CN107331756A - 一种散热器与芯片一体化封装光源结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种散热器与芯片一体化封装光源结构，包括散热板、绝缘固定件、LED芯片、PCB板、透镜、正极导电线路和负极导电线路。本发明的LED芯片直接固晶于散热板表面，通过设于PCB板上的正极导电线路和负极导电线路与外部电路电导通。去除支架，减少热阻层数，极大的提高热传导效率；本发明所封装出来的光源直接带透镜，极大地提高了出光效率，简化了相关配光要求，省去了在传统的光源上方加装透镜的工艺，有利于大大降低相关成本，提高生产效率，透镜和LED芯片实现一体化，配光技术和光源封装技术完美结合；光源通过绝缘固定件实现IP65等级以上的防水要求，适合不同灯具使用场所要求；由于去掉了支架，可使本发明做到相对较薄，非常实用美观。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热器与芯片一体化封装光源结构。属于LED光源封装领域。
背景技术
现有的光源封装工艺一般包括固晶、焊线、点荧光粉、树脂密封、长烤、冲切、老化和寿命测试、包装，其中，固晶是将芯片粘接在支架上，支架固定于PCB板上，这种光源封装工艺具有以下缺陷：
1、由于支架的安装步骤，造成工艺复杂；
2、由于支架的存在，造成结构上无法做到相对较薄；
3、由于支架的存在，热阻层数增多，热传导效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种散热器与芯片一体化封装光源结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种散热器与芯片一体化封装光源结构，包括散热板、绝缘固定件、LED芯片、PCB板、透镜、正极导电线路和负极导电线路；所述绝缘固定件包括绝缘固定盘，所述绝缘固定盘的底部固定密封在散热板上，所述绝缘固定盘的中部掏空至散热板并与散热板形成一杯腔，该杯腔直通于透镜底部；所述PCB板固定于绝缘固定盘的顶部且正极导电线路和负极导电线路设于该PCB板上，所述LED芯片固晶于杯腔内且LED芯片的正极和负极分别与正极导电线路和负极导电线路的一端电导通，正极导电线路和负极导电线路的另一端用于与外部电路电导通；所述透镜通过PCB板和绝缘固定件与散热板密封连接。
本发明LED芯片直接固晶于散热板表面，通过设于PCB板上的正极导电线路和负极导电线路与外部电路电导通。去除支架，减少热阻层数，极大的提高热传导效率；本发明所封装出来的光源直接带透镜，极大地提高了出光效率，简化了相关配光要求，省去了在传统的光源上方加装透镜的工艺，有利于大大降低相关成本，提高生产效率，透镜和LED芯片实现一体化，配光技术和光源封装技术完美结合；由于去掉了支架，可使本发明做到相对较薄，非常实用美观，特别适合大规模推广使用。
具体地，所述正极导电线路包括第一导电体和分别设于第一导电体两端的正极焊盘；所述负极导电线路包括第二导电体和分别设于第二导电体两端的负极焊盘；设于相对内侧的正极焊盘和负极焊盘用于与LED芯片电导通，设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘用于与外部电路电导通。
进一步为了实现正极导线线路与负极导电线路与外部电路的电导通，所述正极导电线路和负极导电线路均还包括用于与外部电路连通的导电针/导电片，该导电针/导电片分别与设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘电导通。
作为一种优选，所述LED芯片的正极和负极分别通过金线焊接于相对内侧的正极焊盘和负极焊盘。
为了起到更好的防水和安装效果，所述导电针/导电片从散热板的底部穿过至顶部，然后穿过绝缘固定件分别与设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘焊接，杯腔、正极导电线路、负极导电线路、PCB板均设置在散热板的顶部。
进一步为了更好地实现绝缘固定件的固定效果，所述绝缘固定件还包括插脚，该插脚为多个并且设于绝缘固定盘的底部，相应地，在散热板上设有与插脚位置对应且数量一致的插孔。
至少具有两个所述插脚设有用于穿过导电针/导电片的通孔，该通孔与设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘的位置对应，并且至少具有两个与该插脚位置对应的插孔为通孔，用于穿过导电针/导电片。
为了便于绝缘固定件和PCB板的封装并且将本发明的厚度做薄，所述绝缘固定盘的顶部还设有用于放置PCB板的凹槽；所述PCB板为一体化结构，在PCB板中部设有与杯腔位置对应的通孔，正极导电线路和负极导电线路分别设于该通孔两侧的PCB板上；所述PCB板为分段式结构，包括分别设于杯腔两侧凹槽中的第一PCB板和第二PCB板，正极导电线路和负极导电线路分别设于第一PCB板和第二PCB板上。
更进一步地，所述杯腔内灌有密封胶，形成发光腔体。
更进一步地，所述绝缘固定件采用橡胶，所述第一导电体和第二导电体均采用铜片，所述散热板采用高导热性材料制成。
另外，所述透镜与散热板可拆卸连接，在散热板的边缘设有一个以上卡槽，在透镜的相应位置设有匹配的卡接块。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过设计一种散热器与芯片一体化封装光源结构，LED芯片直接固晶于散热板表面，通过设于PCB板上的正极导电线路和负极导电线路与外部电路电导通。去除支架，减少热阻层数，极大的提高热传导效率。
(2)本发明所封装出来的光源直接带透镜，极大地提高了出光效率，简化了相关配光要求，省去了在传统的光源上方加装透镜的工艺，有利于大大降低相关成本，提高生产效率，透镜和LED芯片实现一体化，配光技术和光源封装技术完美结合。
(3)本发明的光源通过绝缘固定件实现IP65等级以上的防水要求，适合不同灯具使用场所要求。
(4)本发明由于去掉了支架，可使本发明做到相对较薄，非常实用美观，特别适合大规模推广使用。
附图说明
图1为本发明-实施例1的结构示意图。
图2为本发明-实施例2的结构示意图。
其中，附图标记所对应的名称：
1-散热板，101-卡槽，2-绝缘固定件，201-绝缘固定盘，202-插脚，203-杯腔，3-LED芯片，4-PCB板，5-导电针，6-透镜，601-卡接块，602-透镜框体，603-镜片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
名词解释:固晶又称为DieBond或装片。固晶即通过胶体(对于LED来说一般是导电胶或绝缘胶)把晶片粘结在支架的指定区域，形成热通路或电通路，为后序的打线连接提供条件。
实施例1
如图1所示，一种散热器与芯片一体化封装光源结构，包括散热板1、绝缘固定件2、LED芯片3、PCB板4、导电针5/导电片、透镜6、正极导电线路和负极导电线路。
上述部件的相互连接关系如下：绝缘固定件包括绝缘固定盘，绝缘固定盘的底部固定密封连接在散热板上，绝缘固定盘的中部掏空至散热板并与散热板形成一杯腔形成一杯腔，该杯腔直通于透镜底部。
PCB板固定于绝缘固定盘的顶部且正极导电线路和负极导电线路设于该PCB板上，LED芯片固晶于杯腔内的散热板表面且LED芯片的正极和负极分别与正极导电线路和负极导电线路的一端电导通，正极导电线路和负极导电线路的另一端用于与外部电路电导通；正极导电线路包括第一导电体和分别设于第一导电体两端的正极焊盘；负极导电线路包括第二导电体和分别设于第二导电体两端的负极焊盘；设于相对内侧的正极焊盘和负极焊盘用于与LED芯片电导通，设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘用于与外部电路电导通，进而使LED芯片与外部电路电导通。透镜通过PCB板和绝缘固定件与散热板密封连接。
本实施例中，LED芯片的正极和负极分别通过金线焊接于相对内侧的正极焊盘和负极焊盘。具体是：LED芯片的正极和负极分别与金线的一端焊接，金线的另一端分别与相对内侧的正极焊盘和负极焊盘焊接实现电导通。
进一步为了实现正极导线线路与负极导电线路与外部电路的电导通，本实施例提供一种方式来实现：正极导电线路和负极导电线路均还包括用于与外部电路连通的导电针/导电片，该导电针/导电片分别与设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘电导通。
通过绝缘固定件来达到光源的相关防水和安装要求，为了起到更好的防水和安装效果，杯腔、正极导电线路、负极导电线路、PCB板均设置在散热板的顶部，导电针/导电片从散热板的底部穿过至顶部，然后穿过绝缘固定件分别与设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘焊接。
进一步为了更好地实现绝缘固定件的固定效果，绝缘固定件还包括插脚，该插脚为多个并且设于绝缘固定盘的底部，相应地，在散热板上设有与插脚位置对应且数量一致的插孔，插脚***插孔中，将绝缘固定件更加牢固地固定于散热板上。
由于存在导电针/导电片，为了使结构更加简单，将导电针/导电片的位置设置与插脚、插孔一体化，在本实施例中，具有两个插脚设有用于穿过导电针/导电片的通孔，该通孔与设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘的位置对应，并且具有两个与该插脚位置对应的插孔为通孔，用于穿过导电针/导电片。
为了便于绝缘固定件和PCB板的封装并且将本发明的厚度做薄，也为了实现更好的防水效果，绝缘固定盘的顶部还设有用于放置PCB板的凹槽，凹槽的高度于PCB的厚度一致，本实施例中，PCB板为一体化结构，在PCB板中部设有与杯腔位置对应的通孔，正极导电线路和负极导电线路分别设于该通孔两侧的PCB板上，如图1所示。
本实施例中，杯腔内灌有密封胶，形成发光腔体。
本实施例中，绝缘固定件采用橡胶，第一导电体和第二导电体均采用铜片。
透镜与散热板可拆卸连接，本实施例中，优选卡扣的方式可拆卸连接，简单方便。在散热板的边缘设有一个以上卡槽101，在透镜的相应位置设有匹配的卡接块601。透镜包括透镜框体602和镜片603，镜片设于透镜框体的中部并且为凸透镜，透镜框体的下表面通过PCB板与散热板的正面密封连接，并且形成一个腔体，卡接块设于透镜框体的边缘。透镜采用PC、PMMA等相关耐高温工程塑料材质制成。
本实施例中，散热板为方形板，并且在四条边缘均设有一个以上的卡槽。散热板为特殊高导热性材料制成。高导热性材料为铝基板、玻纤板或陶瓷。
实施例2
如图2所示，一种散热器与芯片一体化封装光源结构，与实施例1不同的是，本实施例的PCB板为分段式结构，包括分别设于杯腔两侧凹槽中的第一PCB板和第二PCB板，正极导电线路和负极导电线路分别设于第一PCB板和第二PCB板上。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，包括散热板(1)、绝缘固定件(2)、LED芯片(3)、PCB板(4)、透镜(6)、正极导电线路和负极导电线路；
所述绝缘固定件包括绝缘固定盘(201)，所述绝缘固定盘的底部固定密封在散热板上，所述绝缘固定盘的中部掏空至散热板并与散热板形成一杯腔(203)，该杯腔直通于透镜底部；
所述PCB板固定于绝缘固定盘的顶部且正极导电线路和负极导电线路设于该PCB板上，所述LED芯片固晶于杯腔内且LED芯片的正极和负极分别与正极导电线路和负极导电线路的一端电导通，正极导电线路和负极导电线路的另一端用于与外部电路电导通；
所述透镜通过PCB板和绝缘固定件与散热板密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，所述正极导电线路包括第一导电体和分别设于第一导电体两端的正极焊盘；
所述负极导电线路包括第二导电体和分别设于第二导电体两端的负极焊盘；
设于相对内侧的正极焊盘和负极焊盘用于与LED芯片电导通，设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘用于与外部电路电导通。
3.根据权利要求2所述的一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，所述正极导电线路和负极导电线路均还包括用于与外部电路连通的导电针(5)/导电片，该导电针/导电片分别与设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘电导通。
4.根据权利要求3所述的一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，所述导电针/导电片从散热板的底部穿过至顶部，然后穿过绝缘固定件分别与设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘焊接，杯腔、正极导电线路、负极导电线路、PCB板均设置在散热板的顶部。
5.根据权利要求4所述的一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，所述绝缘固定件还包括插脚(202)，该插脚为多个并且设于绝缘固定盘的底部，相应地，在散热板上设有与插脚位置对应且数量一致的插孔。
6.根据权利要求5所述的一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，至少具有两个所述插脚设有用于穿过导电针/导电片的通孔，该通孔与设于相对外侧的正极焊盘和负极焊盘的位置对应，并且至少具有两个与该插脚位置对应的插孔为通孔，用于穿过导电针/导电片。
7.根据权利要求6所述的一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，所述绝缘固定盘的顶部还设有用于放置PCB板的凹槽；
所述PCB板为一体化结构，在PCB板中部设有与杯腔位置对应的通孔，正极导电线路和负极导电线路分别设于该通孔两侧的PCB板上；
所述PCB板为分段式结构，包括分别设于杯腔两侧凹槽中的第一PCB板和第二PCB板，正极导电线路和负极导电线路分别设于第一PCB板和第二PCB板上。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，所述杯腔内灌有密封胶，形成发光腔体。
9.根据权利要求2-7任意一项所述的一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，所述绝缘固定件采用橡胶，所述第一导电体和第二导电体均采用铜片，所述散热板采用高导热性材料制成。
10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种散热器与芯片一体化封装光源结构，其特征在于，所述透镜与散热板可拆卸连接，在散热板的边缘设有一个以上卡槽(101)，在透镜的相应位置设有匹配的卡接块(601)。
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