一种LED封装结构和LED封装结构的制备方法与流程

一种led封装结构和led封装结构的制备方法
技术领域
1.本发明涉及led技术领域，更具体地说，涉及一种led封装结构和led封装结构的制备方法。


背景技术：

2.常用的led芯片，一般90％的光都从正面发出，侧面只有10％左右的光射出，所以led芯片发的发光角度一般是120
°
。常见的结构是将led芯片固在一个具有碗杯的支架内，并进行焊线，点胶等工艺，使之最后形成led器件，图1是一种常见的led封装结构，该led封装结构包括：led正极10、led负极20、led芯片30、led支架40和保护胶50。由于芯片角度只有120
°
左右，封装之后由于支架碗杯的阻隔及封装胶水的折射双重作用，led器件的发光角度一般是120
°
～130
°
，即使选用了折射率很高的封装胶水，其发光角度也很难超过140
°
。但是有一些特殊的应用，如mini电视背光、照明、红外补光、紫外杀菌等，对器件各方向的出光均匀性有很高的要求，这就要求led器件的发光角度越大越好，最好可以接近180
°
。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于目前的led器件的发光角度较小，一般只能达到120
°
左右，无法达到180
°
的发光角度。针对上述技术问题本发明申请提供了一种led封装结构和led封装结构的制备方法。
4.为解决上述技术问题，本发明提供一种led封装结构，所述led封装结构包括：
5.基板，所述基板上设有第一焊盘和第二焊盘；
6.载体，所述载体的底面固定在所述基板上，且所述载体上设有第三焊盘和第四焊盘，所述第三焊盘配置为部分覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面，所述第四焊盘配置为部分或全部覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面，所述载体上的第三焊盘与所述基板上的第一焊盘电连接，所述载体上的第四焊盘与所述基板上的第一焊盘电连接；
7.若干颗led芯片，所述若干颗led芯片分别固定在所述载体除底面的各个面上，所述led芯片的电极分别与其所在面上的第三焊盘、第四焊盘电连接；
8.保护胶体，所述保护胶体覆盖在所述基板、所述载体和所述若干颗led芯片上。
9.可选的，所述载体为直棱柱结构。
10.可选的，所述载体上的第三焊盘配置为沿着顶面的边缘围成一圈，并向每个侧面延伸出一条支路；
11.所述载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面且位于第三焊盘的下方，同时与第三焊盘之间还设有绝缘层；
12.或，所述载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面与第三焊盘未重叠的区域上，且第四焊盘与第三焊盘之间保持安全间距。
13.可选的，所述载体的第三焊盘配置为沿着顶面的三条边的边缘设置，并向每个侧面延伸出一条支路；
14.所述载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面且位于第三焊盘的下方，同时与第三焊盘之间还设有绝缘层；
15.或，所述载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面与第三焊盘未重叠的区域上，且第四焊盘与第三焊盘之间保持安全间距。
16.可选的，所述第四焊盘还延伸至所述载体的底面，所述载体的底面上的第四焊盘固定在所述基板第二焊盘上，所述载体的顶面上的第三焊盘通过导线与所述基板的第一焊盘电连接。
17.可选的，所述led芯片为垂直结构芯片，所述led芯片的底部电极贴合焊接在其所在面的第四焊盘上，顶部电极通过导线与其所在面上的第三焊盘电连接。
18.可选的，所述若干颗led芯片为单色led芯片，或为不同颜色的led芯片，或为不同色温的led芯片。
19.可选的，所述保护胶体为环氧树脂胶体或荧光胶体。
20.进一步地，本发明还提供了一种led封装结构的制备方法，所述led封装结构的制备方法包括：
21.s01：提供一基板和一载体，在所述基板上布设第一焊盘和第二焊盘，在所述载体上布设第三焊盘和第四焊盘，所述第三焊盘配置为部分覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面，所述第四焊盘配置为部分或全部覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面和底面；
22.s02：将所述载体固定在所述基板上，所述载体的底面上的第四焊盘与所述基板的第二焊盘焊接；
23.s03：在所述载体除底面的各个面上分别焊接并固定led芯片，所述led芯片为垂直结构芯片，所述led芯片的底部电极贴合焊接在其所在面的第四焊盘上；
24.s04：将所述led芯片的顶部电极通过导线与其所在面上的第三焊盘电连接，将所述载体上的第三焊盘与所述基板上的第一焊盘通过导线电连接；
25.s05：在所述基板、所述载体和所述若干颗led芯片上覆盖保护胶形成保护胶体。
26.可选的，所述s01还包括：
27.在所述载体的各个面涂覆所述第四焊盘使所述载体的表面全部被所述第四焊盘覆盖；
28.在所述载体的顶面位于所述第四焊盘的上方涂覆绝缘层，所述绝缘层配置为沿着所述载体的顶面的边缘围成一圈，并向每个侧面延伸出一条支路；
29.沿所述绝缘层的路径涂覆所述第三焊盘。
30.本发明实施例提供一种led封装结构和led封装结构的制备方法，其中led封装结构包括：基板，基板上设有第一焊盘和第二焊盘；载体，载体的底面固定在基板上，且载体上设有第三焊盘和第四焊盘，第三焊盘配置为部分覆盖载体的顶面且延伸至各个侧面，第四焊盘配置为部分或全部覆盖载体的顶面且延伸至各个侧面，载体上的第三焊盘与基板上的第一焊盘电连接，载体上的第四焊盘与基板上的第二焊盘电连接；若干颗led芯片，若干颗led芯片分别固定在载体除底面的各个面上；保护胶体，保护胶体覆盖在基板、载体和若干颗led芯片上。通过在基板上固定载体，并在载体的各个面分别焊接led芯片的方式，让多颗led芯片同时向多个方向发光，从而让一颗led器件的发光角度达到了180
°
，明显提高了led器件的发光角度，以及各个角度的发光亮度。
附图说明
31.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
32.图1为现有led封装器件的结构示意图；
33.图2为本发明第一实施例提供的一种led封装结构的示意图；
34.图3为本发明第一实施例提供的一种led封装结构的俯视图；
35.图4为本发明第一实施例提供的一种led封装结构去掉led芯片时的示意图；
36.图5为本发明第一实施例提供的另一种led封装结构去掉led芯片时的示意图；
37.图6为本发明第一实施例提供的另一种led封装结构的示意图；
38.图7为本发明第二实施例提供的一种led封装结构的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
40.实施例一：
41.对于led器件来说，发光角度是十分重要的参数，发光角度越大意味着一个led器件的照射面积越广，可以照亮的区域越多，而目前的led器件其一颗led灯的发光角度最大只能达到120
°
左右，想达到180
°
几乎不可能，因此，针对上述问题，本技术提供了一种led封装结构，让一颗led灯的发光角度可以达到180
°
，并且还可以保证各个角度的亮度接近。
42.本实施例提供了一种led封装结构，包括：基板，所述基板上设有第一焊盘和第二焊盘；载体，所述载体的底面固定在所述基板上，且所述载体上设有第三焊盘和第四焊盘，所述第三焊盘配置为部分覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面，所述第四焊盘配置为部分或全部覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面，所述载体上的第三焊盘与所述基板上的第一焊盘电连接，所述载体上的第四焊盘与所述基板上的第二焊盘电连接；若干颗led芯片，所述若干颗led芯片分别固定在所述载体除底面的各个面上，所述led芯片的电极分别与其所在面上的第三焊盘、第四焊盘电连接；保护胶体，所述保护胶体覆盖在所述基板、所述载体和所述若干颗led芯片上。
43.参见图2，图2为本实施例提供的一种led封装结构的示意图。led封装结构100包括：基板110，所述基板110上设有第一焊盘111和第二焊盘112；载体120，所述载体120的底面固定在所述基板110上，且所述载体120上设有第三焊盘121和第四焊盘122，所述第三焊盘121配置为部分覆盖所述载体120的顶面且延伸至各个侧面，所述第四焊盘122配置为部分或全部覆盖所述载体120的顶面且延伸至各个侧面；若干颗led芯片131和132，所述若干颗led芯片131和132分别固定在所述载体120除底面的各个面上，led芯片131和132的电极分别与其所在面上的第三焊盘121、第四焊盘122电连接；保护胶体140，所述保护胶体140覆盖在所述基板110、所述载体120和所述若干颗led芯片131和132上。
44.本发明实施例提供的一种led封装结构其保护的led封装结构包括但限于图2所示的结构，led封装结构还包括但不限于，将载体设置在基板的正极和负极焊盘之间的间隙中，载体通过导线与基板的正极和负极焊盘连接；将载体设置在正极焊盘上；基板的焊盘位于固定载体的另外一侧，在基板上打孔通过导线的方式实现载体与基板背面的焊盘连接等
结构。图2中，当第一焊盘111为正极焊盘时，第二焊盘112即为负极焊盘，当第一焊盘111为负极焊盘时，第二焊盘112即为正极焊盘；第三焊盘121的极性与第一焊盘111相同，第四焊盘122的极性与第二焊盘112相同。
45.在本实施例中，载体的形状包括但不限于图2所示的直棱柱结构，还包括但不限于三角锥体和菱形体等。
46.在本实施例中，基板上的焊盘结构和载体上的焊盘结构包括但不限于图2所示的结构，实际应用中焊盘的结构与设计要求和线路功能相关，本实施例不做限定，例如串联电路与并联电路的焊盘结构存在明显不同，例如为了达到更好的散热效果将载体下方的基板掏空并填充陶瓷也会导致焊盘的结构产生明显的改变。
47.在本实施例中，图2所示的led芯片131表示的是位于载体120顶面的led芯片，led芯片132表示的是位于载体120侧面的led芯片，led芯片131和led芯片132共同组成了载体120上搭载的若干颗led芯片。图2所示的150为导线，导线150用于电连接芯片和焊盘，以及电连接载体上的焊盘和基板上的焊盘，导线150可选的包括但不限于金线和银线。
48.在另一实施例中，所述载体为直棱柱结构。
49.参见图2和图3，图3为本实施提供的一种led封装结构的俯视图，载体120为六面体的直棱柱结构，图2和图3中载体120的底面和顶面为正方形，侧面为长方形，载体120为六面体，这样在载体120的顶面和侧面分别焊接led芯片以后就可以实现发光面全角度覆盖，让led器件的发光角度达到180
°
。
50.在另一实施例中，所述载体上的第三焊盘沿着顶面的边缘围成一圈，并向每个侧面延伸出一条支路；所述载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面且位于第三焊盘的下方，同时与第三焊盘之间还设有绝缘层；或，所述载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面与第三焊盘未重叠的区域上，且第四焊盘与第三焊盘之间保持安全间距。
51.参见图3和图4，图4为本实施例提供的一种led封装结构去掉led芯片时示意图。载体120上的第三焊盘121沿着顶面的边缘围成一圈，并向载体120的每个侧面延伸出一条第三焊盘121的支路，载体上的第四焊盘122覆盖在载体120的顶面和侧面且位于第三焊盘121的下方，同时第四焊盘122与第三焊盘121之间还设有绝缘层160，绝缘层160起到绝缘隔离正负极的作用。在另一种布置方式下，载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面与第三焊盘未重叠的区域上，且第四焊盘与第三焊盘之间保持安全间距，要求第四焊盘与第三焊盘之间保持安全间距是为了避免第三焊盘和第四焊盘之间短路，此时电路结构的示意图与图3和图4类似，区别在于160不再是绝缘层而是第三焊盘和第四焊盘之间的隔离间隙。可以理解的是，图3和图4是本实施例为了便于理解和说明所提供的一种可以实现的焊盘结构，在实际应用中载体上的焊盘结构以及绝缘层设置方式并不局限于图3和图4所示的结构，载体上的焊盘结构还包括但不限于，在载体的各个面上第三焊盘和第四焊盘各占一半，载体上的第三焊盘和第四焊盘与图3和图4对调等结构，绝缘层设置方式包括但不限于图5所示的结构，图5中第四焊盘122的大部分被绝缘层160包裹，只留一小部分面积开设第四焊盘122的窗口。
52.在另一实施例中，所述载体的第三焊盘沿着顶面的三条边的边缘设置，并向每个侧面延伸出一条支路；所述载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面且位于第三焊盘的下方，同时与第三焊盘之间还设有绝缘层；或，所述载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面与第三
焊盘未重叠的区域上，且第四焊盘与第三焊盘之间保持安全间距。
53.参见6，图6为本实施提供的另一种led封装结构的示意图，载体120的第三焊盘沿着顶面的三条边的边缘设置，并向载体120的每个侧面延伸出一条第三焊盘121的支路，载体上的第四焊盘122覆盖在载体120的顶面和侧面且位于第三焊盘121的下方，同时第四焊盘122与第三焊盘121之间还设有绝缘层160，绝缘层160起到绝缘隔离的作用。在另一种布置方式下，载体上的第四焊盘覆盖在顶面和侧面与第三焊盘未重叠的区域上，且第四焊盘与第三焊盘之间保持安全间距，要求第四焊盘与第三焊盘之间保持安全间距是为了避免第三焊盘和第四焊盘之间短路，此时电路结构的示意图与图6类似，区别在于160不再是绝缘层而是第三焊盘和第四焊盘之间的隔离间隙。可以理解的是，图6是本实施例为了便于理解和说明所提供的一种可以实现的焊盘结构，在实际应用中载体上的焊盘结构以及绝缘层设置方式并不局限于图6所示的结构，载体上的焊盘结构还包括但不限于，在载体的各个面上第三焊盘和第四焊盘各占一半，载体上的第三焊盘和第四焊盘与图6对调等结构，绝缘层设置方式包括但不限于图5所示的结构，图5中第四焊盘122的大部分被绝缘层160包裹，只留一小部分面积开设第四焊盘122的窗口。
54.在另一实施例中，所述第四焊盘还延伸至所述载体的底面，所述载体的底面上的第四焊盘固定在所述基板第二焊盘上，所述载体的顶面上的第三焊盘通过导线与所述基板的第一焊盘电连接。
55.可参见图2至图6，图2至图6为载体120的底面被固定在基板110上的第二焊盘112上的情况，基板110上的第二焊盘112的面积明显大于第一焊盘111的面积，而载体120的底面固定在基板110的负极焊盘112上，载体120上搭载的led芯片产生的热量可以通过第四焊盘112快速的传导到基板110的第二焊盘112上再传递出去，提高散热效果。此时在载体120的底面覆盖一整块第四焊盘122，可以让载体的第四焊盘122与基板的第二焊盘112直接焊接实现电连接，同时由于焊盘通常是由铜等金属制成，金属的导热效率更高，在载体的底面设置一整块负极焊盘可以更快的将热量传递出去。可以理解的是，载体120的底面被也可以固定在基板110上的第一焊盘111上，其示意图与图2至图6类似。
56.在另一实施例中，所述led芯片为垂直结构芯片，所述led芯片的底部电极贴合焊接在其所在面的第四焊盘上，顶部电极通过导线与其所在面上的第三焊盘电连接。
57.可参见图2至图6，led芯片的负极在led芯片的底面上，led芯片的正极位于顶面上，led芯片的顶面为出光面，这样的led芯片结构在焊接时就可以直接将led芯片底面的负极贴合焊接在载体120的负极焊盘122上，led芯片顶面的正极通过导线150和第三焊盘121连接，由于载体120的第四焊盘122的面积大于第三焊盘121，因此led芯片贴合焊接到第四焊盘122上时，可以更快的将led产生的热量通过第四焊盘122传递出去。
58.在另一实施例中，所述若干颗led芯片全部为单色led芯片，或分别为不同颜色的led芯片，或分别为不同色温的led芯片。
59.本实施例提供的led封装结构中同时包含了多颗led芯片，因此在选择led芯片时就可以有更多的选择，led芯片可全选择同一种单色光led芯片，还可以选择颜色的led芯片，或者不同色温的led芯片。光led芯片可选的包括但不限于，led芯片按照波长区分，可以是蓝光、绿光、红光等可见光，也可以是紫外、红外等不可见光；按照芯片结构分可以是水平结构(正负极都在芯片上面)，可以是垂直结构(正极在上面，负极在下面或者正极在下面，
负极在上面)，也可以是倒装芯片。可以理解的是，使用不用结构的led芯片需要搭配不同设计的正负极焊盘电路。
60.在另一实施例中，所述保护胶体为环氧树脂胶体或荧光胶体。
61.保护胶体140除了保护led封装结构中的载体120和载体上的led芯片以外，还可以在保护胶体140中添加荧光物质变成荧光胶体，荧光胶体在led芯片的激发下会产生不同波长的光线。
62.本实施例提供的一种led封装结构包括：基板，基板上设有第一焊盘和第二焊盘；载体，载体的底面固定在基板上，且所述载体上设有第三焊盘和第四焊盘，所述第三焊盘配置为部分覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面，所述第四焊盘配置为部分或全部覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面，载体上的第三焊盘与基板上的第一焊盘电连接，载体上的第四焊盘与基板上的第二焊盘电连接；若干颗led芯片，若干颗led芯片分别固定在载体除底面的各个面上；保护胶体，保护胶体覆盖在基板、载体和若干颗led芯片上。通过在基板上固定载体，并在载体的各个面分别焊接led芯片的方式，让多颗led芯片同时向多个方向发光，从而让一颗led器件的发光角度达到了180
°
，明显提高了led器件的发光角度，以及各个角度的发光亮度。
63.实施例二：
64.本实施例还提供了一种led封装结构的制备方法，led封装结构的制备方法包括：
65.s01：提供一基板和一载体，在基板上布设第一焊盘和第二焊盘，在载体上布设第三焊盘和第四焊盘，第三焊盘配置为部分覆盖载体的顶面且延伸至各个侧面，第四焊盘配置为部分或全部覆盖载体的顶面且延伸至各个侧面和底面；
66.s02：将载体固定在基板上，载体的底面上的第四焊盘与基板的第二焊盘焊接；
67.s03：在载体除底面的各个面上分别焊接并固定led芯片，led芯片为垂直结构芯片，led芯片的底部电极贴合焊接在其所在面的第四焊盘上；
68.s04：将led芯片的顶部电极通过导线与其所在面上的第三焊盘电连接，将载体上的第三焊盘与基板上的第一焊盘通过导线电连接；
69.s05：在基板、载体和若干颗led芯片上覆盖保护胶形成保护胶体。
70.如图7所示，图7为本实施例提供的一种led封装结构的制备方法的流程示意图。led封装结构的制备方法的流程步骤包括：
71.s01、提供一基板和一载体，在所述基板上布设第一焊盘和第二焊盘，在所述载体上布设第三焊盘和第四焊盘，所述第三焊盘配置为部分覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面，所述第四焊盘配置为部分或全部覆盖所述载体的顶面且延伸至各个侧面和底面；。
72.在本实施例中，基板可选的包括但不限于pcb基板和柔性pcb基板，在基板上还设置有第一焊盘和第二焊盘，第一焊盘和第二焊盘的具体形状和结构可以根据led芯片的类型和电路结构进行调整，本实施例不做限定。例如图2所示的pcb板，通过打通孔的方式是pcb的正面焊盘和背面电极相连。
73.在另一实施例中，上述步骤s01还包括：在所述载体的各个面涂覆所述第四焊盘使所述载体的表面全部被所述第四焊盘覆盖；在所述载体的顶面位于所述第四焊盘的上方涂覆绝缘层，所述绝缘层配置为沿着所述载体的顶面的边缘围成一圈，并向每个侧面延伸出一条支路；沿所述绝缘层的路径涂覆所述第三焊盘。步骤s01制作的焊盘的结构可参见图4。
74.s02、将所述载体固定在所述基板上，所述载体的底面上的第四焊盘与所述基板的第二焊盘焊接。
75.在本实施例中，需要设计一个具有电路结构的载体，并将载体用导电的焊料固定在pcb焊盘的负极。载体的内部材质为导热系数比较的高的树脂类材料，可以是ppa、pct、emc、smc、bt、陶瓷等，可以根据器件的功率的大小选择不同导热系数的材料，载体的外部是导电较好的金属，可以是金、银等导体，按照芯片的形状及尺寸，提前设计好正负极焊盘的电路结构，电路的设计根据需要可以将各芯片设计成并联结构，也可以设计成串联结构，载体的结构示意图可参见图2-图4，当第一焊盘111为正极焊盘时，第二焊盘112即为负极焊盘，当第一焊盘111为负极焊盘时，第二焊盘112即为正极焊盘；第三焊盘121的极性与第一焊盘111相同，第四焊盘122的极性与第二焊盘112相同。
76.s03、在所述载体除底面的各个面上分别焊接并固定led芯片，所述led芯片为垂直结构芯片，所述led芯片的底部电极贴合焊接在其所在面的第四焊盘上。
77.将led芯片用银胶粘接在载体的负极焊盘上，其中载体的正面放置1颗led芯片，载体的侧面放置4颗led芯片。这里的led芯片按照波长区分，可以是蓝光、绿光、红光等可见光，也可以是紫外、红外等不可见光；按照芯片结构分可以是水平结构(正负极都在芯片上面)，可以是垂直结构(正极在上面，负极在下面或者正极在下面，负极在上面)，也可以是倒装芯片(正负极都在芯片的下面)，使用不用结构的led芯片需要提前设计好载体的正负极焊盘的电路。如图2-图4所示的led芯片为垂直结构芯片(正极在上面，负极在下面)。
78.s04、将所述led芯片的顶部电极通过导线与其所在面上的第三焊盘电连接，将所述载体上的第三焊盘与所述基板上的第一焊盘通过导线电连接。
79.用金线等导体细线将芯片的电极与载体上对应电极的焊盘电连接，以及载体上的焊盘与pcb上对应电极的焊盘进行电连接，使芯片与载体、载体与pcb之间形成回路。
80.s05、在所述基板、所述载体和所述若干颗led芯片上覆盖保护胶形成保护胶体。
81.采用模压、涂覆、喷涂、点胶等工艺，将封装胶水均匀的制作在pcb上，形成保护层。根据不用led芯片的需要，制作不用种类的胶体。例如蓝光、绿光、红光等可见光可以制作透明胶体，也可以制作荧光胶体，紫外、红外等不可见光则一般制作透明胶体。胶体的材质也可以根据产品的不用功率大小进行选择，如小功率(0.5w以内)一般选用环氧胶水，中功率(0.5-2.5w)一般选硅树脂胶水，大功率(2.5w以上)一般选用硅胶材质的胶水。
82.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
83.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
84.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。