[发明专利]一种用于汽车前照灯的LED模块封装方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车配件技术领域，更具体地，涉及一种用于汽车前照灯的LED模块封装方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode)是一种基于P-N结电致发光原理制成的半导体发光器件，与普通光源相比，具备使用寿命长、启动时间短、电光转换效率高、便于实现AFS功能和车灯造型灵活等优点，因而在汽车光源领域获得了较多应用。目前国外LED前照灯已从高端车型向低端车型进行转变，国内厂家也纷纷跟进，使得LED车灯模块需求量急速增加，具有巨大的市场潜力。

然而，对于现有的汽车前照灯LED光源模块而言，由于汽车照明标准对于光源发光面的致密度要求严格，芯片需密集排布，这相应会带来芯片侧面出光相互干扰的问题。研究表明，水平电极结构的LED芯片侧面出光大约占总出光的40％，侧面出光的干扰大大降低了模块的出光效率；而且出光角度和位置会改变侧面出光在荧光粉中的光程，降低了出光均匀性。针对上述问题，现有技术中主要的解决方式为使用倒装电极LED芯片或者垂直电极LED芯片，这会大大提高芯片成本；考虑到芯片密集排布对封装中固晶精度提出了严格要求，目前提高封装精度的方法主要为提高固晶设备的精度，但这同样会大大提高模块的封装成本。

此外，现有的汽车前照灯LED光源模块还存在模块温度偏高、湿气隔绝效果较差、可靠性和使用寿命低等集中体现的一些问题。由于LED模块中荧光粉存在自发热现象，其恶劣的散热条件导致荧光粉层温度远远高于芯片结温，成为热可靠性的一个瓶颈，而且对芯片温度的影响大大降低了芯片的可靠性。针对模块温度偏高的问题，现有的解决方案主要是改变荧光粉的浓度来改善荧光粉分布，但是会同时降低模块的光效，难以进行高效的光热协同设计。同时，车灯模块使用环境多变恶劣，荧光粉硅胶层较易透过湿气，这会大幅降低芯片的可靠性和使用寿命；目前的解决办法主要为利用密封胶将车灯外壳密封以隔绝外界空气，但是会带来车灯一次性使用、外围散热难以设计等问题。因此，相关领域中亟需寻找更为完善的解决方案，以便获得高效、可靠和低成本的汽车前照灯LED模块产品。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于汽车前照灯的LED模块封装方法，其中通过对其关键工艺步骤及其工艺参数进行改进，相应可以控制模块发光面的出光空间均匀性，并有效反射芯片的侧面出光，由此达到提高整体光效的目的；此外还具备封装精度高、散热性能好、湿气透过率降低和模块使用寿命长等优点，因而尤其适用于汽车前照灯LED光源制备之类的用途。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于汽车前照灯的LED模块封装方法，其特征在于，该方法包括：

(a)上层基板和中层基板的贴合步骤

利用半固化片将上层基板和中层基板彼此对准贴合，其中上层基板加工有通槽结构；中层基板的上、下表面均覆盖有金属层，并在上表面设置有相互间隔的多颗芯片焊盘；此外在贴合过程中，将中层基板设置有多个芯片焊盘的区域对准于上层基板的通槽结构来执行贴合；

(b)固晶步骤

分别在每颗芯片焊盘上滴涂焊料，将LED芯片按照电极极性贴放在焊盘上，然后放入回流炉执行回流固化，在此过程中，利用焊料的液体表面张力的作用使得芯片与芯片焊盘自动执行对准调整；

(c)下层基板和中层基板的焊接步骤

将下层基板的上表面滴涂焊料并与中层基板对准贴合，然后放入回流炉中执行回流固化；接着，利用引线键合机完成各个LED芯片的电路连接；

(d)芯片侧面填充步骤

将陶瓷粉末和硅胶的混合物填充在各个LED芯片彼此间隔的侧面区域，保证填充高度与芯片的上表面基本相平齐，然后执行加热固化；

(e)荧光粉硅胶填充步骤

向上层基板的通槽结构内继续填充荧光粉硅胶，直至填满整个通槽结构使之与上层基板的上表面基本相平齐，然后将整个模块执行升温固化，由此完成LED模块的整个封装过程。

作为进一步优选地，在步骤(a)中，所述上层基板由导热性材料制成，优选为铝或者陶瓷；所述中层基板的材质为AlN或者Al2O3。

作为进一步优选地，在步骤(b)中，在每颗芯片焊盘上滴涂的焊料量优选控制为0.04μl～0.1μl，焊料厚度为30μm～40μm；并使得LED芯片按照电极极性在45度的偏离角度内贴放在焊盘上。

作为进一步优选地，所述芯片焊盘呈阵列式排列，并且在步骤(c)中，完成各个LED芯片的电路连接，使得每行的芯片之间串联连接，而相邻两列之间的芯片并联连接。