一種高導熱低結溫led光源模塊的製作方法
2023-05-18 20:15:36 1
專利名稱：一種高導熱低結溫led光源模塊的製作方法
技術領域：
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 的高導熱低結溫LED光源模塊。
背景技術：
隨著能源及環境問題的日益顯現，節能產業及其產品越來越受到重視，半導體 二極體(LED)照明的節能效果已被公認，但LED諸如散熱、配光等應用瓶頸還沒有完 全很好的得以解決，特別是散熱問題尤為突出，眾所周知，LED晶片光效和壽命與其結 溫呈現一定得相關關係，即結溫越低光效越高，相應的壽命也就越長，控制LED結溫的 關鍵技術是散熱導熱技術，其技術核心是先將LED發出的熱量有效的快速的傳導至外部 散熱器，熱量經外部散熱器散發到周邊環境中，制約LED熱量傳導的因素有傳熱通道和 熱量梯度，在設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 結溫控制在儘量低是水平，如此要將一定量的的熱量傳遞出去就必須設計更合理、更有 效的傳熱通道。傳統LED晶片封裝工藝的傳熱通道為LED晶片_固晶膠-熱沉-導 熱膠-散熱器，此通道最大的弊端在於LED晶片和金屬熱沉間貼合不緊，兩者間存在間 隙，通常加設固晶膠以填補間隙和固定晶片，而現有固晶膠的導熱係數也不能和金屬相 比擬，而且固晶膠與LED晶片以及金屬熱沉間也存在很大的熱阻。
發明內容為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種高導熱低結溫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問題所採用的技術方案是一種高導熱低結溫LED光源模塊，由導熱板、液體金屬、模塊支架、正電極、 負電極、LED晶片、金線、螢光粉和灌封膠構成，液體金屬注入導熱板呈陣列排布的凹 坑內，模塊支架固連於導熱板並正對導熱板凹坑設置，模塊支架底板與液體金屬直接接 觸，LED晶片陣列排布固定於模塊支架底板固晶過孔，使LED晶片襯底層嵌於固晶過孔 並直接接觸液體金屬，其縫隙處密封膠密封處理，陣列排布的LED晶片由金線串聯連接 後再並聯連接於正負電極，串並聯連接後的LED晶片上方塗布螢光粉，最後再由灌封膠 封裝。所述的導熱板由金屬或合金材料製成片狀結構，導熱板中間部位設置凹坑，凹 坑呈陣列分布，其數量與擬封裝的LED晶片數相匹配，導熱板周邊設置螺絲過孔用於 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的金屬或合金，其一般為錫、鎂、鎵、 銦等的合金材料，可根據實際使用情況選擇適當熔點的液體金屬材料。所述的模塊支架製成凹形結構，其中間部位底板上設置固晶過孔，固晶過孔呈 陣列排布，其數量和間距與導熱板凹坑一一對應，正電極和負電極嵌於模塊支架邊框內並對應設置，模塊支架兩側分別對應設置正電極和負電極外露部分，同時模塊支架邊框 上設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製成片狀結構，嵌於模塊支架內， 留出焊接金線和外接電源線的焊接點。所述的LED晶片為大功率發光二極體。本實用新型的有益效果是傳統LED晶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於LED晶片和金屬熱沉間貼合 不緊，兩者間存在間隙，通常加設固晶膠以填補間隙和固定晶片，而現有固晶膠的導熱 係數也不能和金屬相比擬，而且固晶膠與LED晶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構中LED晶片襯底層與導熱板間加設液體金屬可實現LED晶片與 導熱板間的無縫對接，從而有效改善傳統封裝工藝中LED晶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發出的熱量迅速傳導出去，有效控制LED結溫，增 加LED使用壽命和發光效率。
圖1為導熱板結構示意圖；圖2為模塊支架結構示意圖；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構示意圖；圖6為本實用新型整體結構示意圖；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晶片固定連接細部結構圖；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晶片7、金線8、螢光粉9、灌封膠10 密封膠
具體實施方式
如圖1所示導熱板1由金屬或合金材料製成片狀結構，導熱板中間部位設置 凹坑11，凹坑呈陣列分布，其數量與擬封裝的LED晶片數相匹配，凹坑用於裝填液體金 屬，導熱板周邊設置螺絲過孔12用於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的金屬或合金，其一般為錫、鎂、鎵、銦等 的合金材料，可根據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製成凹形結構，其中間部位底板32上設置固晶 過孔33，固晶過孔呈陣列排布，其數量和間距與導熱板凹坑一一對應，正電極和負電極 嵌於模塊支架邊框31內並對應設置，模塊支架兩側分別對應設置正電極和負電極外露部 分，同時模塊支架邊框上設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製成片狀結構，嵌於模塊支架內，留出 焊接金線和外接電源線的焊接點。LED晶片6為大功率發光二極體。如圖5所示一種高導熱低結溫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晶片6、金線7、螢光粉8和灌封膠9構成。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，模塊支架 固連於導熱板並正對導熱板凹坑設置，模塊支架底板與液體金屬直接接觸，LED晶片陣 列排布固定於模塊支架底板32固晶過孔33，使LED晶片襯底層嵌於固晶過孔並直接接觸 液體金屬，其縫隙處密封膠10密封處理，陣列排布的LED晶片由金線串聯連接後再並聯 連接於正負電極，串並聯連接後的LED晶片上方塗布螢光粉，最後再由灌封膠封裝。
權利要求1.一種高導熱低結溫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晶片(6)、金線(7)、螢光粉⑶和灌封膠(9)構成，其 特徵在於液體金屬注入導熱板呈陣列排布的凹坑(11)內，模塊支架固連於導熱板並正 對導熱板凹坑設置，模塊支架底板與液體金屬直接接觸，LED晶片陣列排布固定於模塊 支架底板(32)固晶過孔(33)，使LED晶片襯底層嵌於固晶過孔並直接接觸液體金屬，其 縫隙處密封膠(10)密封處理，陣列排布的LED晶片由金線串聯連接後再並聯連接於正負 電極，串並聯連接後的LED晶片上方塗布螢光粉，最後再由灌封膠封裝。
2.根據權利要求1所述的一種高導熱低結溫LED光源模塊，其特徵在於所述的導 熱板(1)由金屬或合金材料製成片狀結構，導熱板中間部位設置凹坑(11)，凹坑呈陣列 分布，其數量與擬封裝的LED晶片數相匹配，導熱板周邊設置螺絲過孔(12)。
3.根據權利要求1所述的一種高導熱低結溫LED光源模塊，其特徵在於所述的液 體金屬(2)是一種在室溫下呈液態的金屬或合金。
4.根據權利要求1所述的一種高導熱低結溫LED光源模塊，其特徵在於所述的模 塊支架(3)製成凹形結構，其中間部位底板(32)上設置固晶過孔(33)，固晶過孔呈陣列 排布，其數量和間距與導熱板凹坑一一對應，正電極和負電極嵌於模塊支架邊框(31)內 並對應設置，模塊支架兩側分別對應設置正電極和負電極外露部分，同時模塊支架邊框 上設置正電極和負電極外接焊接點。
5.根據權利要求1所述的一種高導熱低結溫LED光源模塊，其特徵在於所述的正 電極(4)和負電極(5)為低電阻金屬或合金製成片狀結構，嵌於模塊支架內，留出焊接金 線和外接電源線的焊接點。
6.根據權利要求1所述的一種高導熱低結溫LED光源模塊，其特徵在於所述的 LED晶片(6)為大功率發光二極體。
專利摘要一種高導熱低結溫LED光源模塊由導熱板、液體金屬、模塊支架、正電極、負電極、LED晶片、金線、螢光粉和灌封膠構成，液體金屬注入導熱板呈陣列排布的凹坑內，模塊支架固連於導熱板並正對導熱板凹坑設置，LED晶片陣列排布固定於模塊支架底板固晶過孔，使LED晶片襯底層嵌於固晶過孔並直接接觸液體金屬，其縫隙處密封膠密封處理，陣列排布的LED晶片由金線串聯連接後再並聯連接於正負電極，串並聯連接後的LED晶片上方塗布螢光粉，最後再由灌封膠封裝。本實用新型封裝結構LED晶片襯底層與導熱板間加設液體金屬實現LED晶片與導熱板間的無縫對接，從而讓LED發出的熱量迅速傳導出去，有效控制LED結溫，增加LED使用壽命和發光效率。
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 優先權日2010年9月3日
發明者繆應明, 郭金年, 黃金鹿 申請人:蘇州中澤光電科技有限公司