專利名稱：一種利于散熱的新型led封裝方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利于散熱的新型LED封裝方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)封裝產(chǎn)品主要分為這樣幾 種類型單珠直插、食人魚、SMD (單顆或多顆)、大功率(單顆或多顆集成)等。這些封裝都 是在不同的專用支架上完成的。具體的，單珠直插型LED產(chǎn)品的支架有正、負(fù)兩支引腳，其中負(fù)極引腳的頭部經(jīng)過 沖壓組成一個(gè)碗狀的反射帽。LED芯片就在這個(gè)反射帽中完成固晶、焊線、點(diǎn)膠工序，最后， 環(huán)氧樹脂在支架外部封裝出一個(gè)圓帽狀的透鏡，管理出光。點(diǎn)膠工序就是將熒光膠涂布在 反射帽里，包裹住焊好線的LED芯片和金線。食人魚型LED產(chǎn)品中也有一個(gè)經(jīng)過沖壓形成的反光碗以及環(huán)氧樹脂封裝出的透 鏡，他們在產(chǎn)品中所起到的作用與單珠直插型LED產(chǎn)品中的碗狀反射帽和圓帽狀環(huán)氧樹脂 透鏡相類似。SMD型LED產(chǎn)品的支架是將經(jīng)過沖壓、鍍銀的金屬焊盤結(jié)構(gòu)包裹在一種專用的絕 緣膠體中制成的。經(jīng)過鍍銀處理的金屬焊盤具有一定的反光性，LED芯片直接固晶、焊線在 金屬焊盤上；專用絕緣膠體組成的部分有一個(gè)中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，也可以是有一定傾斜角 度的碗形結(jié)構(gòu)，熒光膠就被涂布在這個(gè)區(qū)域里。大功率型LED產(chǎn)品的支架是由一個(gè)金屬底座和經(jīng)過沖壓的引腳共同包裹在專用 的絕緣膠體結(jié)構(gòu)中制成的。金屬底座上有一個(gè)下凹結(jié)構(gòu)，用于承載熒光膠。最后封裝出的 膠體透鏡和經(jīng)過鍍銀處理的金屬底座一起控制LED的光反射和出光角度。然而，現(xiàn)有技術(shù)的LED支架中所具有的碗狀或者類似碗狀的結(jié)構(gòu)大多采用沖壓金 屬材料的方法來加工成型，沖壓后的金屬材料厚度和體積都有限，僅僅起到一部分的反光 作用和圍堵熒光膠的作用，對于保障LED產(chǎn)品壽命的散熱問題，并起不到實(shí)質(zhì)性幫助；相 反，如果在涂點(diǎn)熒光膠以后，還用膠體封裝透鏡結(jié)構(gòu)的話，就更會(huì)阻止熱量從該結(jié)構(gòu)部分散 出。且基于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的LED支架面積、體積有限，導(dǎo)熱、散熱不充分，為了保證產(chǎn)品壽命和品 質(zhì)，所有經(jīng)過封裝的LED光源都必須再經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝在能夠?qū)?、散熱的鋁基板熱沉 和散熱器熱沉上，才能形成LED應(yīng)用產(chǎn)品。這使得后續(xù)工藝非常繁瑣。此外，傳統(tǒng)技術(shù)使用 的LED支架，大多用于單顆LED芯片的獨(dú)立封裝，如果對多顆LED芯片進(jìn)行大面積的統(tǒng)一封 裝，就會(huì)遇到難度，不容易實(shí)現(xiàn)。因此，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題就是如何能夠創(chuàng)新地 提出一種有效的處理措施，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，有效解決LED存在的散熱問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利于散熱的新型LED封裝方法和裝置，用以有效解決LED的散熱問題。為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種利于散熱的新型LED封裝方法，所述方法 包括選取導(dǎo)熱系數(shù)大于等于80瓦/米·開爾文的金屬加工整體點(diǎn)膠外框；將所述點(diǎn)膠外框與底板熱沉進(jìn)行結(jié)合；在點(diǎn)膠外框與底板熱沉結(jié)合后所露出的固晶區(qū)域封裝LED芯片。優(yōu)選的，所述點(diǎn)膠外框的表面為波浪狀、柱狀或鋸齒狀。優(yōu)選的，所述方法還包括對所述點(diǎn)膠外框的表面進(jìn)行金屬陽極氧化、電鍍、噴涂或打磨拋光處理，以獲取高 反射率的光反射面。優(yōu)選的，所述固晶區(qū)域用于封裝一顆或多顆LED芯片。優(yōu)選的，所述結(jié)合的方式為嵌合、沖壓或粘接。優(yōu)選的，所述加工整體點(diǎn)膠外框的金屬為銀、銅、金、鋁、鐵、鋁合金或鎂合金。優(yōu)選的，所述固晶區(qū)域的形狀為方形、圓形或者多邊形。本發(fā)明還公布了一種利于散熱的新型LED封裝裝置，所述裝置包括第一處理模塊，用于選取導(dǎo)熱系數(shù)大于等于80瓦/米 開爾文的金屬加工整體點(diǎn) 膠外框；第二處理模塊，用于將所述點(diǎn)膠外框與底板熱沉進(jìn)行結(jié)合；第三處理模塊，用于在點(diǎn)膠外框與底板熱沉結(jié)合后所露出的固晶區(qū)域封裝LED芯 片。優(yōu)選的，所述裝置還包括第四處理模塊，用于對所述點(diǎn)膠外框的表面進(jìn)行金屬陽極氧化、電鍍、噴涂或打磨 拋光處理，以獲取高反射率的光反射面。優(yōu)選的，所述第一處理模塊將整體點(diǎn)膠外框的表面加工為波浪狀、柱狀或鋸齒狀。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過在底板熱沉上采用粘接等方式結(jié)合一個(gè)導(dǎo)熱性能良好的整體鋁合金 點(diǎn)膠外框，平面性地與底板熱沉粘接在一起，保證熱量能夠充分地從底板熱沉傳導(dǎo)到這個(gè) 整體的鋁合金點(diǎn)膠外框上。這種處理，相當(dāng)于在底板熱沉上附著了一個(gè)散熱器，從而很好的 緩解了現(xiàn)有技術(shù)中LED所存在的散熱問題。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一所述的一種利于散熱的新型LED封裝方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一所述的具有所述方法特性的一種利于散熱的新型LED封裝 示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例二所述的一種利于散熱的新型LED封裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
LED產(chǎn)品在工作過程中，芯片會(huì)產(chǎn)生熱量，如果這種熱量不能有效快速地被導(dǎo)出， 就會(huì)被聚積在LED芯片內(nèi)部，對LED芯片本身造成不可逆的損傷，影響LED產(chǎn)品的壽命和品 質(zhì)。LED芯片的導(dǎo)熱主要是靠位于LED芯片底部的底板熱沉來實(shí)現(xiàn)。在LED封裝產(chǎn)品的傳 統(tǒng)支架結(jié)構(gòu)中，熱量主要靠被沖壓出的碗狀或者類似碗狀結(jié)構(gòu)的金屬材料通過引腳導(dǎo)出。本發(fā)明通過在底板熱沉上采用粘接等方式結(jié)合一個(gè)導(dǎo)熱性能良好的整體鋁合金 點(diǎn)膠外框，平面性地與底板熱沉粘接在一起，保證熱量能夠充分地從底板熱沉傳導(dǎo)到這個(gè) 整體的鋁合金點(diǎn)膠外框上。這種處理，相當(dāng)于在底板熱沉上附著了一個(gè)散熱器。實(shí)施例一參照圖1，示出了本發(fā)明的一種利于散熱的新型LED封裝方法的流程圖，所述方法 具體包括步驟S101，選取導(dǎo)熱系數(shù)大于等于80瓦/米·開爾文的金屬加工整體點(diǎn)膠外框；優(yōu)選的，所述加工整體點(diǎn)膠外框的金屬為銀、銅、金、鋁、鐵、鋁合金或鎂合金。本實(shí)施例中，選取具有良好導(dǎo)熱性能的金屬加工整體點(diǎn)膠外框，實(shí)際中，導(dǎo)熱系數(shù) 值較高的物質(zhì)包括銀(導(dǎo)熱系數(shù)429瓦/米 開爾文-W/m ·Κ)、銅(導(dǎo)熱系數(shù)401W/m ·Κ)、 金(導(dǎo)熱系數(shù)317W/m · K)、鋁(導(dǎo)熱系數(shù)237W/m · K)、鐵(導(dǎo)熱系數(shù)80W/m · K)。廣泛用 于LED照明產(chǎn)品的導(dǎo)熱、散熱材料主要是銅和鋁，以鋁合金、鎂合金為主。其中，使用最多的 6063型鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)為201W/m · K。步驟S102，將所述點(diǎn)膠外框與底板熱沉進(jìn)行結(jié)合；優(yōu)選的，所述結(jié)合的方式為嵌合、沖壓或粘接。在底板熱沉上增加一個(gè)導(dǎo)熱性能較好的點(diǎn)膠外框，平面性的與底板熱沉結(jié)合在一 起，保證了底板熱沉傳導(dǎo)到整體的點(diǎn)膠外框上，可以簡單的將這種處理理解為在底板熱沉 上附著了一個(gè)散熱器。具體實(shí)現(xiàn)中，點(diǎn)膠外框與底板熱沉進(jìn)行結(jié)合的方式為嵌合、沖壓或粘接。優(yōu)選的，所述點(diǎn)膠外框的表面為波浪狀或鋸齒狀。在實(shí)際應(yīng)用中，點(diǎn)膠外框的上表面可以加工成能夠增加表面積的任何形狀，如鋸 齒狀、波浪狀、柱狀等，通過獲取較大的表面積以進(jìn)一步提高散熱效率。同樣的，所述點(diǎn)膠外 框的邊緣也可以加工為波浪狀、柱狀或鋸齒狀，來獲取較大的邊緣面積提高散熱效率。步驟S103，在點(diǎn)膠外框與底板熱沉結(jié)合后所露出的固晶區(qū)域封裝LED芯片。優(yōu)選的，所述固晶區(qū)域用于封裝一顆或多顆LED芯片。優(yōu)選的，所述固晶區(qū)域的形狀為方形、圓形或者多邊形。點(diǎn)膠外框與底板熱沉結(jié)合后，會(huì)露出底板熱沉上的固晶區(qū)域，在所露出的底板熱 沉上的固晶區(qū)域封裝LED芯片。在實(shí)際應(yīng)用中，點(diǎn)膠外框上的鏤空部分，即所露出的底板熱沉上的固晶區(qū)域形狀 可以根據(jù)需要做成方形、圓形或者多邊形等，同時(shí)，所露出的底板熱沉上的每個(gè)固晶區(qū)域中 可以根據(jù)需要封裝單顆LED芯片或者多顆LED芯片。此外，點(diǎn)膠外框上所對應(yīng)的邊緣部分， 也可以根據(jù)需要做成斜面狀，其傾斜的角度可以根據(jù)對LED出光角度的大小要求做得較大 或者較小。通過將固晶區(qū)域設(shè)計(jì)成各種形狀，制作出各種光斑效果的產(chǎn)品，可以封裝不同顏 色的LED芯片，生產(chǎn)全彩產(chǎn)品。對于單個(gè)固晶區(qū)域中同時(shí)封裝了多顆LED芯片的情況，可靈 活排布、焊接，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性；如果同一個(gè)固晶區(qū)域中的多顆芯片有一顆或者幾顆損壞，并不會(huì)造成該固晶區(qū)域中形成光的盲區(qū)，因?yàn)閱蝹€(gè)固晶區(qū)域中所有芯片都損壞的幾率
非常非常小。優(yōu)選的，所述方法還包括對所述點(diǎn)膠外框的表面進(jìn)行金屬陽極氧化、電鍍、噴涂或打磨拋光處理，以獲取高 反射率的光反射面。點(diǎn)膠外框的斜面部分和表面部分還可以采用金屬陽極氧化、電鍍、噴涂、打磨拋光 等方法加工出高反射率的光反射面，將點(diǎn)膠外框的上表面和斜面進(jìn)行了表面處理，加工成 光的反射面，可以大大提高產(chǎn)品出光效率；對于分區(qū)封裝的整體光源，配合多邊形封裝形狀 和表面柱狀突起結(jié)構(gòu)，能夠起到均勻出光、減小眩光的作用。同時(shí)，點(diǎn)膠外框上露出固晶區(qū)域的鏤空部分斜面可以根據(jù)產(chǎn)品出光角度的要求制 作出或大或小的傾角，每個(gè)固晶區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立的透鏡封裝，這樣，既滿足了產(chǎn)品對出光方面 的管理，又不會(huì)對益于散熱的結(jié)構(gòu)起到功能性阻礙。并且，采用本實(shí)施例所述方法的光源， 其導(dǎo)熱、散熱充分，可以從某種程度上取消或者減少散熱器的使用，縮減后續(xù)工藝，大大節(jié) 約產(chǎn)品成本。本發(fā)明技術(shù)尤其適用于大面積平面型光源的封裝和應(yīng)用。它是在一種用于固 晶、焊線的底板材料上粘接導(dǎo)熱性能良好的金屬外框，當(dāng)進(jìn)行白光LED封裝時(shí)，就將熒光膠 涂點(diǎn)在這種經(jīng)過設(shè)計(jì)的外框結(jié)構(gòu)中。因?yàn)檫@種外框結(jié)構(gòu)直接粘接在底板材料上，所以可以 起到輔助散熱的作用，將這種外框結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面處理或者造型設(shè)計(jì)，它又可以起到增加出 光效率、控制出光角度的作用。為便于理解，參見圖2示出了具有上述實(shí)施例所述方法特性 的一種利于散熱的新型LED封裝示意圖。更進(jìn)一步的，采用應(yīng)用實(shí)例對本發(fā)明所述的方法進(jìn)行介紹，具體應(yīng)用在一種大面 積的條形光源封裝上，大大增加了 LED產(chǎn)品支架結(jié)構(gòu)的散熱功能部分；通過材料選擇、表面 處理和造型設(shè)計(jì)，使得該結(jié)構(gòu)除了發(fā)揮輔助涂點(diǎn)熒光膠的作用，還能夠充分幫助LED產(chǎn)品 散熱、管理出光、減小眩光。將多顆芯片分區(qū)整體封裝，形成大面積出光均勻、散熱良好的高
品質(zhì)廣品。選用導(dǎo)熱性能良好的某型號鋁合金制作成一種整體的點(diǎn)膠外框，粘接在底板熱沉 上。這個(gè)整體的點(diǎn)膠外框邊緣呈波浪狀；其上有若干個(gè)八角形鏤空的區(qū)域，粘接在底板熱沉 上以后，剛好露出底板熱沉上的八角形固晶區(qū)域；八角形鏤空結(jié)構(gòu)的斜面可以加工出一定 的傾斜角度，通過改變這個(gè)斜面角，可以控制產(chǎn)品的出光角度；點(diǎn)膠外框的上表面是一種具 有柱狀突起的結(jié)構(gòu)；點(diǎn)膠外框的上表面和斜面經(jīng)過表面處理，具有很好的光反射性；每個(gè) 八角形的固晶區(qū)域，通過點(diǎn)膠外框的圍堵，封裝出各自獨(dú)立的熒光膠透鏡結(jié)構(gòu)。實(shí)施例二 參照圖3，示出了本發(fā)明的一種利于散熱的新型LED封裝裝置的結(jié)構(gòu)圖，所述裝置 具體包括第一處理模塊301，用于選取導(dǎo)熱系數(shù)大于等于80瓦/米·開爾文的金屬加工整 體點(diǎn)膠外框；優(yōu)選的，所述第一處理模塊將整體點(diǎn)膠外框的表面加工為波浪狀、柱狀或鋸齒狀。第二處理模塊302，用于將所述點(diǎn)膠外框與底板熱沉進(jìn)行結(jié)合；第三處理模塊303，用于在點(diǎn)膠外框與底板熱沉結(jié)合后所露出的固晶區(qū)域封裝 LED芯片。
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優(yōu)選的，所述裝置還包括第四處理模塊304，用于對所述點(diǎn)膠外框的表面進(jìn)行金屬陽極氧化、電鍍、噴涂或 打磨拋光處理，以獲取高反射率的光反射面。本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與 其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。對于裝置實(shí)施例 而言，由于其與方法實(shí)施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部 分說明即可。以上對本發(fā)明所提供的一種利于散熱的新型LED封裝方法和裝置進(jìn)行了詳細(xì)介 紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只 是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā) 明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理 解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種利于散熱的新型LED封裝方法，其特征在于，所述方法包括 選取導(dǎo)熱系數(shù)大于等于80瓦/米·開爾文的金屬加工整體點(diǎn)膠外框； 將所述點(diǎn)膠外框與底板熱沉進(jìn)行結(jié)合；在點(diǎn)膠外框與底板熱沉結(jié)合后所露出的固晶區(qū)域封裝LED芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 所述點(diǎn)膠外框的表面為波浪狀、柱狀或鋸齒狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括對所述點(diǎn)膠外框的表面進(jìn)行金屬陽極氧化、電鍍、噴涂或打磨拋光處理，以獲取高反射 率的光反射面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于 所述固晶區(qū)域用于封裝一顆或多顆LED芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于 所述結(jié)合的方式為嵌合、沖壓或粘接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述加工整體點(diǎn)膠外框的金屬為銀、銅、金、鋁、鐵、鋁合金或鎂合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于 所述固晶區(qū)域的形狀為方形、圓形或者多邊形。
8.—種利于散熱的新型LED封裝裝置，其特征在于，所述裝置包括第一處理模塊，用于選取導(dǎo)熱系數(shù)大于等于80瓦/米 開爾文的金屬加工整體點(diǎn)膠外框；第二處理模塊，用于將所述點(diǎn)膠外框與底板熱沉進(jìn)行結(jié)合；第三處理模塊，用于在點(diǎn)膠外框與底板熱沉結(jié)合后所露出的固晶區(qū)域封裝LED芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括第四處理模塊，用于對所述點(diǎn)膠外框的表面進(jìn)行金屬陽極氧化、電鍍、噴涂或打磨拋光 處理，以獲取高反射率的光反射面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述第一處理模塊將整體點(diǎn)膠外框的表面加工為波浪狀、柱狀或鋸齒狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利于散熱的新型LED封裝方法和裝置，通過在底板熱沉上采用粘接等方式結(jié)合一個(gè)導(dǎo)熱性能良好的整體鋁合金點(diǎn)膠外框，平面性地與底板熱沉粘接在一起，保證熱量能夠充分地從底板熱沉傳導(dǎo)到這個(gè)整體的鋁合金點(diǎn)膠外框上。這種處理，相當(dāng)于在底板熱沉上附著了一個(gè)散熱器，從而很好的緩解了現(xiàn)有技術(shù)中LED所存在的散熱問題。
文檔編號H01L33/00GK102104092SQ201110006679
公開日2011年6月22日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者冉帥, 王鑫 申請人:北京易光天元半導(dǎo)體照明科技有限公司