CN116995170B - 一种电极封装结构和发光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光电器件封装技术领域，提供了一种该电极封装结构和发光模组，该电极封装结构包括封装基座和设置在所述封装基座的设置有发光件的一侧的正面电极；本发明提供的该电极封装结构适于应用在发光模组的单个封装体中，通过将现有电极封装体背部电极引入到该电极封装结构的上表面，即将正面电极设置在出光面的同一侧，可以实现所述该电极封装结构正面电极识别和正面点亮功能，便于发光模组快速进行失效观察与定位。
Description
技术领域
本发明涉及光电器件封装技术领域，特别是涉及一种电极封装结构和发光模组。
背景技术
当前光电器件封装，尤其大功率可见光或者紫外部分，随着技术的提升，电功率，辐射通量正在逐步提升，被广泛的应用于植物照明等领域。但应用过程中一般很少采用单颗光源独立应用，多为模组应用，以满足对照射强度的要求。图1示出了现有的一种典型发光模组的电路示意图，由于现有的发光模组只有一个总的输入输出端来控制多个电路，因此在发生失效时，无法对模组内具体的失效位置进行定位，只能定位置某一支路存在失效。
换句话说，现有贴片式封装器件电极都位于封装器件底部，在高密度贴装的同时，一旦发生失效，由于电路设计存在串联或者并联等复杂电路，无法定位至精确的失效部位，因此给检测维修带来不便。
发明内容
本发明的一目的是，提供一种电极封装结构和发光模组，该电极封装结构应用在发光模组的单个封装体中，通过将正面电极设置在出光面的一侧，可以实现单个封装体正面电极识别、正面点亮功能，便于发光模组快速进行失效观察与定位。
本发明在一方面提供了一种电极封装结构，包括：
封装基座，其具有用于安装发光件的上表面和与所述上表面相对的并用于安装热沉的下表面；
正面电极，其设在所述封装基座的设置有所述发光件的一侧。
可选地，所述电极封装结构还包括设置在所述封装基座的所述上表面的封装电极和设置在所述封装基座的所述下表面的贴片电极，其中所述封装电极与所述贴片电极通过贯穿所述封装基座的通孔形成电性连接。
可选地，所述封装电极、所述贴片电极、所述热沉为金属层，厚度为20～100um；所述通孔填充有导电金属；所述封装基座为单层或多层陶瓷结构。
可选地，所述封装电极包括分别设置在所述封装基座的所述上表面的第一封装电极和第二封装电极，所述贴片电极包括分别设置在所述封装基座的所述下表面的第一贴片电极和第二贴片电极，所述通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一封装电极通过所述第一通孔与所述第一贴片电极电性连接，所述第二封装电极通过所述第二通孔与所述第二贴片电极电性连接。
可选地，所述正面电极包括分别设置在所述第一封装电极和所述第二封装电极之上的第一正面电极与第二正面电极，所述第一正面电极和所述第二正面电极的厚度范围均为100～300um；且均小于所述发光件的厚度。
可选地，所述正面电极包括分别设置在所述封装基座的所述上表面的对角上的第一正面电极与第二正面电极，所述第一正面电极和所述第二正面电极的顶面与所述封装基座的所述上表面持平或略低于所述封装基座的所述上表面。
可选地，所述第一正面电极和所述第二正面电极的顶面与所述封装基座的所述上表面之间的间距为0～100um。
可选地，所述封装基座为多层陶瓷结构，所述电极封装结构还包括用于电连接所述第一正面电极与所述第一贴片电极的第三通孔和用于电连接所述第二正面电极与所述第二贴片电极的第四通孔，所述第三通孔和所述第四通孔均贯通所述多层陶瓷结构。
可选地，所述封装基座为多层陶瓷结构，且所述多层陶瓷结构的上表面的两侧分别设置有围坝，所述第一封装电极和所述第二封装电极设置在两个所述围坝之间，两个所述围坝分别为第一围坝和第二围坝，所述正面电极包括自所述第一封装电极延伸至所述第一围坝的内侧壁的第一正面电极和自所述第二封装电极延伸至所述第二围坝的内侧壁的第二正面电极。
可选地，所述正面电极与所述围坝的顶部持平或略低于所述围坝的顶部，所述正面电极的顶面与所述围坝的顶部之间的间距为0～100um。
可选地，所述封装基座为多层陶瓷结构，且所述多层陶瓷结构的上表面的两侧分别设置有围坝，所述第一封装电极和所述第二封装电极设置在两个所述围坝之间，两个所述围坝分别为第一围坝和第二围坝，所述正面电极包括分别电性连接于所述第一封装电极和所述第二封装电极的第一正面电极和第二正面电极，其中所述第一正面电极和所述第二正面电极均包括自对应的封装电极连通至对应的围坝的底部的连通部和自所述连通部延伸自所述围坝的外侧壁的延伸部。
可选地，所述连通部的宽度为100um～500um。
可选地，所述封装基座为金属件，所述金属件由第一绝缘构件分隔形成第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极的顶部设置有第二绝缘构件，所述正面电极包括设置在所述第二绝缘构件上的第一正面电极和第二正面电极。
可选地，所述第一正面电极和所述第二正面电极的顶面与所述第二绝缘构件的顶面持平或略低于所述第二绝缘构件的顶面，所述第一正面电极和所述第二正面电极的顶面与所述第二绝缘构件的顶面之间的间距为0～100um。
可选地，所述第一绝缘构件为T型结构，所述第二绝缘构件为绝缘涂层，所述第一绝缘构件和所述第二绝缘构件采用树脂、陶瓷、玻璃纤中的任一种材料制成。
可选地，所述第一正面电极与所述第二正面电极的形状相同或不同。
本发明在另一方面提供了一种发光模组，包括多个串联或并联连接的所述电极封装结构。
本发明提供的电极封装结构适于应用在发光模组的单个封装体中，通过将现有电极封装体背部电极引入到电极封装结构的上表面，即将正面电极设置在出光面的同一侧，可以实现所述电极封装结构正面电极识别和正面点亮功能，通过在发光模组的单个封装体中增设正面电极，可以在某一支路内进行进一步的筛查，精确定位至失效位置，继而进行相应的维修，有利于提高检修效率。
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
附图说明
图1为现有的一种典型发光模组的电路示意图。
图2为本发明的实施例1的电极封装结构的剖视示意图。
图3为本发明的实施例1的电极封装结构的俯视图。
图4为本发明的实施例1的电极封装结构的仰视图。
图5为本发明的实施例2的电极封装结构的剖视示意图。
图6为本发明的实施例2的电极封装结构的俯视图。
图7为本发明的实施例2的电极封装结构的仰视图。
图8为本发明的实施例3的电极封装结构的剖视示意图。
图9为本发明的实施例4的电极封装结构的剖视示意图。
图10为本发明的实施例4的电极封装结构的俯视图。
图11为本发明的实施例4的电极封装结构的仰视图。
图12为本发明的实施例5的电极封装结构的剖视示意图。
图13为本发明的实施例5的电极封装结构的俯视图。
图14为本发明的实施例5的电极封装结构的仰视图。
图15为本发明的实施例6的电极封装结构的剖视示意图。
图16为本发明的实施例6的电极封装结构的俯视图。
图17为本发明的实施例6的电极封装结构的仰视图。
附图标号说明：电极封装结构100；封装基座10；上表面101；下表面102；多层陶瓷结构103；正面电极20；第一正面电极21；第二正面电极22；连通部201；延伸部202；封装电极30；第一封装电极31；第二封装电极32；贴片电极40；第一贴片电极41；第二贴片电极42；通孔50；第一通孔51；第二通孔52；第三通孔53；第四通孔54；发光件61；热沉62；围坝63；第一围坝631；第二围坝632；金属件104；第一电极71；第二电极72；第一绝缘构件81；第二绝缘构件82；保护层90。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图2至图17所示，本发明提供的一种电极封装结构100的具体结构被阐明。
具体地，本发明的电极封装结构100包括封装基座10和设置在封装基座10的设置有发光件61的一侧的正面电极20。也就是说，正面电极20设置在电极封装结构100的出光面的同一侧。
进一步地，封装基座10具有用于安装发光件61的上表面101和与上表面101相对的并用于安装热沉62的下表面102；电极封装结构100还包括设置在封装基座10的上表面101的封装电极30和设置在封装基座10的下表面102的贴片电极40，其中封装电极30与贴片电极40通过贯穿封装基座10的通孔50形成电性连接。
可选地，封装电极30、贴片电极40、热沉62为金属层，厚度为20～100um；通孔50填充有导电金属；封装基座10为单层或多层陶瓷结构103，或者为金属件104。
本发明提供的电极封装结构100适于应用在发光模组的单个封装体中，通过将现有电极封装体背部电极引入到电极封装结构100的上表面101，即将正面电极20设置在出光面的同一侧，可以实现电极封装结构100正面电极识别和正面点亮功能。
以下将结合附图2至图17对本发明的具体实施例的电极封装结构100的具体结构进行阐明。
实施例1
如图2至图4所示，本发明的电极封装结构100包括封装基座10、设置在封装基座10的上表面101的封装电极30和设置在封装基座10的下表面102的贴片电极40以及设置在封装电极30之上的正面电极20，其中封装电极30与贴片电极40通过贯穿封装基座10的通孔50形成电性连接。
进一步地，发光件61设置在封装基座10的上表面101，热沉62设置在封装基座10的下表面102，因此，封装基座10的上表面101为出光面，下表面102为热沉面。
可以理解的是，本发明提供的该电极封装结构100适于应用在发光模组的单个封装体中，本发明通过将封装电极30、正面电极20均设置在出光面，以此能够实现该电极封装结构100正面电极识别和正面点亮功能，便于对发光模组的某一支路内进行进一步的筛查，精确定位至失效位置，继而进行相应的维修，有利于提高检修效率。
进一步地，封装电极30包括分别设置在封装基座10的上表面101的第一封装电极31和第二封装电极32，贴片电极40包括分别设置在封装基座10的下表面102的第一贴片电极41和第二贴片电极42，通孔50包括第一通孔51和第二通孔52，第一封装电极31通过第一通孔51与第一贴片电极41电性连接，第二封装电极32通过第二通孔52与第二贴片电极42电性连接。
值得一提的是，第一通孔51和第二通孔52中填充有金属铜，以形成第一封装电极31与第一贴片电极41以及第二封装电极32与第二贴片电极42之间电性连接的状态。
进一步地，正面电极20包括分别设置在第一封装电极31和第二封装电极32之上的第一正面电极21与第二正面电极22。
应该理解的是，第一正面电极21和第二正面电极22的厚度不能太薄，太薄容易被封装制程中的模制层覆盖遮挡。也不能太厚，太厚容易造成制备工艺困难。因此，优选地，第一正面电极21和第二正面电极22的厚度H2的范围均为100～300um。
另外，如正面电极20的厚度过厚则会影响该电极封装结构100的光场分布，因此第一正面电极21和第二正面电极22的厚度H2被设置为均小于发光件61的厚度H1，即H2<H1，以避免影响光场分布。
特别地，第一正面电极21和第二正面电极22可以是相同形状或者是不同形状，本发明对此不作限制。
在这一实施例中，第一正面电极21的形状为圆形，第二正面电极22的形状为四方形，即两者形状不同，以便于区别极性。
另外，第一贴片电极41和第二贴片电极42，第一封装电极31和第二封装电极32的形状也可以相同或不同，可以为圆形、三角形、四边形、五边形等多边形或不规则形状的组合，本发明对此不作限制，在这一实施例中，第一贴片电极41的形状为具有三角形缺口的长方形结构，第二贴片电极42的形状为四边形，第一封装电极31的形状为四边形与半圆形的组合，第二封装电极32的形状为梯形和长方形的组合。
特别地，第一封装电极31、第二封装电极32、第一贴片电极41、第二贴片电极42以及热沉62可以由金属Cu构成，其上表面101处理如N i、Au、Ag，厚度为50～100μm。
实施例2
如图5至图7所示，与实施例1不同的是，实施例2的封装基座10为多层陶瓷结构103，多层陶瓷结构103由LTCC(低温共烧陶瓷)或者HTCC(高温共烧陶瓷)工艺成型。
可以理解的是，封装基座10的上表面101为多层陶瓷结构103最上层的陶瓷层的顶面，下表面102为多层陶瓷结构103最下层的陶瓷层的底面，且发光件61和热沉62分别设置在多层陶瓷结构103的顶面和底面。封装基座10还包括分别设置在多层陶瓷结构103的上表面101的两侧两个围坝63，两个围坝63分别为第一围坝631和第二围坝632。
进一步地，封装电极30包括设置在多层陶瓷结构103的上表面101的第一封装电极31和第二封装电极32，第一封装电极31和第二封装电极32位于两个围坝63之间，贴片电极40包括分别设置在多层陶瓷结构103的下表面102的第一贴片电极41和第二贴片电极42，通孔50包括贯穿多层陶瓷结构103的第一通孔51和第二通孔52，第一封装电极31通过第一通孔51与第一贴片电极41电性连接，第二封装电极32通过第二通孔52与第二贴片电极42电性连接。
值得一提的是，在这一实施例中，第一通孔51和第二通孔52均为弯折形的通孔50，即是由贯通多层陶瓷结构103的每一层陶瓷层的通孔50组合构成，第一通孔51和第二通孔52中填充有金属铜，以形成第一封装电极31与第一贴片电极41以及第二封装电极32与第二贴片电极42之间电性连接的状态。
特别地，在这一实施例中，正面电极20包括设置分别设置在第一围坝631和第二围坝632上的第一正面电极21和第二正面电极22，且第一正面电极21与第二正面电极22处于封装基座10的两个对角位置。
在这一实施例中，正面电极20不能高于围坝63顶部，以免影响光场分布，也不能与围坝63的顶部之间的距离超过100μm，容易造成测试困难。因此优选地，正面电极20的顶面与围坝63的顶部持平或略低于围坝63的顶部，正面电极20的顶面与围坝63的顶部之间的间距为0～100um。
进一步地，该电极封装结构100还包括贯通第一围坝631和多层陶瓷结构103的第三通孔53和贯通第二围坝632和多层陶瓷结构103的第四通孔54，第一正面电极21通过第三通孔53与第一贴片电极41电性连接，第二正面电极22通过第四通孔54与第二贴片电极42电性连接。
特别地，第一正面电极21和第二正面电极22，第一封装电极31与第二封装电极32以及第一贴片电极41与第二贴片电极42可以是相同形状或者是不同形状，本发明对此不作限制。
在这一实施例中，第一正面电极21的形状为四方形，第二正面电极22的形状为圆形，即两者形状不同，以便于区别极性。第一封装电极31与第二封装电极32的形状均为具有倒圆角的四边形，第一贴片电极41的形状为具有缺角的四边形，第一贴片电极41的形状为四边形。
值得一提的是，在这一实施例中，第一封装电极31、第二封装电极32、第一贴片电极41、第二贴片电极42、热沉62、第一封装电极31、第二封装电极32可以由金属构成，厚度为20～100um。
实施例3
如图8所示，实施例3的电极封装结构100为实施例2的变形实施例，与实施例2不同的是，实施例3的电极封装结构100还在正面电极20的表面覆盖有一保护层90，保护层90由硅胶等具有自我修复功能的材料制成，作用为保护正面电极，避免正面电极20在日常应用中因意外原因造成正面短路以及防止水汽等环境对正面电极20的表面腐蚀。保护层90的厚度不能太厚，太厚容易在测试时很难实现探针与正面电极20的接触，造成测试困难，为了保证保护效果，厚度也不能太薄，在薄于20um时保护效果不好。因此，保护层90的厚度范围优选为20～50um。
应该理解的是，本发明的其他实施例的正面电极20表面也可以覆盖有保护层90，本发明对此不作限制。
实施例4
如图9至图11所示，实施例4的电极封装结构100为实施例2的变形实施例，与实施例2不同的是，实施例4的正面电极20沿围坝63的内侧面延伸覆盖，且正面电极20的顶面与围坝63的顶面持平或者略低于围坝63的顶面。
特别地，正面电极20的顶面与围坝63的顶部之间的间距为0～100um。
具体地，正面电极20包括自第一封装电极31延伸至第一围坝631的内侧壁的第一正面电极21和自第二封装电极32延伸至第二围坝632的内侧壁的第二正面电极22。可以理解的是，本发明将正面电极沿内侧壁分布，能够避免在对应的围坝打孔，降低水汽入侵概率，提高可靠性。
实施例4的其他结构与实施例2相同，在此不再赘述。
实施例5
如图12至图14所示，实施例5的电极封装结构100也为实施例2的变形实施例，与实施例2不同的是，实施例5的正面电极20自封装电极30连通至围坝63的底部，并由底部延伸至围坝63的外侧壁。
具体地，正面电极20包括分别电性连接于第一封装电极31和第二封装电极32的第一正面电极21和第二正面电极22，其中第一正面电极21和第二正面电极22均包括自对应的封装电极30连通至对应的围坝63的底部的连通部201和自连通部201延伸自围坝63的外侧壁的延伸部202。
特别地，由于低于100um线宽太细，容易增加工艺难度，而大于500um容易造成器件密封性变差，因此在这一实施例中，正面电极20的连通部201的宽度设置为100um～500um。
实施例5的其他结构与实施例2相同，在此不再赘述。
实施例6
如图15至图17所示，在实施例6中，封装基座10为金属件104，金属件104由第一绝缘构件81分隔形成第一电极71和第二电极72，第一电极71和第二电极72的顶部设置有第二绝缘构件82，正面电极20包括设置在第二绝缘构件82上的第一正面电极21和第二正面电极22。
特别地，正面电极20不能高于第二绝缘构件82的顶面，以免影响光场分布，也不能与第二绝缘构件82的顶面之间的距离超过100μm，容易造成测试困难。因此优选地，第一正面电极21和第二正面电极22的顶面与第二绝缘构件82的顶面持平或略低于第二绝缘构件82的顶面，第一正面电极21和第二正面电极22的顶面与第二绝缘构件82的顶面之间的间距为0～100um。
值得一提的是，第一绝缘构件81为T型结构，第二绝缘构件82为绝缘涂层，第一绝缘构件81和第二绝缘构件82采用树脂、陶瓷、玻璃纤中的任一种材料制成。
在这一实施例中，第一正面电极21的形状为圆形，第二正面电极22的形状为四边形，两者形状不同，以便于区分极性。
可以理解的是，本发明在另一方面提供了一种发光模组，包括多个串联或并联连接的该电极封装结构100。通过在该发光模组的单个封装体中增设正面电极20，可以在某一支路内进行进一步的筛查，精确定位至失效位置，继而进行相应的维修，有利于提高检修效率。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种电极封装结构，其特征在于，包括：
封装基座，其具有用于安装发光件的上表面和与所述上表面相对的并用于安装热沉的下表面；
正面电极，其设在所述封装基座的设置有所述发光件的一侧；
还包括设置在所述封装基座的所述上表面的封装电极和设置在所述封装基座的所述下表面的贴片电极，其中所述封装电极与所述贴片电极通过贯穿所述封装基座的通孔形成电性连接；所述封装电极、所述贴片电极、所述热沉为金属层，所述通孔填充有导电金属；所述封装基座为单层或多层陶瓷结构；
所述封装电极包括分别设置在所述封装基座的所述上表面的第一封装电极和第二封装电极，所述贴片电极包括分别设置在所述封装基座的所述下表面的第一贴片电极和第二贴片电极，所述通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一封装电极通过所述第一通孔与所述第一贴片电极电性连接，所述第二封装电极通过所述第二通孔与所述第二贴片电极电性连接；所述正面电极包括分别电性连接于所述第一封装电极和所述第二封装电极的第一正面电极和第二正面电极，所述第一正面电极与所述第二正面电极的形状相同或不同；
所述封装基座为多层陶瓷结构，且所述多层陶瓷结构的上表面的两侧分别设置有围坝，所述第一封装电极和所述第二封装电极设置在两个所述围坝之间，两个所述围坝分别为第一围坝和第二围坝，所述第一正面电极和所述第二正面电极均包括自对应的封装电极连通至对应的围坝的底部的连通部和自所述连通部延伸自所述围坝的外侧壁的延伸部。
2.根据权利要求1所述的电极封装结构，其特征在于，所述正面电极包括分别设置在所述第一封装电极和所述第二封装电极之上的第一正面电极与第二正面电极。
3.根据权利要求2所述的电极封装结构，其特征在于，所述正面电极包括分别设置在所述封装基座的所述上表面的对角上的第一正面电极与第二正面电极，所述第一正面电极和所述第二正面电极的顶面与所述封装基座的所述上表面持平或略低于所述封装基座的所述上表面。
4.根据权利要求3所述的电极封装结构，其特征在于，所述封装基座为多层陶瓷结构，所述电极封装结构还包括用于电连接所述第一正面电极与所述第一贴片电极的第三通孔和用于电连接所述第二正面电极与所述第二贴片电极的第四通孔，所述第三通孔和所述第四通孔均贯通所述多层陶瓷结构。
5.根据权利要求3所述的电极封装结构，其特征在于，所述封装基座为多层陶瓷结构，且所述多层陶瓷结构的上表面的两侧分别设置有围坝，所述正面电极与所述围坝的顶部持平或略低于所述围坝的顶部；所述第一封装电极和所述第二封装电极设置在两个所述围坝之间，两个所述围坝分别为第一围坝和第二围坝，所述正面电极包括自所述第一封装电极延伸至所述第一围坝的内侧壁的第一正面电极和自所述第二封装电极延伸至所述第二围坝的内侧壁的第二正面电极。
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