專利名稱：一種高導熱低結(jié)溫led光源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種照明用LED光源，確切地講是一種利用液體金屬傳熱導熱 的高導熱低結(jié)溫LED光源模塊。
背景技術(shù)：
隨著能源及環(huán)境問題的日益顯現(xiàn)，節(jié)能產(chǎn)業(yè)及其產(chǎn)品越來越受到重視，半導體 二極管(LED)照明的節(jié)能效果已被公認，但LED諸如散熱、配光等應(yīng)用瓶頸還沒有完 全很好的得以解決，特別是散熱問題尤為突出，眾所周知，LED芯片光效和壽命與其結(jié) 溫呈現(xiàn)一定得相關(guān)關(guān)系，即結(jié)溫越低光效越高，相應(yīng)的壽命也就越長，控制LED結(jié)溫的 關(guān)鍵技術(shù)是散熱導熱技術(shù)，其技術(shù)核心是先將LED發(fā)出的熱量有效的快速的傳導至外部 散熱器，熱量經(jīng)外部散熱器散發(fā)到周邊環(huán)境中，制約LED熱量傳導的因素有傳熱通道和 熱量梯度，在設(shè)定外部散熱器溫度一定的情況下我們希望溫度梯度越小越好，即將LED 結(jié)溫控制在盡量低是水平，如此要將一定量的的熱量傳遞出去就必須設(shè)計更合理、更有 效的傳熱通道。傳統(tǒng)LED芯片封裝工藝的傳熱通道為LED芯片_固晶膠-熱沉-導 熱膠-散熱器，此通道最大的弊端在于LED芯片和金屬熱沉間貼合不緊，兩者間存在間 隙，通常加設(shè)固晶膠以填補間隙和固定芯片，而現(xiàn)有固晶膠的導熱系數(shù)也不能和金屬相 比擬，而且固晶膠與LED芯片以及金屬熱沉間也存在很大的熱阻。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊，通過 液體金屬與LED襯底層無縫接觸進行傳熱導熱。本實用新型為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊，由導熱板、液體金屬、模塊支架、正電極、 負電極、LED芯片、金線、熒光粉和灌封膠構(gòu)成，液體金屬注入導熱板呈陣列排布的凹 坑內(nèi)，模塊支架固連于導熱板并正對導熱板凹坑設(shè)置，模塊支架底板與液體金屬直接接 觸，LED芯片陣列排布固定于模塊支架底板固晶過孔，使LED芯片襯底層嵌于固晶過孔 并直接接觸液體金屬，其縫隙處密封膠密封處理，陣列排布的LED芯片由金線串聯(lián)連接 后再并聯(lián)連接于正負電極，串并聯(lián)連接后的LED芯片上方涂布熒光粉，最后再由灌封膠 封裝。所述的導熱板由金屬或合金材料制成片狀結(jié)構(gòu)，導熱板中間部位設(shè)置凹坑，凹 坑呈陣列分布，其數(shù)量與擬封裝的LED芯片數(shù)相匹配，導熱板周邊設(shè)置螺絲過孔用于 LED光源模塊的固定安裝。所述的液體金屬是一種在室溫下呈液態(tài)的金屬或合金，其一般為錫、鎂、鎵、 銦等的合金材料，可根據(jù)實際使用情況選擇適當熔點的液體金屬材料。所述的模塊支架制成凹形結(jié)構(gòu)，其中間部位底板上設(shè)置固晶過孔，固晶過孔呈 陣列排布，其數(shù)量和間距與導熱板凹坑一一對應(yīng)，正電極和負電極嵌于模塊支架邊框內(nèi)并對應(yīng)設(shè)置，模塊支架兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)置正電極和負電極外露部分，同時模塊支架邊框 上設(shè)置正電極和負電極外接焊接點。所述的正電極和負電極為低電阻金屬或合金制成片狀結(jié)構(gòu)，嵌于模塊支架內(nèi)， 留出焊接金線和外接電源線的焊接點。所述的LED芯片為大功率發(fā)光二極管。本實用新型的有益效果是傳統(tǒng)LED芯片封裝工藝的傳熱通道為LED芯 片-固晶膠_熱沉_導熱膠_散熱器，此通道最大的弊端在于LED芯片和金屬熱沉間貼合 不緊，兩者間存在間隙，通常加設(shè)固晶膠以填補間隙和固定芯片，而現(xiàn)有固晶膠的導熱 系數(shù)也不能和金屬相比擬，而且固晶膠與LED芯片以及金屬熱沉間也存在很大的熱阻， 本實用新型新的封裝結(jié)構(gòu)中LED芯片襯底層與導熱板間加設(shè)液體金屬可實現(xiàn)LED芯片與 導熱板間的無縫對接，從而有效改善傳統(tǒng)封裝工藝中LED芯片和金屬熱沉間貼合不緊， 固晶膠導熱性能不佳等缺陷，讓LED發(fā)出的熱量迅速傳導出去，有效控制LED結(jié)溫，增 加LED使用壽命和發(fā)光效率。

圖1為導熱板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為模塊支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為模塊支架平面視圖；圖4為圖3的A-A剖面圖；圖5為本實用新型組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型平面視圖；圖8為圖7的B-B剖面圖；圖9為LED芯片固定連接細部結(jié)構(gòu)圖；附圖中所指圖例1、導熱板11、導熱版凹坑12、螺絲過孔2、液體金屬3、模塊支架31、邊框 32、底板33、過孔4、正電極5、負電極6、LED芯片7、金線8、熒光粉9、灌封膠10 密封膠
具體實施方式
如圖1所示導熱板1由金屬或合金材料制成片狀結(jié)構(gòu)，導熱板中間部位設(shè)置 凹坑11，凹坑呈陣列分布，其數(shù)量與擬封裝的LED芯片數(shù)相匹配，凹坑用于裝填液體金 屬，導熱板周邊設(shè)置螺絲過孔12用于LED光源模塊的固定安裝。液體金屬2是一種在室溫下呈液態(tài)的金屬或合金，其一般為錫、鎂、鎵、銦等 的合金材料，可根據(jù)實際使用情況選擇適當熔點的液體金屬材料。如圖2、3、4所示模塊支架3制成凹形結(jié)構(gòu)，其中間部位底板32上設(shè)置固晶 過孔33，固晶過孔呈陣列排布，其數(shù)量和間距與導熱板凹坑一一對應(yīng)，正電極和負電極 嵌于模塊支架邊框31內(nèi)并對應(yīng)設(shè)置，模塊支架兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)置正電極和負電極外露部 分，同時模塊支架邊框上設(shè)置正電極和負電極外接焊接點。[0026]正電極4和負電極5為低電阻金屬或合金制成片狀結(jié)構(gòu)，嵌于模塊支架內(nèi)，留出 焊接金線和外接電源線的焊接點。LED芯片6為大功率發(fā)光二極管。如圖5所示一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊，由導熱板1、液體金屬2、模塊 支架3、正電極4、負電極5、LED芯片6、金線7、熒光粉8和灌封膠9構(gòu)成。如圖6、7、8、9所示液體金屬注入導熱板呈陣列排布的凹坑11內(nèi)，模塊支架 固連于導熱板并正對導熱板凹坑設(shè)置，模塊支架底板與液體金屬直接接觸，LED芯片陣 列排布固定于模塊支架底板32固晶過孔33，使LED芯片襯底層嵌于固晶過孔并直接接觸 液體金屬，其縫隙處密封膠10密封處理，陣列排布的LED芯片由金線串聯(lián)連接后再并聯(lián) 連接于正負電極，串并聯(lián)連接后的LED芯片上方涂布熒光粉，最后再由灌封膠封裝。
權(quán)利要求1.一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊，由導熱板(1)、液體金屬(2)、模塊支架(3)、 正電極(4)、負電極(5)、LED芯片(6)、金線(7)、熒光粉⑶和灌封膠(9)構(gòu)成，其 特征在于液體金屬注入導熱板呈陣列排布的凹坑(11)內(nèi)，模塊支架固連于導熱板并正 對導熱板凹坑設(shè)置，模塊支架底板與液體金屬直接接觸，LED芯片陣列排布固定于模塊 支架底板(32)固晶過孔(33)，使LED芯片襯底層嵌于固晶過孔并直接接觸液體金屬，其 縫隙處密封膠(10)密封處理，陣列排布的LED芯片由金線串聯(lián)連接后再并聯(lián)連接于正負 電極，串并聯(lián)連接后的LED芯片上方涂布熒光粉，最后再由灌封膠封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊，其特征在于所述的導 熱板(1)由金屬或合金材料制成片狀結(jié)構(gòu)，導熱板中間部位設(shè)置凹坑(11)，凹坑呈陣列 分布，其數(shù)量與擬封裝的LED芯片數(shù)相匹配，導熱板周邊設(shè)置螺絲過孔(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊，其特征在于所述的液 體金屬(2)是一種在室溫下呈液態(tài)的金屬或合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊，其特征在于所述的模 塊支架(3)制成凹形結(jié)構(gòu)，其中間部位底板(32)上設(shè)置固晶過孔(33)，固晶過孔呈陣列 排布，其數(shù)量和間距與導熱板凹坑一一對應(yīng)，正電極和負電極嵌于模塊支架邊框(31)內(nèi) 并對應(yīng)設(shè)置，模塊支架兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)置正電極和負電極外露部分，同時模塊支架邊框 上設(shè)置正電極和負電極外接焊接點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊，其特征在于所述的正 電極(4)和負電極(5)為低電阻金屬或合金制成片狀結(jié)構(gòu)，嵌于模塊支架內(nèi)，留出焊接金 線和外接電源線的焊接點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊，其特征在于所述的 LED芯片(6)為大功率發(fā)光二極管。
專利摘要一種高導熱低結(jié)溫LED光源模塊由導熱板、液體金屬、模塊支架、正電極、負電極、LED芯片、金線、熒光粉和灌封膠構(gòu)成，液體金屬注入導熱板呈陣列排布的凹坑內(nèi)，模塊支架固連于導熱板并正對導熱板凹坑設(shè)置，LED芯片陣列排布固定于模塊支架底板固晶過孔，使LED芯片襯底層嵌于固晶過孔并直接接觸液體金屬，其縫隙處密封膠密封處理，陣列排布的LED芯片由金線串聯(lián)連接后再并聯(lián)連接于正負電極，串并聯(lián)連接后的LED芯片上方涂布熒光粉，最后再由灌封膠封裝。本實用新型封裝結(jié)構(gòu)LED芯片襯底層與導熱板間加設(shè)液體金屬實現(xiàn)LED芯片與導熱板間的無縫對接，從而讓LED發(fā)出的熱量迅速傳導出去，有效控制LED結(jié)溫，增加LED使用壽命和發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/62GK201796962SQ201020523179
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者繆應(yīng)明, 郭金年, 黃金鹿 申請人:蘇州中澤光電科技有限公司