CN102104092A - 一种利于散热的新型led封装方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利于散热的新型LED封装方法和装置，通过在底板热沉上采用粘接等方式结合一个导热性能良好的整体铝合金点胶外框，平面性地与底板热沉粘接在一起，保证热量能够充分地从底板热沉传导到这个整体的铝合金点胶外框上。这种处理，相当于在底板热沉上附着了一个散热器，从而很好的缓解了现有技术中LED所存在的散热问题。

Description

一种利于散热的新型LED封装方法和装置

技术领域

本发明涉及电子半导体技术领域，特别是涉及一种利于散热的新型LED封装方法和装置。

背景技术

目前，传统的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)封装产品主要分为这样几种类型：单珠直插、食人鱼、SMD(单颗或多颗)、大功率(单颗或多颗集成)等。这些封装都是在不同的专用支架上完成的。

具体的，单珠直插型LED产品的支架有正、负两支引脚，其中负极引脚的头部经过冲压组成一个碗状的反射帽。LED芯片就在这个反射帽中完成固晶、焊线、点胶工序，最后，环氧树脂在支架外部封装出一个圆帽状的透镜，管理出光。点胶工序就是将荧光胶涂布在反射帽里，包裹住焊好线的LED芯片和金线。

食人鱼型LED产品中也有一个经过冲压形成的反光碗以及环氧树脂封装出的透镜，他们在产品中所起到的作用与单珠直插型LED产品中的碗状反射帽和圆帽状环氧树脂透镜相类似。

SMD型LED产品的支架是将经过冲压、镀银的金属焊盘结构包裹在一种专用的绝缘胶体中制成的。经过镀银处理的金属焊盘具有一定的反光性，LED芯片直接固晶、焊线在金属焊盘上；专用绝缘胶体组成的部分有一个中空的圆柱形结构，也可以是有一定倾斜角度的碗形结构，荧光胶就被涂布在这个区域里。

大功率型LED产品的支架是由一个金属底座和经过冲压的引脚共同包裹在专用的绝缘胶体结构中制成的。金属底座上有一个下凹结构，用于承载荧光胶。最后封装出的胶体透镜和经过镀银处理的金属底座一起控制LED的光反射和出光角度。

然而，现有技术的LED支架中所具有的碗状或者类似碗状的结构大多采用冲压金属材料的方法来加工成型，冲压后的金属材料厚度和体积都有限，仅仅起到一部分的反光作用和围堵荧光胶的作用，对于保障LED产品寿命的散热问题，并起不到实质性帮助；相反，如果在涂点荧光胶以后，还用胶体封装透镜结构的话，就更会阻止热量从该结构部分散出。且基于传统结构的LED支架面积、体积有限，导热、散热不充分，为了保证产品寿命和品质，所有经过封装的LED光源都必须再经过结构设计，安装在能够导热、散热的铝基板热沉和散热器热沉上，才能形成LED应用产品。这使得后续工艺非常繁琐。此外，传统技术使用的LED支架，大多用于单颗LED芯片的独立封装，如果对多颗LED芯片进行大面积的统一封装，就会遇到难度，不容易实现。

因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种有效的处理措施，以解决现有技术中存在的缺陷，有效解决LED存在的散热问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利于散热的新型LED封装方法和装置，用以有效解决LED的散热问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种利于散热的新型LED封装方法，所述方法包括：

选取导热系数大于等于80瓦/米·开尔文的金属加工整体点胶外框；

将所述点胶外框与底板热沉进行结合；

在点胶外框与底板热沉结合后所露出的固晶区域封装LED芯片。

优选的，所述点胶外框的表面为波浪状、柱状或锯齿状。

优选的，所述方法还包括：

对所述点胶外框的表面进行金属阳极氧化、电镀、喷涂或打磨抛光处理，以获取高反射率的光反射面。

优选的，所述固晶区域用于封装一颗或多颗LED芯片。

优选的，所述结合的方式为嵌合、冲压或粘接。

优选的，所述加工整体点胶外框的金属为银、铜、金、铝、铁、铝合金或镁合金。

优选的，所述固晶区域的形状为方形、圆形或者多边形。

本发明还公布了一种利于散热的新型LED封装装置，所述装置包括：

第一处理模块，用于选取导热系数大于等于80瓦/米·开尔文的金属加工整体点胶外框；

第二处理模块，用于将所述点胶外框与底板热沉进行结合；

第三处理模块，用于在点胶外框与底板热沉结合后所露出的固晶区域封装LED芯片。

优选的，所述装置还包括：

第四处理模块，用于对所述点胶外框的表面进行金属阳极氧化、电镀、喷涂或打磨抛光处理，以获取高反射率的光反射面。

优选的，所述第一处理模块将整体点胶外框的表面加工为波浪状、柱状或锯齿状。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过在底板热沉上采用粘接等方式结合一个导热性能良好的整体铝合金点胶外框，平面性地与底板热沉粘接在一起，保证热量能够充分地从底板热沉传导到这个整体的铝合金点胶外框上。这种处理，相当于在底板热沉上附着了一个散热器，从而很好的缓解了现有技术中LED所存在的散热问题。

附图说明

图1是本发明实施例一所述的一种利于散热的新型LED封装方法的流程图；

图2是本发明实施例一所述的具有所述方法特性的一种利于散热的新型LED封装示意图；

图3是本发明实施例二所述的一种利于散热的新型LED封装装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

LED产品在工作过程中，芯片会产生热量，如果这种热量不能有效快速地被导出，就会被聚积在LED芯片内部，对LED芯片本身造成不可逆的损伤，影响LED产品的寿命和品质。LED芯片的导热主要是靠位于LED芯片底部的底板热沉来实现。在LED封装产品的传统支架结构中，热量主要靠被冲压出的碗状或者类似碗状结构的金属材料通过引脚导出。

本发明通过在底板热沉上采用粘接等方式结合一个导热性能良好的整体铝合金点胶外框，平面性地与底板热沉粘接在一起，保证热量能够充分地从底板热沉传导到这个整体的铝合金点胶外框上。这种处理，相当于在底板热沉上附着了一个散热器。

实施例一：

参照图1，示出了本发明的一种利于散热的新型LED封装方法的流程图，所述方法具体包括：

步骤S101，选取导热系数大于等于80瓦/米·开尔文的金属加工整体点胶外框；

优选的，所述加工整体点胶外框的金属为银、铜、金、铝、铁、铝合金或镁合金。

本实施例中，选取具有良好导热性能的金属加工整体点胶外框，实际中，导热系数值较高的物质包括银(导热系数429瓦/米·开尔文-W/m·K)、铜(导热系数401W/m·K)、金(导热系数317W/m·K)、铝(导热系数237W/m·K)、铁(导热系数80W/m·K)。广泛用于LED照明产品的导热、散热材料主要是铜和铝，以铝合金、镁合金为主。其中，使用最多的6063型铝合金导热系数为201W/m·K。

步骤S102，将所述点胶外框与底板热沉进行结合；

优选的，所述结合的方式为嵌合、冲压或粘接。

在底板热沉上增加一个导热性能较好的点胶外框，平面性的与底板热沉结合在一起，保证了底板热沉传导到整体的点胶外框上，可以简单的将这种处理理解为在底板热沉上附着了一个散热器。具体实现中，点胶外框与底板热沉进行结合的方式为嵌合、冲压或粘接。

优选的，所述点胶外框的表面为波浪状或锯齿状。

在实际应用中，点胶外框的上表面可以加工成能够增加表面积的任何形状，如锯齿状、波浪状、柱状等，通过获取较大的表面积以进一步提高散热效率。同样的，所述点胶外框的边缘也可以加工为波浪状、柱状或锯齿状，来获取较大的边缘面积提高散热效率。

步骤S103，在点胶外框与底板热沉结合后所露出的固晶区域封装LED芯片。

优选的，所述固晶区域用于封装一颗或多颗LED芯片。

优选的，所述固晶区域的形状为方形、圆形或者多边形。

点胶外框与底板热沉结合后，会露出底板热沉上的固晶区域，在所露出的底板热沉上的固晶区域封装LED芯片。

在实际应用中，点胶外框上的镂空部分，即所露出的底板热沉上的固晶区域形状可以根据需要做成方形、圆形或者多边形等，同时，所露出的底板热沉上的每个固晶区域中可以根据需要封装单颗LED芯片或者多颗LED芯片。此外，点胶外框上所对应的边缘部分，也可以根据需要做成斜面状，其倾斜的角度可以根据对LED出光角度的大小要求做得较大或者较小。通过将固晶区域设计成各种形状，制作出各种光斑效果的产品，可以封装不同颜色的LED芯片，生产全彩产品。对于单个固晶区域中同时封装了多颗LED芯片的情况，可灵活排布、焊接，提高了产品的稳定性；如果同一个固晶区域中的多颗芯片有一颗或者几颗损坏，并不会造成该固晶区域中形成光的盲区，因为单个固晶区域中所有芯片都损坏的几率非常非常小。

优选的，所述方法还包括：

对所述点胶外框的表面进行金属阳极氧化、电镀、喷涂或打磨抛光处理，以获取高反射率的光反射面。

点胶外框的斜面部分和表面部分还可以采用金属阳极氧化、电镀、喷涂、打磨抛光等方法加工出高反射率的光反射面，将点胶外框的上表面和斜面进行了表面处理，加工成光的反射面，可以大大提高产品出光效率；对于分区封装的整体光源，配合多边形封装形状和表面柱状突起结构，能够起到均匀出光、减小眩光的作用。

同时，点胶外框上露出固晶区域的镂空部分斜面可以根据产品出光角度的要求制作出或大或小的倾角，每个固晶区域进行独立的透镜封装，这样，既满足了产品对出光方面的管理，又不会对益于散热的结构起到功能性阻碍。并且，采用本实施例所述方法的光源，其导热、散热充分，可以从某种程度上取消或者减少散热器的使用，缩减后续工艺，大大节约产品成本。本发明技术尤其适用于大面积平面型光源的封装和应用。它是在一种用于固晶、焊线的底板材料上粘接导热性能良好的金属外框，当进行白光LED封装时，就将荧光胶涂点在这种经过设计的外框结构中。因为这种外框结构直接粘接在底板材料上，所以可以起到辅助散热的作用，将这种外框结构进行表面处理或者造型设计，它又可以起到增加出光效率、控制出光角度的作用。为便于理解，参见图2示出了具有上述实施例所述方法特性的一种利于散热的新型LED封装示意图。

更进一步的，采用应用实例对本发明所述的方法进行介绍，具体应用在一种大面积的条形光源封装上，大大增加了LED产品支架结构的散热功能部分；通过材料选择、表面处理和造型设计，使得该结构除了发挥辅助涂点荧光胶的作用，还能够充分帮助LED产品散热、管理出光、减小眩光。将多颗芯片分区整体封装，形成大面积出光均匀、散热良好的高品质产品。

选用导热性能良好的某型号铝合金制作成一种整体的点胶外框，粘接在底板热沉上。这个整体的点胶外框边缘呈波浪状；其上有若干个八角形镂空的区域，粘接在底板热沉上以后，刚好露出底板热沉上的八角形固晶区域；八角形镂空结构的斜面可以加工出一定的倾斜角度，通过改变这个斜面角，可以控制产品的出光角度；点胶外框的上表面是一种具有柱状突起的结构；点胶外框的上表面和斜面经过表面处理，具有很好的光反射性；每个八角形的固晶区域，通过点胶外框的围堵，封装出各自独立的荧光胶透镜结构。

实施例二：

参照图3，示出了本发明的一种利于散热的新型LED封装装置的结构图，所述装置具体包括：

第一处理模块301，用于选取导热系数大于等于80瓦/米·开尔文的金属加工整体点胶外框；

优选的，所述第一处理模块将整体点胶外框的表面加工为波浪状、柱状或锯齿状。

第二处理模块302，用于将所述点胶外框与底板热沉进行结合；

第三处理模块303，用于在点胶外框与底板热沉结合后所露出的固晶区域封装LED芯片。

优选的，所述装置还包括：

第四处理模块304，用于对所述点胶外框的表面进行金属阳极氧化、电镀、喷涂或打磨抛光处理，以获取高反射率的光反射面。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种利于散热的新型LED封装方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种利于散热的新型LED封装方法，其特征在于，所述方法包括：

选取导热系数大于等于80瓦/米·开尔文的金属加工整体点胶外框；

将所述点胶外框与底板热沉进行结合；

在点胶外框与底板热沉结合后所露出的固晶区域封装LED芯片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述点胶外框的表面为波浪状、柱状或锯齿状。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述点胶外框的表面进行金属阳极氧化、电镀、喷涂或打磨抛光处理，以获取高反射率的光反射面。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述固晶区域用于封装一颗或多颗LED芯片。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述结合的方式为嵌合、冲压或粘接。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述加工整体点胶外框的金属为银、铜、金、铝、铁、铝合金或镁合金。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述固晶区域的形状为方形、圆形或者多边形。

8.一种利于散热的新型LED封装装置，其特征在于，所述装置包括：

第一处理模块，用于选取导热系数大于等于80瓦/米·开尔文的金属加工整体点胶外框；

第二处理模块，用于将所述点胶外框与底板热沉进行结合；

第三处理模块，用于在点胶外框与底板热沉结合后所露出的固晶区域封装LED芯片。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第四处理模块，用于对所述点胶外框的表面进行金属阳极氧化、电镀、喷涂或打磨抛光处理，以获取高反射率的光反射面。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述第一处理模块将整体点胶外框的表面加工为波浪状、柱状或锯齿状。

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