一種led模組及其制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的LED模組，包括LED芯片、芯片散熱底座、線路板和散熱器，所述線路板上設(shè)有通孔，所述芯片散熱底座嵌設(shè)在所述通孔中，所述LED芯片設(shè)置在所述芯片散熱底座的頂面，所述線路板與所述散熱器緊密貼合，所述芯片散熱底座的底面與所述散熱器以面接觸的方式緊密貼合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的LED模組采用階層芯片散熱底座取代了傳統(tǒng)封裝使用的支架，直接將階層芯片散熱底座嵌入線路板的通孔內(nèi)，由于銅制或鋁制的芯片散熱底座具有良好的導熱性能，可直接將LED芯片發(fā)出的熱量傳導至散熱器，可形成一個通暢的散熱通道，從而提高散熱性能，進而降低光衰及增加光通量，延長LED的使用壽命，還降低了生產(chǎn)成本，且工藝簡單。
【專利說明】一種LED模組及其制造工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體應(yīng)用和封裝領(lǐng)域，特別涉及一種LED模組及其制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]LED以其節(jié)能環(huán)保、使用壽命長、啟動時間短、安全性和穩(wěn)定性好等特點，得到越來越廣泛的應(yīng)用，LED照明被認為是人類下一代的綠色環(huán)保照明技術(shù)，但當前LED照明產(chǎn)品造價高，阻礙著其應(yīng)用普及，而LED的散熱問題是LED照明產(chǎn)品造價高的根本原因。LED是靠電子在能帶間躍遷而產(chǎn)生光，其光譜中不含紅外部分，所以LED的熱量不能靠輻射散發(fā)。如果LED芯片的熱量不能及時散發(fā)出去，會加速器件的老化，因此，有效地解決LED芯片的散熱問題，對于提高LED燈具的可靠性和延長壽命具有重要意義。最直接解決散熱的方法莫過于提供一條良好的導熱通道讓熱量從內(nèi)往外散出。
[0003]目前的LED模組封裝結(jié)構(gòu)大致包含以下兩種。一種是將LED芯片封裝到器件的支架上，加蓋球形透鏡，形成LED器件，LED器件固定在鋁基板上，鋁基板與散熱器形成面接觸，熱量通過LED支架、鋁基板等散熱通道后經(jīng)散熱器擴散出去，這種LED封裝方法雖然散熱效果提升，但是需要LED支架，其成本較高，且工藝復雜；并且，在帶有球形透鏡的LED器件上加蓋透鏡組，兩者之間必然存在空氣，而LED器件的球形透鏡和透鏡組的材質(zhì)分別為硅膠和PC塑膠，其折射率遠大于空氣，會導致折射率不匹配，以致出光效率低。另一種是將芯片固定在鋁基板上，將芯片的電極用金線焊接到鋁基板相應(yīng)的電極上，再將熒光粉混合在硅樹脂或硅膠中，將混合有熒光粉的熒光膠設(shè)置在LED的芯片上，然后通過加熱使樹脂固化，接著用一個透明塑料透鏡外殼蓋在芯片上，并在殼體中填滿透明樹脂或硅膠，再次加熱使樹脂或硅膠固化，形成成品。該方法中，焊接在LED芯片上的用于連接鋁基板上電極的金線的長度較長，因此，存在容易斷裂的風險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種LED模組，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的LED模組的LED芯片一般封裝到器件的支架上，導致生產(chǎn)成本較高，且工藝復雜的技術(shù)性問題。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種LED模組的制造工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的LED模組的LED芯片一般封裝到器件的支架上，導致生產(chǎn)成本較高，且工藝復雜的技術(shù)性問題。
[0006]本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種LED模組，包括LED芯片、芯片散熱底座、線路板和散熱器，所述線路板上設(shè)有通孔，所述芯片散熱底座嵌設(shè)在所述通孔中，所述LED芯片設(shè)置在所述芯片散熱底座的頂面，所述線路板與所述散熱器緊密貼合，所述芯片散熱底座的底面與所述散熱器以面接觸的方式緊密貼合，LED芯片發(fā)出的熱量經(jīng)芯片散熱底座傳導到散熱器，再由散熱器傳導到空氣中，形成一通暢的散熱通道。
[0007]優(yōu)選地，所述芯片散熱底座包括底層和設(shè)置在所述底層頂面的凸體，所述底層嵌設(shè)在所述通孔中，所述底層的底面與所述散熱器以面接觸的方式緊密貼合。[0008]優(yōu)選地,所述凸體包括柱狀體。
[0009]優(yōu)選地，所述LED芯片焊接在所述凸體的頂面。
[0010]優(yōu)選地，所述芯片散熱底座的材質(zhì)為銅。
[0011]優(yōu)選地，還包括透鏡組，所述透鏡組設(shè)置在所述LED芯片上方，所述透鏡組與所述LED芯片之間填充有膠體。
[0012]優(yōu)選地，所述透鏡組上設(shè)置有若干凹槽，所述凹槽與所述LED芯片相對應(yīng)，所述凹槽內(nèi)填充有所述膠體，所述膠體為molding膠體。
[0013]優(yōu)選地，所述透鏡組上設(shè)有用于容置密封圈的若干環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有密封圈。
[0014]優(yōu)選地，所述LED芯片通過引線與所述線路板的電極焊盤連接，所述LED芯片上設(shè)
置有熒光膠。
[0015]一種LED模組的制造工藝，包括以下步驟:
(1)、在線路板上沖壓出數(shù)個用于安放芯片散熱底座的通孔；
(2)、將芯片散熱底座嵌入所述通孔中；
(3)、將LED芯片焊接在芯片散熱底座的頂面；
(4)、將線路板與散熱器連接并緊密貼合，使芯片散熱底座的底面與散熱器以面接觸的方式緊密貼合。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟(2)的芯片散熱底座包括底層和設(shè)置在所述底層頂面的凸體。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟(2)進一步包括:采用壓裝治具將芯片散熱底座壓入通孔，使芯片散熱底座的頂面凸出于所述線路板的頂面。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟(3)與所述步驟(4)之間還包括:將引線分別焊接到LED芯片的正負極和線路板的正負極焊盤。
[0019]優(yōu)選地，還包括步驟(5)，步驟(5)在步驟(4)之后，步驟(5)為:在透鏡組上的的凹槽內(nèi)填充膠體，將密封圈放置在透鏡組的環(huán)形凹槽內(nèi)，在密封圈上涂覆液體硅膠。
[0020]優(yōu)選地，還包括步驟(6)，步驟(6)在步驟(5)之后，步驟(6)為:將步驟(4)的安裝有散熱器的線路板倒扣在步驟(5)的透鏡組上。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的LED模組有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明的LED模組采用階層芯片散熱底座取代了傳統(tǒng)封裝使用的支架，直接將階層芯片散熱底座嵌入線路板的通孔內(nèi)，由于銅制或鋁制的芯片散熱底座具有良好的導熱性能，可直接將LED芯片發(fā)出的熱量傳導至散熱器，形成一個通暢的散熱通道，從而提高散熱性能，進而降低光衰及增加光通量，延長LED的使用壽命，還降低了生產(chǎn)成本，且工藝簡單；
2、在透鏡組與LED芯片之間，僅填充膠體，光線經(jīng)過的介質(zhì)少，透過率高；并且膠體與透鏡組的折射率匹配，反射損失少，提高了 LED模組的出光效率；
3、本發(fā)明在透鏡組和安裝有散熱器的線路板之間采用兩個密封圈進行密封，并在密封圈側(cè)邊涂有液體硅膠，起到雙重防護作用，具有很好的密封性和防水性；
4、LED芯片與線路板的電極焊盤之間的距離較近，可縮短金線的長度，從而降低了金線斷裂的風險。
【專利附圖】

【附圖說明】[0022]圖1為本發(fā)明的LED模組的分解示意圖；
圖2為本發(fā)明的芯片散熱底座的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的線路板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的LED模組的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖，詳細說明本發(fā)明。
[0024]請參閱圖1-4，本發(fā)明的LED模組，包括散熱器1、線路板2、芯片散熱底座3、LED芯片6和透鏡組5。其中，線路板2上設(shè)有數(shù)個通孔21，芯片散熱底座3嵌設(shè)在線路板2的通孔21中；LED芯片6設(shè)置在芯片散熱底座3的頂部，LED芯片6通過金線與線路板2的電極焊盤22連接，LED芯片6上點涂有熒光膠；線路板2與散熱器I緊密貼合，芯片散熱底座3的底面與散熱器I以面接觸的方式緊密貼合；透鏡組5設(shè)置在LED芯片6上方，透鏡組5與LED芯片6之間填充有膠體。
[0025]在本實例中，芯片散熱底座3包括底層31和設(shè)置在底層31頂面的凸體32，底層31嵌設(shè)在通孔21中，底層31的底面與散熱器I以面接觸的方式緊密貼合。在本實例中，底層31為條狀體，凸體32為圓柱狀體。LED芯片6焊接在凸體32的頂面。通過金線將LED芯片6上的正負極和線路板的正負極焊盤連接，相對于現(xiàn)有的LED模組，凸體32與正負極焊盤之間的距離縮短，因此，金線的長度也縮短，從而可降低金線斷裂的風險。
[0026]芯片散熱底座的材質(zhì)為銅，也可采用其他熱導率大于300W/(m.K)的其他金屬或非金屬材料。銅具有很好的導熱性能，因此可提高散熱效果。
[0027]線路板基層的材質(zhì)選自陶瓷、銅合金或鋁合金的其中一種。在本實例中，線路板材質(zhì)采用散熱效果較好的鋁合金。
[0028]在透鏡組5上設(shè)置有數(shù)個凹槽，數(shù)個凹槽與數(shù)個LED芯片6相對應(yīng)，凹槽內(nèi)填充有molding膠體。透鏡組5上還設(shè)有用于容置密封圈4的兩個環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有密封圈4。本發(fā)明在透鏡組和安裝有散熱器的線路板之間采用兩個密封圈進行密封，并在密封圈側(cè)邊涂有液體硅膠，可起到雙重防護作用，具有很好的密封性和防水性。
[0029]本發(fā)明的LED模組采用階層芯片散熱底座取代了傳統(tǒng)封裝使用的支架，直接將階層芯片散熱底座嵌入線路板的通孔內(nèi)，由于銅制或鋁制的芯片散熱底座具有良好的導熱性能，可直接將LED芯片發(fā)出的熱量傳導至散熱器，再由散熱器傳導到空氣中，可形成一個通暢的散熱通道，從而提高散熱性能，進而降低光衰及增加光通量，延長LED的使用壽命，還降低了生產(chǎn)成本，且工藝簡單。同時，在透鏡組與LED芯片之間，僅填充膠體，光線經(jīng)過的介質(zhì)少，透過率高；并且膠體與透鏡組的折射率匹配，反射損失少，提高了 LED模組的出光效率。
[0030]本發(fā)明的LED模組的制造工藝，包括以下步驟:
(I)、在鋁制的線路板上沖壓出數(shù)個用于安放芯片散熱底座的通孔。
[0031](2)、采用銅來制作芯片散熱底座，芯片散熱底座包括底層和設(shè)置在底層頂部的凸體，底層31為條狀體，凸體32為圓柱狀體。底層31的側(cè)面形狀與通孔適配。
[0032](3)、采用壓裝治具將底層31從線路板的底部壓入通孔，使凸體32的頂面凸出于線路板頂面，使底層31的底面與線路板的底面處于同一平面。[0033](4)、將LED芯片焊接在凸體32的頂面；
(5)、將金線分別焊接到LED芯片的正負極和線路板的正負極焊盤；
(6)、將線路板通過螺釘安裝在散熱器上；
(7)、在透鏡組上的的凹槽內(nèi)填充molding膠體，將兩個密封圈放置在透鏡組的兩個環(huán)形凹槽內(nèi)，在密封圈上涂覆液體硅膠；
(8)、將步驟(6)的安裝有散熱器的線路板倒扣在步驟(7)的透鏡組上，形成密封的LED模組。
[0034]以上公開的僅為本申請的幾個具體實施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED模組，其特征在于，包括LED芯片、芯片散熱底座、線路板和散熱器，所述線路板上設(shè)有通孔，所述芯片散熱底座嵌設(shè)在所述通孔中，所述LED芯片設(shè)置在所述芯片散熱底座的頂面，所述線路板與所述散熱器緊密貼合，所述芯片散熱底座的底面與所述散熱器以面接觸的方式緊密貼合，LED芯片發(fā)出的熱量經(jīng)芯片散熱底座傳導到散熱器，再由散熱器傳導到空氣中，形成一通暢的散熱通道。
2.如權(quán)利要求1所述的一種LED模組，其特征在于，所述芯片散熱底座包括底層和設(shè)置在所述底層頂面的凸體，所述底層嵌設(shè)在所述通孔中，所述底層的底面與所述散熱器以面接觸的方式緊密貼合。
3.如權(quán)利要求2所述的一種LED模組，其特征在于，所述凸體包括柱狀體。
4.如權(quán)利要求2所述的一種LED模組，其特征在于，所述LED芯片焊接在所述凸體的頂面。
5.如權(quán)利要求2所述的一種LED模組，其特征在于，所述芯片散熱底座的材質(zhì)為銅。
6.如權(quán)利要求1所述的一種LED模組，其特征在于，還包括透鏡組，所述透鏡組設(shè)置在所述LED芯片上方，所述透鏡組與所述LED芯片之間填充有膠體。
7.如權(quán)利要求6所述的一種LED模組，其特征在于，所述透鏡組上設(shè)置有若干凹槽，所述凹槽與所述LED芯片相對應(yīng)，所述凹槽內(nèi)填充有所述膠體，所述膠體為molding膠體。
8.如權(quán)利要求6所述的一種LED模組，其特征在于，所述透鏡組上設(shè)有用于容置密封圈的若干環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有密封圈。
9.如權(quán)利要求1所述的一種LED模組，其特征在于，所述LED芯片通過引線與所述線路板的電極焊盤連接，所述LED芯片上設(shè)置有熒光膠。
10.一種LED模組的制造工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)、在線路板上沖壓出數(shù)個用于安放芯片散熱底座的通孔； (2)、將芯片散熱底座嵌入所述通孔中； (3)、將LED芯片焊接在芯片散熱底座的頂面； (4)、將線路板與散熱器連接并緊密貼合，使芯片散熱底座的底面與散熱器以面接觸的方式緊密貼合。
11.如權(quán)利要求10所述的一種LED模組的制造工藝，其特征在于，所述步驟(2)的芯片散熱底座包括底層和設(shè)置在所述底層頂面的凸體。
12.如權(quán)利要求10所述的一種LED模組的制造工藝，其特征在于，所述步驟(2)進一步包括:采用壓裝治具將芯片散熱底座壓入通孔，使芯片散熱底座的頂面凸出于所述線路板的頂面。
13.如權(quán)利要求10所述的一種LED模組的制造工藝，其特征在于，所述步驟(3)與所述步驟(4)之間還包括:將引線分別焊接到LED芯片的正負極和線路板的正負極焊盤。
14.如權(quán)利要求10所述的一種LED模組的制造工藝，其特征在于，還包括步驟(5)，步驟(5)在步驟(4)之后，步驟(5)為:在透鏡組上的的凹槽內(nèi)填充膠體，將密封圈放置在透鏡組的環(huán)形凹槽內(nèi)，在密封圈上涂覆液體硅膠。
15.如權(quán)利要求14所述的一種LED模組的制造工藝，其特征在于，還包括步驟(6)，步驟(6)在步驟(5)之后，步驟(6)為:將步驟(4)的安裝有散熱器的線路板倒扣在步驟(5)的透鏡組上。
【文檔編號】H01L33/64GK103633235SQ201210303679
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月23日
【發(fā)明者】陳凱, 黃建明 申請人:杭州華普永明光電股份有限公司