[发明专利]LED的封装支架、LED封装方法及利用该方法制作的LED

说明书

技术领域

本发明属于LED封装技术领域，涉及一种LED封装方法，尤其涉及一种利用 全金属支架进行功率型LED封装的方法；此外，本发明还涉及上述方法用到的功 率型LED的支架。

背景技术

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。从上世纪90年代到现在近二十年的时间， 功率型LED获得巨大的进步，目前白光功率型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℃/W，这对目前瓦级的功率型LED 是不可想象的。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℃/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 步是在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℃/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， 但成功的寥寥无几，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。

市场上常见的支架对进一步提高LED的封装的可靠性非常困难。本发明提供 另外一种全金属支架封装的方法，用以解决目前功率型LED封装所面临的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用特定金属支架进行功率型LED 封装的方法，可提高LED的封装的可靠性。

此外，本发明还提供上述方法用到的功率型LED的支架。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种功率型LED的封装支架，所述支架包括至少一封装单元；所述封装单元 的主体为一框架，框架上设置带碗杯的、具有散热能力的热沉；该热沉具有的高 度保证其底部在封装以后裸露，其底面积可与芯片功率匹配；所述热沉中间的碗 杯为反射杯，其底部可进行芯片共晶焊接；所述热沉两侧设置两个纺锤形的焊线 柱，分别进行正负电极的焊接；热沉、焊线柱通过管腿或/和管脚与框架相连。

作为本发明的一种优选方案，所述支架为全金属材质；框架包括底座、梁和 中间的筋，所述筋用以确保支架在封装过程中不变形。

作为本发明的一种优选方案，所述热沉为六角结构，相对的两边分别和管腿 相连，管腿弯折成直角，且与热沉底部相平，以使热沉与LED的电极在线路板上 进行回流焊接；管腿高于热沉底部，以使共晶焊接时热沉与夹具加热部分紧密相 连；焊线柱的高度高于热沉的高度，焊线柱的顶端高于热沉的上表面，以使焊线 柱对碗杯中的芯片有俯角，避免与热沉接触短路；框架的梁和模条的卡点配合， 用以调节芯片在封装结构中的位置；管脚低于框架的高度，框架用来调节芯片的 位置，同时保证管脚和热沉都在封装胶体的外面。