点是紧凑、低成本、高性能和为系统集成提供更大的灵活性。 贴片式封装的基板材料主要是陶瓷，像三氧化二铝(A1203)，或氮化铝(AlN)。三氧化二铝 价格便宜但是导热性能很差；氮化铝导热性能很好但是价格昂贵。如何选择使用是一个棘 手的问题。随着LED光源越来越多地应用于通用照明市场，客户需要更高的出光量与其它类 别的光源竞争，如荧光灯和卤化灯。出光亮越高，则相应的电工耗和发热量就越高。单颗 LED贴片式封装模组的散热量可以达到50瓦到100瓦。为了保持芯片的正常工作，贴片式 封装的散热性能必须很好，有时甚至用氮化铝也达不到要求。所以，市场迫切需要更高热性 能的基板材料。附图1为当前典型的LED贴片式封装的结构。基板(003) —般为陶瓷材料(三氧 化二铝或者是氮化铝)。基板的中部一般为LED芯片的放置区域(005)。在基板的上表面 两侧，金属层(004和007)是分别用于焊线的阴极区和用于连接芯片的阳极区。这两处金 属层和外部有电路连接。在基板内部，钻通的金属化孔用于保持上下底面的电连接。由于 这种结构，基板材料必须为电绝缘材料。为了保障封装模组的良好的热性能，基板材料一般 为陶瓷。然而，具有高导热系数的氮化铝(热导系数为180W/mK)非常昂贵。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种新的LED的贴片式封装模组，封装方法，该新的设计和制 造的封装模组具有好的散热性能。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种LED贴片式封装模组，它包括LED芯片单元，该LED芯片单元包括多个LED芯片组，每个LED芯片组中包括至少 一个LED芯片；封装基板层，所述的封装基板层至少具有与所述的LED芯片组数目相同的封装基 板，各个所述的封装基板的材质为金属或合金材料，相邻的所述的封装基板之间填充有介 电材料，所述的封装基板构成连接LED芯片组阳极的金属阳极，各个所述的LED芯片组贴片 式安装在相应的所述的封装基板的上表面上，并且所述的LED芯片组的阳极与相应的所述 的封装基板形成电连接；金属阴极层，所述的金属阴极层位于所述的封装基板层的上方，所述的金属阴极 层与所述的封装基板层之间设置有介电材料层，所述的金属阴极层至少具有与所述的LED 芯片数目相同的金属阴极，相邻的所述的金属阴极之间填充有介电材料，各个所述的金属 阴极与相应的所述的LED芯片组的阴极通过金属导线相电连接。优选地，所述的封装基板的材料为铜、铝、铜合金或铝合金。优选地，所述的LED芯片单元中包括四个LED芯片组。优选地，至少有一个所述的LED芯片组中具有多个LED芯片。优选地，所述的多个LED芯片相并联连接。优选地，所述的封装基板具有五个，其中四个所述的封装基板用于与所述的LED 的阳极相电连接，一个用于与外部相电连接。优选地，相邻的所述的封装基板之间填充的介电材料与所述的封装基板具有相同 或相近的热膨胀系数。优选地，多个所述的封装基板与多个所述的金属阴极之间通过金属柱相串联，使 得所述的封装模组形成为由多个芯片组串联连接的模组。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果本专利技术通 过使用金属(或金属合金)，而不是陶瓷，作为贴片式封装的封装基板材料，其中的封装基 板本身可以作为连接LED芯片阳极的阳极层，这种新的结构可以大幅度提高封装模组的散 热性能。附图说明附图1为现有技术中的LED封装模组的立体示意图；附图2为本专利技术的LED贴片式封装模组的立体示意图；附图3为本专利技术的LED贴片式封装模组的侧视示意图；附图4为具有四个LED芯片组、每个芯片组含有4个芯片的LED贴片式封装模组 的立体示意图；附图5为本专利技术的封装基板层的结构示意图；附图6为显示的芯片(组)之间是孤立无连接时的背面结构；附图7为不同封装基板间的介电材料的填充。具体实施例方式下面结合附图所示的实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述实施例1 图2为新型的金属基板的多芯片串联的贴片式封装模组。模组中的LED芯片单 元具有四个LED芯片组104，106，110和111，各LED芯片组仅包含一个LED芯片。金属阴 极109，112，116和117用于连接各个LED芯片的阴极，如图所示，各个LED芯片通过金属线 105，107，113和115分别与其相应的金属阴极相电连接。封装基板层由五块封装基板构成， 这些基板的材质选用金属或合金，这五块封装基板构成与LED芯片阳极相练级的阳极。如 图所示，五块封装基板101，102，103，108和114，后四块直接和LED芯片的阳极连接，其连接 方式贴片式连接方式，连接后，LED芯片的阳极与相应的封装基板实现电连接。在贴片式连 接过程中，LED芯片的下表面与相应封装基板的上表面之间通过高导热的焊接材料(如锡、 银粉等金属焊剂)相焊接，从而在LED芯片与相应的封装基板之间形成优良的散热通道，即 LED芯片发出的热量能够及时散出去。LED芯片、封装基板以及金属阴极之间具体连接关系为封装基板101和金属阴极 116相连，而且，金属阴极116作为阴极和外部相连。LED芯片104的阳极和封装基板102 相连、阴极和金属阴极116通过金属导线115相连接，金属阴极116和封装基板内联连接在 一起。LED芯片105的阳极和封装基板103相连、阳极和金属阴极117通过金属导线105相 连。LED芯片110的阳极和封装基板108相连、阴极通过金属导线107和金属阴极109相 连。LED芯片111的阳极和封装基板114相连、阴极通过金属导线113和金属阴极112相 连。LED芯片之间的连接设计为LED芯片104和105的连接，通过LED芯片104的阳 极102和LED芯片105的阳极117通过内部连接(见图3)完成。LED芯片106和LED芯片 110的连接，是经过LED芯片106的阳极103和LED芯片110的阴极109内联(见图三)完 成。LED芯片110和LED芯片111的连接，是来自于LED芯片110的阳极108和LED芯片 111的阴极112完成。整个封装模组的阳极为112，阴极为101。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ贴片式封装模组，其特征在于：它包括ＬＥＤ芯片单元，该ＬＥＤ芯片单元包括多个ＬＥＤ芯片组，每个ＬＥＤ芯片组中包括至少一个ＬＥＤ芯片；封装基板层，所述的封装基板层至少具有与所述的ＬＥＤ芯片组数目相同的封装基板，各个所述的封装基板的材质为金属或合金材料，相邻的所述的封装基板之间填充有介电材料，所述的封装基板构成连接ＬＥＤ芯片组阳极的金属阳极，各个所述的ＬＥＤ芯片组贴片式安装在相应的所述的封装基板的上表面上，并且所述的ＬＥＤ芯片组的阳极与相应的所述的封装基板形成电连接；金属阴极层，所述的金属阴极层位于所述的封装基板层的上方，所述的金属阴极层与所述的封装基板层之间设置有介电材料层，所述的金属阴极层至少具有与所述的ＬＥＤ芯片数目相同的金属阴极，相邻的所述的金属阴极之间填充有介电材料，各个所述的金属阴极与相应的所述的ＬＥＤ芯片组的阴极通过金属导线相电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊大曦，崔笠筠，
申请(专利权)人：苏州科医世凯半导体技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]