CN203910863U - 一种陶瓷基led的mcob封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及LED封装技术领域，尤其公开了一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，包括陶瓷基板、LED芯片，陶瓷基板上设有若干对电极通孔，陶瓷基板的底面上设有布线槽，每对电极通孔中的两个孔分别与两组布线槽的端部连通，电极通孔位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，电极通孔、布线槽内浇注有金属液，电极通孔内的金属液冷却后形成电极，布线槽内的金属液冷却后形成与电极连接的金属导线，陶瓷基板的顶面上位于每对电极的外侧设有环形凹槽，环形凹槽内卡接有散热环，LED芯片通过金线与电极连接，光杯内填充有荧光胶。因此，本实用新型具有散热性能好，工艺简单、成本低，使用寿命长的有益效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种陶瓷基LED的MCOB封装结构。
背景技术
随着LED照明行业的发展，现在LED芯片通常采用COB封装，COB封装是指LED芯片直接在整个基板上进行邦定封装，即在里基板上把N个芯片继承集成在一起进行封装，主要用来解决小功率芯片制造大功率LED灯问题，可以分散芯片散热，提高光效，同时改善LED灯的眩光效应。在COM封装的基础上，现在又出现了各种MCOB封装，MCOB封装结构具有发光效率高、发热量小的特点，MCOB封装是把每个芯片单独装入光杯中，从而提高每个芯片的出光效率，增强LED芯片的散热。常见的基板有铝基和陶瓷基，铝基加工方便，陶瓷基导热性能优良，而且本身就是绝缘体，减少了绝缘层，从而提高导热效率。然而为了便于陶瓷基与LED芯片连接，陶瓷基板上需要镀上铜箔进行点连接，陶瓷基的一个表面需要焊接上金属薄膜电镀层、另一个表面需要蚀刻工艺制造金属电路层。然而金属薄膜电镀层与陶瓷之间的焊接工艺成本高、焊接效率低，金属薄膜电镀层通过蚀刻工艺镀在陶瓷表面，工艺成本也高。
中国专利申请公布号：CN103500787A，授权公告日2014年1月8日，公开了一种底部可直接焊接于散热器的陶瓷COB封装LED光源，具有更佳导热性能，组装更加简便的陶瓷COB封装LED光源结构。本实用新型包括LED光源基板，LED光源基板的本体底部引入可焊接金属薄膜电镀层，LED光源基板的本体表面设有金属电路层，若干LED芯片设置在金属电路层上，LED芯片四周设有一个封闭的COB围坝，荧光粉填充胶填充于COB围坝内并覆盖在LED芯片上。该种结构中在陶瓷基上焊接金属薄膜电镀层，以及在陶瓷基本体表面通过蚀刻工艺制造金属电路层，这些工艺都较复杂，需要使用各种设备，成本也较高。而且技术电路层还容易和陶瓷基因为结合不牢靠而脱离。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中的COB、MCOB中陶瓷基上布置金属电路层工艺复杂、制造成本高的不足，提供了一种制造工艺简单，制造成本低，金属电路与陶瓷基连接可靠，散热性能好，使用寿命长的陶瓷基LED的MCOB封装结构。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，包括陶瓷基板、LED芯片，其特征是，所述的陶瓷基板上设有若干对电极通孔，所述的陶瓷基板的底面上设有两组用于浇注金属液的布线槽，每对电极通孔中的两个孔分别与两组布线槽的端部连通，每组布线槽中所有布线槽的内端连通，所述的电极通孔位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，电极通孔、布线槽内浇注有金属液，位于电极通孔内的金属液冷却后形成电极，位于布线槽内的金属液冷却后形成与电极连接的金属导线，所述的陶瓷基板的顶面上位于每对电极的外侧设有环形凹槽，环形凹槽内卡接有散热环，散热环与陶瓷基板表面围成光杯， LED芯片通过金线与电极连接，所述的光杯内填充有荧光胶。
电极通孔、布线槽内通过浇注金属液的方法布线，由于电极通孔位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，成型后的电极两端都受到限位，无法与陶瓷基板脱离，金属导线与电极为一体结构，而且嵌入布线槽内，也不会与陶瓷基板脱离，整体工艺及其简单，成本大幅度降低，而且连接更加稳定；LED芯片位于陶瓷基板的顶面、金属导线位于陶瓷基板的底面，互不干涉，这样就能采用散热环代替现有技术中的胶环（现有技术中由于布线和LED芯片位于同一个表面，LED芯片周围无法开槽，导致无法直接使用散热环，而采用交换），省去了制造胶环以及烘干等工艺，散热环散热效果也远大于交换，从而极大的提高了LED芯片的散热效果。
作为优选，所述的金属液为铜液或铝液。铜液或者铝液冷却后形成铜电极（铜导线）或铝电极（铝导线）。
作为优选，所述的散热环为铜环或铝环，散热环的内侧面上设有环形定位槽。铜环、铝环的散热效果远大于胶环，从而增强LED芯片的散热性能；荧光胶注入散热环内，荧光胶会进入环形定位槽内，因此能有效的防止散热环与陶瓷基板脱离。
作为优选，所述的环形定位槽的截面呈V形，V形结构一方面便于荧光胶进入槽内，另一方面减少了环形定位槽内荧光胶的用量，降低成本。
作为优选，所述的布线槽的截面呈V形。V形结构的布线槽便于金属液流动以及充满布线槽内，同时也减少了金属液的用量，降低成本
作为优选，陶瓷基板上位于每组布线槽内端连通处设有定位孔，定位孔位于位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径。电极对每根金属导线的外端进行定位，定位孔内注入金属液冷却后形成定位柱，定位柱对每根金属导线的内端进行限位，防止金属导线从布线槽内脱出（由于陶瓷基板与金属导线之间并没有通过粘结剂粘结，而仅通过端部限位连接），同时定位柱也用于整个陶瓷基板与外界电路的连接端子。
一种陶瓷基LED的MCOB封装工艺，包括如下步骤：
a.陶瓷基板布线：在陶瓷基板的底面雕刻出布线槽、电极通孔、定位孔，然后把陶瓷基板的底面朝上，顶面封闭，向电极通孔内浇注金属液，由于电极通孔、定位孔是通过布线槽连通的，因此金属液能充满电极通孔、定位孔以及布线槽，金属液冷却后分别形成电极和金属导线；
b.固晶焊线： LED芯片底部通过导热胶与陶瓷基板连接，LED芯片两端通过金线焊接在一对电极之间，然后放入烤箱内烘胶，设定烘烤温度和时间，确保LED芯片与陶瓷基板稳固粘结；
c.光杯成型：把散热环卡入环形凹槽内形成光杯；
d.点荧光胶：把荧光粉与胶水调配搅拌后形成荧光胶，然后通过自动点胶机把荧光胶注入散热环内，送入烤箱内烘烤成型。
作为优选，在步骤d中，在点胶前，先把调配搅拌后的荧光胶送入真空箱内真空处理，抽出荧光胶内因搅拌而残留的空气。
因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）陶瓷基板导热性能好，LED散热效果好，使用寿命长；（2）陶瓷基板上通过浇注金属液的方法布线，工艺简单，降低了成本；（3）取消围坝工艺，直接采用散热环替代围胶，精简工艺的同时还增强了散热效果；（4）浇注后成型的电极、金属导线与陶瓷基板之间实质为机械连接，连接可靠，永不脱落，而且电极、金属导线为一体式结构，避免的断路。
附图说明
图1为本实用新型中陶瓷基板的底面结构示意图。
图2为本实用新型中陶瓷基板的顶面结构示意图。
图3为图2中A-A处剖视图。
图4为本实用新型的整体结构示意图。
图5为图4中B-B处剖视图。
图中：陶瓷基板1 LED芯片2 电极3 金属导线4 环形凹槽5 散热环6 金线7 荧光胶8 光杯16 环形定位槽61 电极通孔100 布线槽101 定位孔102。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：
如图4所示的一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，包括陶瓷基板1、LED芯片2，如图1和图2所示，陶瓷基板1上设有两对电极通孔100，陶瓷基板1的中间部位设有两个定位孔102，陶瓷基板1的底面上设有两组用于浇注金属液的布线槽101，布线槽101的截面呈V形，每对电极通孔中的两个孔分别与两组布线槽的端部连通，两组布线槽中所有布线槽的内端分别与两个定位孔连接，如图3所示，电极通孔100位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，定位孔位于位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，电极通孔、布线槽内浇注有金属液，金属液为铜液或铝液，本实施例中的金属液为铜液，即把液态铜注入电极通孔、布线槽、定位孔内，位于电极通孔内的液态铜冷却后形成电极3，位于布线槽内的液态铜冷却后形成与电极连接的金属导线4，位于定位孔内的液态铜冷却后形成定位柱，由于电极通孔两端孔径不同，孔径小的一端与金属导线4连为一体，因此电极的两端都受到限位，无法从电极通孔内取出，同理定位柱也无法从定位孔内取出，而金属导线的两端分别受到电极、定位柱的限位而始终未予布线槽内，无需任何粘结剂，电极、金属导线、定位柱与陶瓷基板稳定的连接，连接可靠，永不脱落，而且工艺简单、成本大幅度降低；如图5所示，陶瓷基板的顶面上位于每对电极的外侧设有环形凹槽5，环形凹槽内卡接有散热环6，散热环与陶瓷基板表面围成光杯16， LED芯片通过金线7与电极3连接，光杯61内填充有荧光胶8，散热环6为铜环或铝环，本实施例中采用铜环，铜环的内侧面上设有环形定位槽61，环形定位槽61的截面呈V形，LED芯片发热后，极大部分热量都是通过陶瓷基板散发出去，还有少部分热量透过荧光胶外表面散发到空气中，空气散热能力较弱，因此铜环能把荧光胶周围的热量传递给陶瓷基板，加快荧光胶散热，荧光胶注入散热环内后，荧光胶会进入V形的环形定位槽内，一方面能增加散热环与陶瓷基板的连接强度，另一方面环形定位槽也能增加荧光胶与散热换的接触面积，增强散热。
一种陶瓷基LED的MCOB封装工艺，包括如下步骤：a.陶瓷基板布线：在陶瓷基板的底面雕刻出布线槽、电极通孔、定位孔，然后把陶瓷基板的底面朝上，顶面封闭，向电极通孔内浇注金属液，由于电极通孔、定位孔是通过布线槽连通的，因此金属液能充满电极通孔、定位孔以及布线槽，金属液冷却后分别形成电极和金属导线；b.固晶焊线： LED芯片底部通过导热胶与陶瓷基板连接，LED芯片两端通过金线焊接在一对电极之间，然后放入烤箱内烘胶，设定烘烤温度和时间，确保LED芯片与陶瓷基板稳固粘结；c.光杯成型：把散热环卡入环形凹槽内形成光杯；d.点荧光胶：把荧光粉与胶水调配搅拌后形成荧光胶，再把调配搅拌后的荧光胶送入真空箱内真空处理，抽出荧光胶内因搅拌而残留的空气，防止点胶后荧光胶内的气泡阻挡光线，然后通过自动点胶机把荧光胶注入散热环内，送入烤箱内烘烤成型。因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）陶瓷基板导热性能好，LED散热效果好，使用寿命长；（2）陶瓷基板上通过浇注金属液的方法布线，工艺简单，降低了成本；（3）取消围坝工艺，直接采用散热环替代围胶，精简工艺的同时还增强了散热效果；（4）浇注后成型的电极、金属导线与陶瓷基板之间实质为机械连接，连接可靠，永不脱落，而且电极、金属导线为一体式结构，避免的断路。
Claims (6)
1.一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，包括陶瓷基板（1）、LED芯片（2），其特征是，所述的陶瓷基板（1）上设有若干对电极通孔（100），所述的陶瓷基板（1）的底面上设有两组用于浇注金属液的布线槽（101），每对电极通孔中的两个孔分别与两组布线槽的端部连通，每组布线槽中所有布线槽的内端连通，所述的电极通孔（100）位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径，电极通孔、布线槽内浇注有金属液，位于电极通孔内的金属液冷却后形成电极（3），位于布线槽内的金属液冷却后形成与电极连接的金属导线（4），所述的陶瓷基板的顶面上位于每对电极的外侧设有环形凹槽（5），环形凹槽内卡接有散热环（6），散热环与陶瓷基板表面围成光杯（16）， LED芯片通过金线（7）与电极（3）连接，所述的光杯（61）内填充有荧光胶（8）。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，其特征是，所述的金属液为铜液或铝液。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，其特征是，所述的散热环（6）为铜环或铝环，散热环的内侧面上设有环形定位槽（61）。
4.根据权利要求3所述的一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，其特征是，所述的环形定位槽（61）的截面呈V形。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，其特征是，所述的布线槽（101）的截面呈V形。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷基LED的MCOB封装结构，其特征是，陶瓷基板（1）上位于每组布线槽内端连通处设有定位孔（102），定位孔位于位于陶瓷基板顶面端的孔径大于底面端的孔径。
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