專利名稱：大功率led封裝方法
技術領域：
本發明涉及LED技術領域，特別是涉及一種犬功率LED封裝方法。
背景技術：
發光二極管(Light Emitting Diode, LED )，是一種固態的半導體器 件，它可以直接把電轉化為光。經過封裝的LED其心臟是一個半導體的 晶片，晶片的一端附在一個支架上， 一端是負極，另一端連接電源的正 極，并使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。
現有LED封裝技術大都是在分立器件封裝技術基礎上發展與演變 而來的。封裝的作用主要是保護管芯(即LED芯片)和完成電氣互連， 保護管芯正常工作。
隨著LED的亮度越來越高，LED已被廣泛地用來照明，在許多照 明系統中都已采用大功率LED作為光源，如大功率LED路燈等。因此， 大功率LED的封裝技術逐漸發展起來。
現有普通大功率LED的常規封裝方法中，是將單個PC透鏡或玻璃 透鏡裝配在連接有LED晶片的電極支架上，然后用膠水固定，使其起到 改變出光通道的作用以滿足客戶所需要的發光角度、光斑大小以及光斑 形狀要求。比如參閱圖1，是上述用于大功率LED封裝的支架10的示 意圖。所述支架lO包括承載座ll、第一電極12以及第二電極13，其中 承載座11和第一電極12與第二電極13由絕緣材料連接。
但是，上述現有普通大功率LED封裝方法存在多種不足之處，比如 蓋透鏡時需要單顆LED固定，效率低、容易壓塌連接線、封烤易產生氣 泡隔層，因此造成良品率下降；為達到質量要求，需要較多的熟練人員， 成本過高；并且，用PC透鏡做成的大功率LED不能過回流焊，不方便 客戶安裝。因此，現有大功率LED封裝工藝已經不能適應瞬息萬變的市場需求。
發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、效率較高、同時
良品率較高的大功率LED封裝方法。
為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是提供一種大 功率LED封裝方法，包括準備包括多個支架的板狀支架整體，每個所 述支架包括承載座、第一電極和第二電極，其中支架的承載座和第一電 極與第二電極由絕緣材料連接；將多個LED晶片分別固定于所述多個承 載座上，并將其正負極分別與所述支架的第 一電極和第二電極——對應 連接；將支架整體和準備好的板狀凸型模具配合，所述凸型模具上設置 有多個凹槽，所述多個凹槽的分布與所述支架整體上的多個支架對應， 所述支架整體設有支架的一面相對所述凸型模具具有凹槽的一面設置； 采用第一載板和第二載板將所述支架整體和凸型模具夾緊在中間并密封 好所述凸型模具與支架整體之間的空間；往所述凸型模具與支架整體之 間的空間灌注透明膠，并通過加熱固化，最后拆開所述第一載板、第二 載板以及凸型模具，離模后形成LED晶片具有外殼透鏡的多個LED封 裝結構。
其中，所述第一載板和第二載板分別壓緊所述支架整體和凸型模具， 所述第一載板上設有對應所述支架整體上多個支架并與所述支架外形相 適配的支架定位孔，所述第一載板通過所述支架定位孔定位所述支架整 體，所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二載板具有大小與所 述多個凸起所在區域的面積相當的凸起定位窗，所述第二載板通過所述 凸起定位窗定位所述凸型模具。
其中，所述所述第一載板、第二載板以及凸型模具的平面形狀一致， 并且所述第一載板、第二載板或凸型模具中的一個具有至少兩個導引針， 另兩個在相應位置具有至少兩個導引孔，所述第一載板、第二載板和凸 型模具通過所述導引針和導引孔定位并夾緊。
其中，所述凸型模具上的凹槽形狀由光學設計軟件按照發光角度、透鏡形狀模擬形成。
其中，所述通過加熱固化透明膠的步驟包括在所述第一載板和第 二栽板上設置加熱棒來固化所述透明膠。
其中，所述透明膠是硅膠，所述加熱固化過程中加熱的溫度根據硅 膠的固化條件來設定。
其中，所述往凸型模具與支架整體之間的空間灌注透明膠的步驟包 括采用注膠設備以及至少一個針筒來往所述凸型模具與支架整體之間 的空間灌注透明膠，并通過改變時間或氣壓大小來調整所述注膠速度。
其中，在所述灌注透明膠的步驟中，在透明膠中摻入熒光粉。
為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是提供一種 大功率LED封裝方法，包括準備包括多個支架的板狀支架整體，每個 所述支架包括承載座、第一電極和第二電極，其中支架的承載座和第一 電極與第二電極由絕緣材料連接；將多個LED晶片分別固定于所述多個 承載座上，并將其正負極分別與所述支架的第一電極和第二電極對應連 接；將所述支架整體置于帶有至少兩個導引針的第一載板上，所述支架 整體具有支架的一面朝外；將準備好的板狀凸型模具置于所述第一載板 具有支架整體的一面，所述凸型模具上設置有多個凹槽和至少兩個導引 孔，所述多個凹槽的分布與所述支架整體上的多個支架對應，所述第一 載板上的導引針與所述凸型模具上的導引孔對應，所述支架整體設有支 架的一面相對所述凸型模具具有凹槽的一面設置；將所述凸型模具與支 架整體之間的空間密封；采用第二載板對準所述凸型模具壓緊，使得所 述第一載板和第二載板將所述支架整體和凸型模具夾緊在中間；往所述 凸型模具與支架整體之間的空間灌注透明膠，并通過加熱固化，最后拆
開所述第一載板、第二載板以及凸型模具，離模后形成LED晶片具有外 殼透鏡的多個LED封裝結構。
其中，所述第一載板上設有對應所述支架整體上多個支架并與所述 支架外形相適配的支架定位孔，所述第一載板通過所述支架定位孔定位 所述支架整體。
其中，所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二載板具有大小與所述多個凸起所在區域的面積相當的凸起定位窗，所述第二載板通 過所述凸起定位窗定位所述凸型模具。
本發明的有益效果是區別于現有技術大功率LED封裝過程中蓋透 鏡時需要單顆LED固定而導致操作難度高、效率低、容易壓塌連接線、 封烤易產生氣泡隔層、良品率下降、不能過回流焊情況，本發明大功率 LED封裝方法采用支架整體以及在LED上直接才莫注形成透鏡的方式， 多個LED支架設置在一個支架整體上的方式可以一次封裝多個LED, 并且多個LED支架位置相對固定，不需要進行一次LED封裝則單獨定 位一次單個支架，同時設置多個LED支架的支架整體也大大降低對LED 封裝的難度，在進行具體封裝時每個LED之間相同的工藝都可以機械 化、重復性進行；此外，在LED上直接模注形成透鏡的方式可以避免現 有技術蓋透鏡時需要進行精確定位、容易壓塌連接線、容易產生氣泡隔 層、不能過回流焊的技術問題，因為釆用對應多個LED支架的整塊凸型 模具，使得在定位上趨于簡單和快捷，同時也能保證精度，另外無需封 烤的工藝所以避免產生氣泡隔層、不能過回流焊的技術問題；本發明還 采用第 一載板和第二載板將所述支架整體和凸型模具夾緊在中間，并密 封好所述凸型模具與支架整體之間的空間以便進行注膠進而形成透鏡與 LED—體的封裝結構，簡單實用，無需復雜的;f莫注設備，成本低；而且 可以減少光損失，提高出光效率。
圖l是現有技術LED支架的結構示意圖2是本發明大功率LED封裝方法第一實施方式的流程圖3是本發明大功率LED封裝方法第二實施方式的流程圖4是本發明所采用的第 一 載板的立體透^L圖5是本發明所采用的支架整體的立體示意圖6是本發明所采用的凸型模具的立體示意圖7是本發明所采用的第二載板的立體示意圖8是本發明大功率LED封裝方法中將支架整體設置于第 一載板上的示意圖9是本發明大功率LED封裝方法中采用第一載板和第二載板將支 架整體和凸型模具夾緊在中間的立體示意圖。
具體實施例方式
參閱圖2,本發明大功率LED封裝方法第一實施方式包括以下步驟 101:準備包括多個支架的板狀支架整體，每個所述支架包括承載座、
第一電極和第二電極，其中支架的承載座和第一電極與第二電極由絕緣
材料連接；
102:將多個LED晶片分別固定于所述多個承載座上，并將其正負 極分別與所述支架的第一電極和第二電極——對應連接；
103:將支架整體和準備好的板狀凸型模具配合，所述凸型模具上設 置有多個凹槽，所述多個凹槽的分布與所述支架整體上的多個支架對應， 所述支架整體設有支架的一面相對所述凸型模具具有凹槽的一面設置；
104:釆用第一載板和第二載板將所述支架整體和凸型模具夾緊在中 間并密封好所述凸型模具與支架整體之間的空間；
105:往所述凸型模具與支架整體之間的空間灌注透明膠，并通過加 熱固化，最后拆開所述第一載板、第二載板以及凸型模具，離模后形成 LED晶片具有外殼透鏡的多個LED封裝結構。
區別于現有技術大功率LED封裝過程中蓋透鏡時需要單顆LED固 定而導致操作難度高、效率低、容易壓塌連接線、封烤易產生氣泡隔層、 良品率下降、不能過回流焊情況，本發明大功率LED封裝方法采用支架 整體以及在LED上直接模注形成透鏡的方式，多個LED支架設置在一 個支架整體上的方式可以一次封裝多個LED,對多個LED的封裝進行 批處理，并且多個LED支架位置相對固定，不需要進行一次LED封裝 則單獨定位一次單個支架，同時設置多個LED支架的支架整體也大大降 低對LED封裝的難度，在進行具體封裝時每個LED之間相同的工藝都 可以機械化、重復性進行；
此外，在LED上直接模注形成透鏡的方式可以避免現有技術蓋透鏡時需要進行精確定位、容易壓塌連接線、容易產生氣泡隔層、不能過回
流焊的技術問題，因為采用對應多個LED支架的整塊凸型模具，使得在 定位上趨于簡單和快捷，同時也能保證精度，另外無需封烤的工藝所以 避免產生氣泡隔層、不能過回流焊的技術問題；
本發明還采用第一載板和第二載板將所述支架整體和凸型模具夾緊 在中間，并密封好所述凸型模具與支架整體之間的空間以便進行注膠進 而形成透鏡與LED —體的封裝結構，可以保證注膠時不會漏膠及加熱過 程的順利進行，簡單實用，無需復雜的模注設備，成本低；而且可以減 少光損失，提高出光效率。
具體應用時，所述第一載板和第二載板分別壓緊所述支架整體和凸 型模具。所述第一載板上設有對應所述支架整體上多個支架并與所述支 架外形相適配的支架定位孔，所述第一載板通過所述支架定位孔定位所 述支架整體。所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二載板具有 大小與所述多個凸起所在區域的面積相當的凸起定位窗，所述第二載板 通過所述凸起定位窗定位所述凸型模具。通過上述支架定位孔、凸起定 位窗的定位功能，可以很方便快速地準確將支架以及凸型模具定位，便 于進行LED封裝。
所述第一載板、第二載板以及凸型模具的平面形狀一致，并且所述 第一載板、第二載板或凸型模具中的一個具有至少兩個導引針，另兩個 在相應位置具有至少兩個導引孔，所述第一載板、第二載板和凸型模具 通過所述導引針和導引孔定位并夾緊。所述第一載板、第二載板以及凸 型模具的平面形狀一致，可以更方便將這幾個部件對準和定位。在上述 部件中設置導引針和導引孔，進一步方便各部件進行匹配。
所述導引針的大小和在第一載板上的位置可以根據支架整體上的導 引孔大小和間距確定。在優選的實施例中，所述頂針的數量至少為三個。
所述凸型模具上的凹槽形狀由光學設計軟件按照發光角度、透鏡形 狀模擬形成。因此，采用此凸型模具最后封裝出來成品LED的發光角度、 光斑大小和光斑形狀可以符合客戶提出的各種要求。
所述通過加熱固化透明膠的步驟包括在所述第一載板和第二載板上設置加熱棒來固化所述透明膠。所述透明膠是硅膠，所述加熱固化過 程中加熱的溫度根據硅膠的固化條件來設定。
所述往凸型模具與支架整體之間的空間灌注透明膠的步驟包括采 用注膠設備以及至少 一個針筒來往所述凸型模具與支架整體之間的空間 灌注透明膠，并通過改變時間或氣壓大小來調整所述注膠速度。
在所述灌注透明膠的步驟中，還可以在透明膠中摻入焚光粉，以實 現LED的特殊發光效果。
參閱圖3，本發明還提供大功率LED封裝方法第二實施方式，包括 以下步驟
201:準備包括多個支架的板狀支架整體，每個所述支架包括承栽座、 第一電極和第二電極，其中支架的承載座和第一電極與第二電極由絕緣 材料連接；
202:將多個LED晶片分別固定于所述多個承載座上，并將其正負 極分別與所述支架的第 一 電極和第二電極對應連接；
203:將所述支架整體置于帶有至少兩個導引針的第一載板上，所述 支架整體具有支架的一面朝外；
204:將準備好的板狀凸型模具置于所述第一載板具有支架整體的一 面，所述凸型模具上設置有多個凹槽和至少兩個導引孔，所述多個凹槽 的分布與所述支架整體上的多個支架對應，所述第一載板上的導引針與
所述凸型模具上的導引孔對應，所述支架整體設有支架的一面相對所述 凸型模具具有凹槽的一面設置；
205:將所述凸型模具與支架整體之間的空間密封；
206:采用第二載板對準所述凸型模具壓緊，使得所述第一載板和第 二載板將所述支架整體和凸型模具夾緊在中間；
207:往所述凸型模具與支架整體之間的空間灌注透明膠，并通過加 熱固化，最后拆開所述第一載板、第二載板以及凸型模具，離模后形成 LED晶片具有外殼透鏡的多個LED封裝結構。
本實施方式與上述第一實施方式基本相同，不同之處在于所述第一 載板、第二載板、支架整體以及凸型模具的匹配順序不同，但兩者都是實現定位支架整體，以及形成凸型模具與支架整體之間的空間，以便灌 注透明膠進行封裝。顯然，本發明還可以包括其他匹配順序的實施方式， 在此不再贅敘。
同樣，所述第一載板上可以設有對應所述支架整體上多個支架并與 所述支架外形相適配的支架定位孔，所述第一載板通過所述支架定位孔 定位所述支架整體，
所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二載板具有大小與所 述多個凸起所在區域的面積相當的凸起定位窗，所述第二載板通過所述 凸起定位窗定位所述凸型模具。
以下舉一具體實施方式
來進一步說明本發明
參閱圖4至圖7，本發明大功率LED封裝方法中涉及的用具包括支 架整體20、第一載板30、第二載板50以及凸型模具40。
參閱圖4，所述支架整體20上固定設置有行列排列的二十個LED 支架10。
參閱圖5，為第一載板30的示意圖。所述第一載板30整體上為矩 形的部件，其四角上設有第一載板的第一頂針31,在第一載板30上均 勻分布的與支架外形相適配的支架定位孔33以及圍繞在支架定位孔33 周圍的第二頂針32。所述第一頂針31、第二頂針32屬于本發明所述的 導引針范疇。
如圖6所示，為凸型模具40的示意圖。凸型模具40整體上為矩形 的部件，與第一載板30大小相同，其四角上設有模具第一頂針孔41， 在凸型模具40上與第一載板30上相應位置設有凸起43;以及與第一載 板30上第二頂針32相應位置的第二頂針孔42。凸起43的背面為凹槽， 凹槽的形狀由光學設計軟件模擬形成，采用此凸型模具最后封裝出來成 品LED的發光角度、光斑大小和光斑形狀符合客戶提出的各種要求。所 述的第一頂針孔41、第二頂針孔42屬于本發明所述的導引孔范疇。
如圖7所示，為第二載板50的示意圖。所述第二載板50整體上為 矩形的部件，其四角上設有第三頂針孔51，與第一載板30的第一頂針 31對應。在第二載板50上均勻分布4個與支架整體20大小相應的矩形區域53,為本發明所述的定位窗。在矩形區域53周圍設有4個第四頂 針孔(圖未示)。所述頂針孔51屬于本發明所述的導引孔范疇。 采用以上用具的大功率LED封裝方法按照以下步驟進行
1. 提供支架整體20,支架整體20由二十個支架IO組成，
2. 將LED晶片固定于所述承載座上，本步驟中可以將若干個LED 晶片固定在一個承載座上，
3. 將各個LED晶片的正負極分別與支架10的第一電極和第二電極 對應連接，
4. 參閱圖8，將支架整體20裝有支架10的一面裝配到有頂針31、 32的第一載板30上，共4個支架整體20,圖中僅顯示其中一個支架整 體20，
5. 將凸形模具40上的第 一頂針孔41插入第 一載板30上的第 一頂針 31，其中凸形模具40上的第二頂針孔42穿設于所述第一載板30上的第 二頂針32,
6. 參閱圖9，用第一載板30和第二載板50將支架整體20和凸形模 具40固定在中間密封好并夾緊，所述第二載板50的第三頂針孔51與第 四頂針孔分別穿設于所述第一載板30上的第一頂針31以及第二頂針 32，
7. 通過注膠孔往支架整體20和凸形模具40中間密封區域注入硅膠，
8. 通過加熱固化離模后形成LED與外殼透鏡一體成型的封裝結構。 總之，本發明采用簡單的設備和創新性的工藝，可以大大節省大功
率LED封裝的加工時間和成本，并且解決現有大部分大功率LED不能 過回流焊接的缺點，提高產品的可靠性。
以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍， 凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或 直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保 護范圍內。
權利要求
1. 一種大功率LED封裝方法，其特征在于，包括準備包括多個支架的板狀支架整體，每個所述支架包括承載座、第一電極和第二電極，其中支架的承載座和第一電極與第二電極由絕緣材料連接；將多個LED晶片分別固定于所述多個承載座上，并將其正負極分別與所述支架的第一電極和第二電極一一對應連接；將支架整體和準備好的板狀凸型模具配合，所述凸型模具上設置有多個凹槽，所述多個凹槽的分布與所述支架整體上的多個支架對應，所述支架整體設有支架的一面相對所述凸型模具具有凹槽的一面設置；采用第一載板和第二載板將所述支架整體和凸型模具夾緊在中間并密封好所述凸型模具與支架整體之間的空間；往所述凸型模具與支架整體之間的空間灌注透明膠，并通過加熱固化，最后拆開所述第一載板、第二載板以及凸型模具，離模后形成LED晶片具有外殼透鏡的多個LED封裝結構。
2. 根據權利要求1所述的大功率LED封裝方法，其特征在于 所述第 一載板和第二載板分別壓緊所述支架整體和凸型模具， 所述第一載板上設有對應所述支架整體上多個支架并與所述支架外形相適配的支架定位孔，所述第一載板通過所述支架定位孔定位所述支 架整體，所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二載板具有大小與所 述多個凸起所在區域的面積相當的凸起定位窗，所述第二載板通過所述 凸起定位窗定位所述凸型模具。
3. 根據權利要求2所述的大功率LED封裝方法，其特征在于 所述第一載板、第二載板以及凸型模具的平面形狀一致，并且所述第一載板、第二載板或凸型模具中的一個具有至少兩個導引針，另兩個 在相應位置具有至少兩個導引孔，所述第一載板、第二載板和凸型模具 通過所述導引針和導引孔定位并夾緊。
4. 根據權利要求1至3任一項所述的大功率LED封裝方法，其特 征在于所述凸型模具上的凹槽形狀由光學設計軟件按照發光角度、透 鏡形狀模擬形成。
5. 才艮據權利要求1至3任一項所述的大功率LED封裝方法，其特 征在于所述通過加熱固化透明膠的步驟包括在所述第一載板和第二 載板上設置加熱棒來固化所述透明膠。
6. 根據權利要求5所述的大功率LED封裝方法，其特征在于所 述透明膠是硅膠，所述加熱固化過程中加熱的溫度根據硅膠的固化條件 來設定。
7. 根據權利要求1至3任一項所述的大功率LED封裝方法，其特 征在于所述往凸型才莫具與支架整體之間的空間灌注透明膠的步驟包括 采用注膠設備以及至少 一個針筒來往所述凸型模具與支架整體之間的空 間灌注透明膠，并通過改變時間或氣壓大小來調整所述注膠速度。
8. 根據權利要求7所述的大功率LED封裝方法，其特征在于在 所述灌注透明膠的步驟中，在透明膠中摻入熒光粉。
9. 一種大功率LED封裝方法，其特征在于，包括 準備包括多個支架的板狀支架整體，每個所述支架包括承載座、第一電極和第二電極，其中支架的承載座和第一電極與第二電極由絕緣材 料連接；將多個LED晶片分別固定于所述多個承載座上，并將其正負極分別 與所述支架的第一電極和第二電極對應連接；將所述支架整體置于帶有至少兩個導引針的第一載板上，所述支架 整體具有支架的一面朝外；將準備好的板狀凸型模具置于所述第一載板具有支架整體的一面， 所述凸型模具上設置有多個凹槽和至少兩個導引孔，所述多個凹槽的分 布與所述支架整體上的多個支架對應，所述第一載板上的導引針與所述 凸型模具上的導引孔對應，所述支架整體設有支架的一面相對所述凸型 模具具有凹槽的一面設置；將所述凸型模具與支架整體之間的空間密封；采用第二載板對準所述凸型模具壓緊，使得所述第一載板和第二載板將所述支架整體和凸型模具夾緊在中間；往所述凸型模具與支架整體之間的空間灌注透明膠，并通過加熱固化，最后拆開所述第一載板、第二載板以及凸型模具，離模后形成LED晶片具有外殼透鏡的多個LED封裝結構。
10. 根據權利要求9所述的大功率LED封裝方法，其特征在于 所述第一載板上設有對應所述支架整體上多個支架并與所述支架外形相適配的支架定位孔，所述第一載板通過所述支架定位孔定位所述支架整體，所述凸型模具上凹槽的背面具有凸起，所述第二載板具有大小與所 述多個凸起所在區域的面積相當的凸起定位窗，所述第二栽板通過所述 凸起定位窗定位所述凸型模具。
全文摘要
本發明公開一種大功率LED封裝方法。所述大功率LED封裝方法包括準備包括多個支架的板狀支架整體；將多個LED晶片分別固定于所述多個支架上；將支架整體和準備好的板狀凸型模具配合，所述凸型模具上設置有多個凹槽，所述多個凹槽的分布與所述支架整體上的多個支架對應，所述支架整體設有支架的一面相對所述凸型模具具有凹槽的一面設置；采用第一載板和第二載板將所述支架整體和凸型模具夾緊在中間并密封好所述凸型模具與支架整體之間的空間；往所述凸型模具與支架整體之間的空間灌注透明膠，并通過加熱固化。本發明工藝簡單、效率較高、同時良品率較高。
文檔編號H01L33/00GK101546801SQ20091010635
公開日2009年9月30日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者陽 李, 李漫鐵, 王紹芳, 黃建東 申請人:深圳雷曼光電科技有限公司