專利名稱：Led照明光源的封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，更進(jìn)一步的，涉及一種以LED作為光源的封裝結(jié)構(gòu)及其制 作方法。
背景技術(shù)：
LED作為光源越來(lái)越普遍的被應(yīng)用于照明領(lǐng)域，但由于LED芯片生產(chǎn)工藝和材料 的局限，使得其在將電能轉(zhuǎn)化為光能過(guò)程中，產(chǎn)生大量的熱能，所以應(yīng)用LED作為光源的照 明燈具，如何解決散熱是首先需要考慮和解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)的做法是將LED芯片焊接在一 層鋁基板上，即通常所說(shuō)的PCB板。該鋁基板一般包括敷銅層、絕緣層和鋁基層。再將該鋁 基板通過(guò)導(dǎo)熱硅脂粘結(jié)在一散熱基座上。這樣，LED芯片產(chǎn)生的熱量傳遞途徑是銅、絕緣層、 鋁、導(dǎo)熱硅脂、散熱基座。我們知道，一般鋁基板中，銅的導(dǎo)熱系數(shù)為401，絕緣層導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 6 1. 2，鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為237，導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)為1. 0。由于在這個(gè)熱傳導(dǎo)途徑上存 在導(dǎo)熱系數(shù)很低的絕緣層和導(dǎo)熱硅脂，會(huì)造成很大的熱阻，使得整體的散熱效率較低，這樣 必然導(dǎo)致燈具的使用壽命下降。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，使用該LED照明 光源的燈具，不僅能夠提高散熱效率，而且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)化，節(jié)省生產(chǎn)成本。本發(fā)明還提供了上述LED照明光源封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，該方法方便可行，且可 以保障光源的性能和正常使用。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，包括LED芯片以及安裝LED芯片的散熱基座，所述 LED芯片底部的熱沉以及正負(fù)極引腳分別焊接在不同的銅片上，在所述焊接有LED芯片正 負(fù)極引腳的銅片上分別設(shè)置有用于電氣連接的部件，所述銅片嵌入所述散熱基座一端面設(shè) 置的絕緣導(dǎo)熱材料中。所述LED芯片為單顆LED芯片，所述銅片上用于電氣連接的部件是導(dǎo)線。所述LED芯片為多顆LED芯片電氣連接，相鄰LED芯片之間通過(guò)其銅片上設(shè)置的 焊盤(pán)焊接或通過(guò)導(dǎo)線連接，電路兩端的LED芯片的銅片上設(shè)置與外接電路電氣連接的導(dǎo) 線。所述LED芯片可以是熱電分離式，也可以是熱電不分離式。當(dāng)所述LED芯片是熱電分離式或熱電不分離式，其熱沉和負(fù)極引腳相連時(shí)，焊接 LED芯片底部熱沉的銅片與焊接LED芯片負(fù)極引腳的銅片可以為一體。當(dāng)所述LED芯片是熱電分離式或熱電不分離式，其熱沉和正極引腳相連時(shí)，焊接 LED芯片底部熱沉的銅片與焊接LED芯片正極引腳的銅片可以為一體。所述散熱器一端面設(shè)置一凹陷平臺(tái)，所述絕緣導(dǎo)熱材料注入所述凹陷平臺(tái)中。所述絕緣導(dǎo)熱材料是陶瓷、氮化硼。
所述散熱器是鋁或鋁合金。上述LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于在所述散熱基座的上端 面先涂敷一薄層絕緣導(dǎo)熱材料，待所述絕緣導(dǎo)熱材料凝固后，繼續(xù)注入該絕緣導(dǎo)熱材料，在 該絕緣導(dǎo)熱材料凝固之前，將LED芯片引腳和底部熱沉以及其上焊接的銅片嵌入該絕緣導(dǎo) 熱材料中，待其凝固。本發(fā)明帶來(lái)的有益效果本發(fā)明提供的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，省略了傳統(tǒng)的鋁基板，而是將LED芯片直 接焊接在導(dǎo)熱性能良好的金屬銅片上，金屬銅片再嵌入到絕緣導(dǎo)熱材料中，絕緣導(dǎo)熱材料 涂敷在散熱基座的上端面。這樣，LED芯片產(chǎn)生的熱量傳遞途徑是銅、絕緣導(dǎo)熱材料、散熱 基座，而該絕緣導(dǎo)熱材料一般采用導(dǎo)熱系數(shù)高的氮化硼(導(dǎo)熱系數(shù)為40)或陶瓷(導(dǎo)熱系 數(shù)為36)，使得該熱量傳遞途徑上的熱阻大大減小，熱量能夠快速且高效的傳導(dǎo)到散熱基座 上及時(shí)散熱，LED照明光源的正負(fù)極引腳則通過(guò)焊接在銅片上的導(dǎo)線連接到外部電路。該 結(jié)構(gòu)不僅散熱效果好，而且工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)方便。本發(fā)明還提供的上述LED照明光源封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，由于先在散熱基座的上 端面上涂敷一薄層絕緣導(dǎo)熱材料，讓其先凝固，這一薄層凝固的絕緣導(dǎo)熱材料避免了在將 銅片嵌入到絕緣導(dǎo)熱層中時(shí)，銅片與金屬散熱基座之間可能會(huì)出現(xiàn)的接觸導(dǎo)電問(wèn)題，保障 了它們之間的絕緣。


以下通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的描述圖1是現(xiàn)有技術(shù)中LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式圖1是現(xiàn)有技術(shù)中LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示意了 LED芯片1產(chǎn)生 的熱量向散熱基座2傳遞時(shí)的途徑。LED芯片1產(chǎn)生的熱量經(jīng)過(guò)其正負(fù)極引腳11、12以及 其底部的熱沉13依次傳遞到鋁基板上的敷銅層3、絕緣層4、鋁基層5、導(dǎo)熱硅脂6，最后到 散熱基座2上。圖2 圖3所示，本發(fā)明兩個(gè)實(shí)施例的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，LED芯片1安裝 在散熱基座2的一個(gè)端面上。當(dāng)LED芯片1屬于熱電分離式或底部熱沉與正極引腳相連的 熱電不分離式時(shí)，其負(fù)極引腳12焊接在銅片72上，其正極引腳11和底部的熱沉13焊接在 銅片71上，如圖2所示。當(dāng)LED芯片1屬于熱電分離式或底部熱沉與負(fù)極引腳相連的熱電 不分離式時(shí)，其負(fù)極引腳12和底部的熱沉13焊接在銅片72上，其正極引腳焊接在銅片71 上，如圖3所示。在銅片71和72上分別焊接有導(dǎo)線81和82，該兩根導(dǎo)線81和82用于與 外接電路實(shí)現(xiàn)電氣連接作用。散熱器2是由鋁或鋁合金制成。散熱器2在安裝LED芯片1 的上端面開(kāi)設(shè)有一個(gè)凹陷的平臺(tái)21，在凹陷平臺(tái)21的表面涂敷一薄層氮化硼9，待其冷卻 凝固后，再繼續(xù)注入氮化硼9，在該氮化硼9冷卻凝固之前，將焊接有LED芯片1的銅片71、72嵌入該氮化硼9內(nèi)，并冷卻凝固。氮化硼9既起到良好的導(dǎo)熱作用，也起到固定LED芯片 1的作用。本發(fā)明中，為更好的散熱，可以將銅片71、72以及絕緣導(dǎo)熱層如實(shí)施例中所示的 氮化硼9做成足夠的薄，但在設(shè)計(jì)中，該厚度的選擇應(yīng)該不影響銅片71和72上分別焊接 LED芯片的引腳11、12以及導(dǎo)線81、82，也不影響氮化硼9既有導(dǎo)熱作用，又固定LED芯片 1的作用。圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例，與第一和第二實(shí)施例不同的是，LED芯片為兩顆LED芯 片14、15串聯(lián)組成。LED芯片14的負(fù)極引腳142上焊接的銅片162和LED芯片15的正極 引腳151上焊接的銅片171通過(guò)導(dǎo)線183連接，LED芯片14的正極引腳141上焊接的銅片 161和LED芯片15的負(fù)極引腳152上焊接的銅片172上分別焊接有導(dǎo)線181和182用于連 接外部電路。當(dāng)然，也可以將三顆或以上的LED芯片通過(guò)串并聯(lián)的形式組成照明光源，其結(jié) 構(gòu)和原理與上述實(shí)施例相同。
權(quán)利要求
1.一種LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，包括LED芯片以及安裝LED芯片的散熱基座，其特 征在于所述LED芯片底部的熱沉以及正負(fù)極引腳分別焊接在不同的銅片上，在所述焊接 有LED芯片正負(fù)極引腳的銅片上分別設(shè)置有用于電氣連接的部件，所述銅片嵌入所述散熱 基座上端面設(shè)置的絕緣導(dǎo)熱材料中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述LED芯片為單 顆LED芯片，所述銅片上用于電氣連接的部件是導(dǎo)線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述LED芯片為多 顆LED芯片電氣連接，相鄰LED芯片之間通過(guò)銅片上設(shè)置的焊盤(pán)焊接或通過(guò)導(dǎo)線連接，電路 兩端的LED芯片的銅片上設(shè)置與外接電路電氣連接的導(dǎo)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述LED芯片是熱 電分離式或熱電不分離式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述LED芯片是熱 電不分離式，其熱沉和負(fù)極引腳相連，所述焊接LED芯片底部熱沉的銅片與焊接LED芯片負(fù) 極引腳的銅片可以為一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述LED芯片是熱 電不分離式，其熱沉和正極引腳相連，所述焊接LED芯片底部熱沉的銅片與焊接LED芯片正 極引腳的銅片可以為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述散熱器一端面 設(shè)置一凹陷平臺(tái)，所述絕緣導(dǎo)熱材料注入所述凹陷平臺(tái)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述絕緣導(dǎo)熱 材料是陶瓷或氮化硼。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述散熱基座 是鋁或鋁合金。
10.一種如權(quán)利要求1所述LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于在所述 散熱基座的上端面先涂敷一薄層絕緣導(dǎo)熱材料，待所述絕緣導(dǎo)熱材料凝固后，繼續(xù)注入該 絕緣導(dǎo)熱材料，在該絕緣導(dǎo)熱材料凝固之前，將焊接有LED芯片引腳和底部熱沉以及導(dǎo)線 的銅片嵌入該絕緣導(dǎo)熱材料中，待其凝固。
全文摘要
一種LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，包括LED芯片以及安裝LED芯片的散熱基座，所述LED芯片底部的熱沉以及正負(fù)極引腳分別焊接在不同的銅片上，在所述焊接有LED芯片正負(fù)極引腳的銅片上分別設(shè)置有用于電氣連接的部件，所述銅片嵌入所述散熱基座上端面設(shè)置的絕緣導(dǎo)熱材料內(nèi)。該LED照明光源封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，先在所述散熱基座上端面涂敷一薄層絕緣導(dǎo)熱材料，待其冷卻凝固后，再注入絕緣導(dǎo)熱材料，并將所述銅片嵌入該絕緣導(dǎo)熱材料內(nèi)冷卻凝固。本發(fā)明所公開(kāi)的LED照明光源的封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，不僅能夠提高散熱效率，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化，性能良好。
文檔編號(hào)H01L33/62GK102141232SQ201010120710
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者李晟, 陳必壽, 陳春根 申請(qǐng)人:上海三思電子工程有限公司, 上海三思科技發(fā)展有限公司, 嘉善晶輝光電技術(shù)有限公司