一种led模组及其制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明的LED模组，包括LED芯片、芯片散热底座、线路板和散热器，所述线路板上设有通孔，所述芯片散热底座嵌设在所述通孔中，所述LED芯片设置在所述芯片散热底座的顶面，所述线路板与所述散热器紧密贴合，所述芯片散热底座的底面与所述散热器以面接触的方式紧密贴合。与现有技术相比，本发明的LED模组采用阶层芯片散热底座取代了传统封装使用的支架，直接将阶层芯片散热底座嵌入线路板的通孔内，由于铜制或铝制的芯片散热底座具有良好的导热性能，可直接将LED芯片发出的热量传导至散热器，可形成一个通畅的散热通道，从而提高散热性能，进而降低光衰及增加光通量，延长LED的使用寿命，还降低了生产成本，且工艺简单。
【专利说明】一种LED模组及其制造工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体应用和封装领域，特别涉及一种LED模组及其制造工艺。
【背景技术】
[0002]LED以其节能环保、使用寿命长、启动时间短、安全性和稳定性好等特点，得到越来越广泛的应用，LED照明被认为是人类下一代的绿色环保照明技术，但当前LED照明产品造价高，阻碍着其应用普及，而LED的散热问题是LED照明产品造价高的根本原因。LED是靠电子在能带间跃迁而产生光，其光谱中不含红外部分，所以LED的热量不能靠辐射散发。如果LED芯片的热量不能及时散发出去，会加速器件的老化，因此，有效地解决LED芯片的散热问题，对于提高LED灯具的可靠性和延长寿命具有重要意义。最直接解决散热的方法莫过于提供一条良好的导热通道让热量从内往外散出。
[0003]目前的LED模组封装结构大致包含以下两种。一种是将LED芯片封装到器件的支架上，加盖球形透镜，形成LED器件，LED器件固定在铝基板上，铝基板与散热器形成面接触，热量通过LED支架、铝基板等散热通道后经散热器扩散出去，这种LED封装方法虽然散热效果提升，但是需要LED支架，其成本较高，且工艺复杂；并且，在带有球形透镜的LED器件上加盖透镜组，两者之间必然存在空气，而LED器件的球形透镜和透镜组的材质分别为硅胶和PC塑胶，其折射率远大于空气，会导致折射率不匹配，以致出光效率低。另一种是将芯片固定在铝基板上，将芯片的电极用金线焊接到铝基板相应的电极上，再将荧光粉混合在硅树脂或硅胶中，将混合有荧光粉的荧光胶设置在LED的芯片上，然后通过加热使树脂固化，接着用一个透明塑料透镜外壳盖在芯片上，并在壳体中填满透明树脂或硅胶，再次加热使树脂或硅胶固化，形成成品。该方法中，焊接在LED芯片上的用于连接铝基板上电极的金线的长度较长，因此，存在容易断裂的风险。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种LED模组，以解决现有技术中的LED模组的LED芯片一般封装到器件的支架上，导致生产成本较高，且工艺复杂的技术性问题。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种LED模组的制造工艺，以解决现有技术中的LED模组的LED芯片一般封装到器件的支架上，导致生产成本较高，且工艺复杂的技术性问题。
[0006]本发明目的通过以下技术方案实现:
一种LED模组，包括LED芯片、芯片散热底座、线路板和散热器，所述线路板上设有通孔，所述芯片散热底座嵌设在所述通孔中，所述LED芯片设置在所述芯片散热底座的顶面，所述线路板与所述散热器紧密贴合，所述芯片散热底座的底面与所述散热器以面接触的方式紧密贴合，LED芯片发出的热量经芯片散热底座传导到散热器，再由散热器传导到空气中，形成一通畅的散热通道。
[0007]优选地，所述芯片散热底座包括底层和设置在所述底层顶面的凸体，所述底层嵌设在所述通孔中，所述底层的底面与所述散热器以面接触的方式紧密贴合。[0008]优选地,所述凸体包括柱状体。
[0009]优选地，所述LED芯片焊接在所述凸体的顶面。
[0010]优选地，所述芯片散热底座的材质为铜。
[0011]优选地，还包括透镜组，所述透镜组设置在所述LED芯片上方，所述透镜组与所述LED芯片之间填充有胶体。
[0012]优选地，所述透镜组上设置有若干凹槽，所述凹槽与所述LED芯片相对应，所述凹槽内填充有所述胶体，所述胶体为molding胶体。
[0013]优选地，所述透镜组上设有用于容置密封圈的若干环形凹槽，所述环形凹槽内设置有密封圈。
[0014]优选地，所述LED芯片通过引线与所述线路板的电极焊盘连接，所述LED芯片上设
置有荧光胶。
[0015]一种LED模组的制造工艺，包括以下步骤:
(1)、在线路板上冲压出数个用于安放芯片散热底座的通孔；
(2)、将芯片散热底座嵌入所述通孔中；
(3)、将LED芯片焊接在芯片散热底座的顶面；
(4)、将线路板与散热器连接并紧密贴合，使芯片散热底座的底面与散热器以面接触的方式紧密贴合。
[0016]优选地，所述步骤(2)的芯片散热底座包括底层和设置在所述底层顶面的凸体。
[0017]优选地，所述步骤(2)进一步包括:采用压装治具将芯片散热底座压入通孔，使芯片散热底座的顶面凸出于所述线路板的顶面。
[0018]优选地，所述步骤(3)与所述步骤(4)之间还包括:将引线分别焊接到LED芯片的正负极和线路板的正负极焊盘。
[0019]优选地，还包括步骤(5)，步骤(5)在步骤(4)之后，步骤(5)为:在透镜组上的的凹槽内填充胶体，将密封圈放置在透镜组的环形凹槽内，在密封圈上涂覆液体硅胶。
[0020]优选地，还包括步骤(6)，步骤(6)在步骤(5)之后，步骤(6)为:将步骤(4)的安装有散热器的线路板倒扣在步骤(5)的透镜组上。
[0021]与现有技术相比，本发明的LED模组有以下优点:
1、本发明的LED模组采用阶层芯片散热底座取代了传统封装使用的支架，直接将阶层芯片散热底座嵌入线路板的通孔内，由于铜制或铝制的芯片散热底座具有良好的导热性能，可直接将LED芯片发出的热量传导至散热器，形成一个通畅的散热通道，从而提高散热性能，进而降低光衰及增加光通量，延长LED的使用寿命，还降低了生产成本，且工艺简单；
2、在透镜组与LED芯片之间，仅填充胶体，光线经过的介质少，透过率高；并且胶体与透镜组的折射率匹配，反射损失少，提高了 LED模组的出光效率；
3、本发明在透镜组和安装有散热器的线路板之间采用两个密封圈进行密封，并在密封圈侧边涂有液体硅胶，起到双重防护作用，具有很好的密封性和防水性；
4、LED芯片与线路板的电极焊盘之间的距离较近，可缩短金线的长度，从而降低了金线断裂的风险。
【专利附图】
【附图说明】[0022]图1为本发明的LED模组的分解示意图；
图2为本发明的芯片散热底座的结构示意图；
图3为本发明的线路板的结构示意图；
图4为本发明的LED模组的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图，详细说明本发明。
[0024]请参阅图1-4，本发明的LED模组，包括散热器1、线路板2、芯片散热底座3、LED芯片6和透镜组5。其中，线路板2上设有数个通孔21，芯片散热底座3嵌设在线路板2的通孔21中；LED芯片6设置在芯片散热底座3的顶部，LED芯片6通过金线与线路板2的电极焊盘22连接，LED芯片6上点涂有荧光胶；线路板2与散热器I紧密贴合，芯片散热底座3的底面与散热器I以面接触的方式紧密贴合；透镜组5设置在LED芯片6上方，透镜组5与LED芯片6之间填充有胶体。
[0025]在本实例中，芯片散热底座3包括底层31和设置在底层31顶面的凸体32，底层31嵌设在通孔21中，底层31的底面与散热器I以面接触的方式紧密贴合。在本实例中，底层31为条状体，凸体32为圆柱状体。LED芯片6焊接在凸体32的顶面。通过金线将LED芯片6上的正负极和线路板的正负极焊盘连接，相对于现有的LED模组，凸体32与正负极焊盘之间的距离缩短，因此，金线的长度也缩短，从而可降低金线断裂的风险。
[0026]芯片散热底座的材质为铜，也可采用其他热导率大于300W/(m.K)的其他金属或非金属材料。铜具有很好的导热性能，因此可提高散热效果。
[0027]线路板基层的材质选自陶瓷、铜合金或铝合金的其中一种。在本实例中，线路板材质采用散热效果较好的铝合金。
[0028]在透镜组5上设置有数个凹槽，数个凹槽与数个LED芯片6相对应，凹槽内填充有molding胶体。透镜组5上还设有用于容置密封圈4的两个环形凹槽，环形凹槽内设置有密封圈4。本发明在透镜组和安装有散热器的线路板之间采用两个密封圈进行密封，并在密封圈侧边涂有液体硅胶，可起到双重防护作用，具有很好的密封性和防水性。
[0029]本发明的LED模组采用阶层芯片散热底座取代了传统封装使用的支架，直接将阶层芯片散热底座嵌入线路板的通孔内，由于铜制或铝制的芯片散热底座具有良好的导热性能，可直接将LED芯片发出的热量传导至散热器，再由散热器传导到空气中，可形成一个通畅的散热通道，从而提高散热性能，进而降低光衰及增加光通量，延长LED的使用寿命，还降低了生产成本，且工艺简单。同时，在透镜组与LED芯片之间，仅填充胶体，光线经过的介质少，透过率高；并且胶体与透镜组的折射率匹配，反射损失少，提高了 LED模组的出光效率。
[0030]本发明的LED模组的制造工艺，包括以下步骤:
(I)、在铝制的线路板上冲压出数个用于安放芯片散热底座的通孔。
[0031](2)、采用铜来制作芯片散热底座，芯片散热底座包括底层和设置在底层顶部的凸体，底层31为条状体，凸体32为圆柱状体。底层31的侧面形状与通孔适配。
[0032](3)、采用压装治具将底层31从线路板的底部压入通孔，使凸体32的顶面凸出于线路板顶面，使底层31的底面与线路板的底面处于同一平面。[0033](4)、将LED芯片焊接在凸体32的顶面；
(5)、将金线分别焊接到LED芯片的正负极和线路板的正负极焊盘；
(6)、将线路板通过螺钉安装在散热器上；
(7)、在透镜组上的的凹槽内填充molding胶体，将两个密封圈放置在透镜组的两个环形凹槽内，在密封圈上涂覆液体硅胶；
(8)、将步骤(6)的安装有散热器的线路板倒扣在步骤(7)的透镜组上，形成密封的LED模组。
[0034]以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
【权利要求】
1.一种LED模组，其特征在于，包括LED芯片、芯片散热底座、线路板和散热器，所述线路板上设有通孔，所述芯片散热底座嵌设在所述通孔中，所述LED芯片设置在所述芯片散热底座的顶面，所述线路板与所述散热器紧密贴合，所述芯片散热底座的底面与所述散热器以面接触的方式紧密贴合，LED芯片发出的热量经芯片散热底座传导到散热器，再由散热器传导到空气中，形成一通畅的散热通道。
2.如权利要求1所述的一种LED模组，其特征在于，所述芯片散热底座包括底层和设置在所述底层顶面的凸体，所述底层嵌设在所述通孔中，所述底层的底面与所述散热器以面接触的方式紧密贴合。
3.如权利要求2所述的一种LED模组，其特征在于，所述凸体包括柱状体。
4.如权利要求2所述的一种LED模组，其特征在于，所述LED芯片焊接在所述凸体的顶面。
5.如权利要求2所述的一种LED模组，其特征在于，所述芯片散热底座的材质为铜。
6.如权利要求1所述的一种LED模组，其特征在于，还包括透镜组，所述透镜组设置在所述LED芯片上方，所述透镜组与所述LED芯片之间填充有胶体。
7.如权利要求6所述的一种LED模组，其特征在于，所述透镜组上设置有若干凹槽，所述凹槽与所述LED芯片相对应，所述凹槽内填充有所述胶体，所述胶体为molding胶体。
8.如权利要求6所述的一种LED模组，其特征在于，所述透镜组上设有用于容置密封圈的若干环形凹槽，所述环形凹槽内设置有密封圈。
9.如权利要求1所述的一种LED模组，其特征在于，所述LED芯片通过引线与所述线路板的电极焊盘连接，所述LED芯片上设置有荧光胶。
10.一种LED模组的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)、在线路板上冲压出数个用于安放芯片散热底座的通孔； (2)、将芯片散热底座嵌入所述通孔中； (3)、将LED芯片焊接在芯片散热底座的顶面； (4)、将线路板与散热器连接并紧密贴合，使芯片散热底座的底面与散热器以面接触的方式紧密贴合。
11.如权利要求10所述的一种LED模组的制造工艺，其特征在于，所述步骤(2)的芯片散热底座包括底层和设置在所述底层顶面的凸体。
12.如权利要求10所述的一种LED模组的制造工艺，其特征在于，所述步骤(2)进一步包括:采用压装治具将芯片散热底座压入通孔，使芯片散热底座的顶面凸出于所述线路板的顶面。
13.如权利要求10所述的一种LED模组的制造工艺，其特征在于，所述步骤(3)与所述步骤(4)之间还包括:将引线分别焊接到LED芯片的正负极和线路板的正负极焊盘。
14.如权利要求10所述的一种LED模组的制造工艺，其特征在于，还包括步骤(5)，步骤(5)在步骤(4)之后，步骤(5)为:在透镜组上的的凹槽内填充胶体，将密封圈放置在透镜组的环形凹槽内，在密封圈上涂覆液体硅胶。
15.如权利要求14所述的一种LED模组的制造工艺，其特征在于，还包括步骤(6)，步骤(6)在步骤(5)之后，步骤(6)为:将步骤(4)的安装有散热器的线路板倒扣在步骤(5)的透镜组上。
【文档编号】H01L33/64GK103633235SQ201210303679
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月23日 优先权日:2012年8月23日
【发明者】陈凯, 黄建明 申请人:杭州华普永明光电股份有限公司