專利名稱：集成led光源封裝支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED制造領(lǐng)域，特別涉及一種集成LED光源封裝支架。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二級(jí)管)光源是一種新型光源,和傳統(tǒng)光源相t匕，由于其具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，得到了大力普及。為了得到大功率的LED光源，將多顆LED芯片集成封裝在一起，但是，封裝在一起的多顆LED芯片由于工作電壓的不同對(duì)承載LED光源的支架有不同的電氣絕緣強(qiáng)度要求，對(duì)在安全特低電壓下(直流電壓42V以下)工作的LED光源(帶電體)其支架的電氣絕緣強(qiáng)度需要達(dá)到a級(jí)標(biāo)準(zhǔn)500V即可，而在非安全特低電壓下(直流電壓42V以上)工作的LED光源(帶電體)，其支架的電氣絕緣強(qiáng)度必須至少達(dá)b級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，高則達(dá)到d級(jí)絕緣強(qiáng)度要求。由于現(xiàn)有的LED光源在使用中采用的是串并聯(lián)連接方式，LED光源工作時(shí)最高電壓不超過(guò)42V，故采用a級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電氣絕緣強(qiáng)度500V既可，隨著光源可靠性的提高，電源工藝技術(shù)的改善，采取集中供電，可提高電源的可靠定性和利用效率，降低電源使用成本和維護(hù)費(fèi)用，提高燈具在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)占有率，無(wú)論是前沿趨勢(shì)所向的集中供電，還是非隔離電源，其供電都是將市電直接轉(zhuǎn)換成大于42V的直流輸出電壓，例如LED光源的多顆芯片在使用時(shí)采用全部串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，將70顆芯片串聯(lián)形成70W的光源，其工作電壓已達(dá)210V，由于現(xiàn)有的LED光源(帶電體)直接和支架(燈具)散熱外殼直接接觸，當(dāng)我們采用加強(qiáng)絕緣要求時(shí)，此時(shí)70WLED光源支架的電氣絕緣強(qiáng)度需滿足d級(jí)標(biāo)準(zhǔn)即:4X 210+2750=3590V，210V為工作電壓，因此需要提高承載LED光源的支架的電氣絕緣強(qiáng)度，參照GB7000.1-2007 (燈具一般安全要求與試驗(yàn))。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種集成LED光源封裝支架。所述集成LED光源封裝支架包括:基板、塑膠殼和電極層，所述塑膠殼包括位于所述基板上面的電極安放部和位于所述基板中的腿部；所述電極層位于所述塑膠殼的電極安放部?jī)?nèi)；所述基板上設(shè)置有安裝通孔，所述塑膠殼的腿部位于所述安裝通孔內(nèi)；所述基板包括:由上至下依次設(shè)置的電路層、絕緣層和基材層；所述電路層用于承載多顆LED芯片；所述基板、所述塑膠殼和所述電極層緊密連接在一起。優(yōu)選，所述塑膠殼的材質(zhì)為聚鄰苯二甲酰胺，所述塑膠殼與所述基板、所述電極層通過(guò)一體化注塑方式緊密連接在一起。優(yōu)選，所述塑膠殼的材質(zhì)為陶瓷，所述塑膠殼與所述基板、所述電極層通過(guò)低溫?zé)Y(jié)方式緊密連接在一起。優(yōu)選，所述塑膠殼的材質(zhì)為硅膠，所述塑膠殼與所述基板、所述電極層通過(guò)點(diǎn)圍墻膠加熱固化方式緊密連接在一起。優(yōu)選，所述基材層的厚度值大于所述絕緣層的厚度值。優(yōu)選，所述基材層的材質(zhì)為銅或鋁，所述基材層的厚度值為I 5mm。優(yōu)選，所述絕緣層的材質(zhì)為氧化鋁或氮化鋁，所述絕緣層的厚度值為0.1 2mm。優(yōu)選，所述電路層的材質(zhì)為銅。優(yōu)選，所述電路層上面有鍍銀層。優(yōu)選，所述絕緣層的材質(zhì)為藍(lán)寶石。本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:通過(guò)將電極層放于塑膠殼的電極安放部?jī)?nèi)，塑膠殼的腿部放于基板的安裝通孔內(nèi)；然后使基板、塑膠殼和電極層緊密連接在一起，基板包括由上至下依次設(shè)置的電路層、絕緣層和基材層，電路層用于承載多顆LED芯片。提高了支架的電氣絕緣強(qiáng)度。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種集成LED光源封裝支架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種集成LED光源封裝支架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是沿圖1中的A-A線的剖視圖；圖4是沿圖2中的B-B線的剖視圖；圖中符號(hào)說(shuō)明:1基板、2電極定位孔、3塑膠殼、4電極層、9穿線孔、10基材層、11絕緣層、12電路層、13鍍銀層、80LED芯片焊盤、81 二焊焊盤。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1 圖4，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種集成LED光源封裝支架，該支架包括:基板I (也可稱為固晶基板)、電極層4和塑膠殼3 ;塑膠殼3包括位于基板I上面的電極安放部和位于基板I中的腿部；電極層4位于塑膠殼3的電極安放部?jī)?nèi)；基板I上設(shè)置有安裝通孔，塑膠殼3的腿部插入到安裝通孔內(nèi)；基板I包括:由上至下依次設(shè)置的電路層12、絕緣層11和基材層10，電路層12用于承載多顆LED芯片，在電路層12上面安裝有多顆LED芯片，基板1、塑膠殼3和電極層4緊密連接在一起。為了提高支架的電氣絕緣強(qiáng)度，塑膠殼3的材質(zhì)優(yōu)選地為PPA(Polyphthalaminde,聚鄰苯二甲酰胺)。同時(shí)為了達(dá)到氣密性良好的效果，塑膠殼3與基板
1、電極層4通過(guò)一體化注塑方式緊密連接在一起，一體化注塑方式可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)得知。為了提高支架的電氣絕緣強(qiáng)度，塑膠殼3的材質(zhì)為陶瓷，同時(shí)為了達(dá)到氣密性良好的效果，塑膠殼3與基板1、電極層4通過(guò)低溫?zé)Y(jié)方式緊密連接在一起，該低溫的溫度范圍優(yōu)選為800 1000°C，低溫?zé)Y(jié)方式可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)得知。
為了提高支架的電氣絕緣強(qiáng)度，塑膠殼3的材質(zhì)為硅膠，同時(shí)為了達(dá)到氣密性良好的效果，塑膠殼3與基板1、電極層4通過(guò)點(diǎn)圍墻膠加熱固化方式緊密連接在一起，該加熱溫度范圍優(yōu)選為100 200°C，圍墻膠是一種白色有機(jī)硅橡膠，其觸變性高，可以被點(diǎn)成理想的形狀，或注塑成型，或加熱固化，與玻璃、陶瓷、金屬有良好的黏結(jié)性，點(diǎn)圍墻膠加熱固化可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)得知?；錓包括的基材層10與絕緣層11采用高溫?zé)Y(jié)壓合技術(shù)連接在一起，在實(shí)際使用中，該高溫的溫度范圍優(yōu)選為1400 1600°C，為了在高溫?zé)Y(jié)壓合時(shí)不發(fā)生變形和將LED芯片在使用過(guò)程中產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出，基材層10和絕緣層11都要有一定的厚度，優(yōu)選地，基材層10的厚度值大于絕緣層11的厚度值。由于LED芯片在使用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，為了得到更好的散熱效果，基材層10的厚度值優(yōu)選為I 5mm，絕緣層11的厚度值優(yōu)選為 0.1 2mm。為了得到好的散熱效果，基材層10的材質(zhì)為導(dǎo)熱性能良好的材料，優(yōu)選為銅或招。為了得到好的絕緣性且將LED芯片產(chǎn)生的熱量較好的傳遞至基材層10 (導(dǎo)熱系數(shù)高)且熱膨脹系數(shù)低，熱穩(wěn)定性好，無(wú)黃變，絕緣層11的材質(zhì)為氧化鋁或氮化鋁，優(yōu)選為藍(lán)寶
石。
基板I包括的電路層12與絕緣層11的連接也是采用DBC直接接合銅基板技術(shù)或DPC直接鍍銅基板技術(shù)連接在一起。具體如下:當(dāng)電路層12與絕緣層11采用DBC技術(shù)連接在一起時(shí)，DBC技術(shù)將高絕緣性的氧化鋁(AL2O3)或氮化鋁(AlN)陶瓷基板的單面或者雙面覆上銅金屬，經(jīng)由高溫(該高溫的溫度范圍優(yōu)選為1000 IlO(TC)的環(huán)境加熱，使銅金屬因高溫氧化、擴(kuò)散與氧化鋁或氮化鋁材質(zhì)產(chǎn)生共晶熔體，使銅金屬與陶瓷基板粘合，形成陶瓷復(fù)合金屬基板。當(dāng)電路層12與絕緣層11采用DPC技術(shù)連接在一起時(shí)，DPC技術(shù)首先將氧化鋁(AL2O3)或氮化鋁(AlN)陶瓷基板處理清潔，然后利用薄膜專業(yè)制造技術(shù)-真空鍍膜方式于陶瓷基板上濺鍍結(jié)合于銅金屬?gòu)?fù)合層，形成陶瓷復(fù)合金屬基板。由于銀的反光折射率高，為了使LED光源出光效率高，同時(shí)便于電路層跟用于實(shí)現(xiàn)LED芯片串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)連接的金線焊接和固定芯片用的銀膠連接，在電路層12上面有鍍銀層13。在電路層12上面鍍銀，可采用現(xiàn)有技術(shù)中的電鍍銀技術(shù)或者真空鍍銀技術(shù)。在實(shí)際使用中，需要將多顆LED芯片進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)的連接以實(shí)現(xiàn)集成LED光源，圖1所示支架為不帶焊盤的支架，將多顆LED芯片安裝在不帶焊盤的支架時(shí)，在電路層12上面的多顆LED芯片的串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)連接通過(guò)在LED芯片之間打金線(未示出)實(shí)現(xiàn)，圖2所示支架為帶焊盤的支架，將多顆LED芯片安裝在帶焊盤的支架時(shí)，LED芯片安裝在LED芯片焊盤80上，多顆LED芯片的串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)連接通過(guò)在LED芯片之間打的金線(未示出)與二焊焊盤81連接實(shí)現(xiàn)，LED芯片焊盤和二焊焊盤通過(guò)采用DBC(Direct Bonded Copper,直接接合銅基板)厚膜技術(shù)絲網(wǎng)印刷并高溫?zé)Y(jié)而成或采用DPC(Direct Plate Copper,直接鍍銅基板)技術(shù)制作而成。在DBC技術(shù)中，當(dāng)形成陶瓷復(fù)合金屬基板后，關(guān)于LED芯片焊盤和二焊焊盤的設(shè)計(jì)，即電路層的設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際使用中的LED芯片數(shù)量、電路層的尺寸以及用戶的需要等，進(jìn)行LED芯片焊盤和二焊焊盤的設(shè)計(jì)，利用干法或濕法蝕刻方式把不需要的地方蝕刻掉以制備實(shí)現(xiàn)串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)連接的線路。在DPC技術(shù)中，當(dāng)形成陶瓷復(fù)合金屬基板后，關(guān)于LED芯片焊盤和二焊焊盤的設(shè)計(jì)，即電路層的設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際使用中的LED芯片數(shù)量、電路層的尺寸以及用戶的需要等，進(jìn)行LED芯片焊盤和二焊焊盤的設(shè)計(jì)，以黃光微影之光阻被覆曝光、顯影、蝕刻、去膜工藝完成線路制作，最后以電鍍或者化學(xué)鍍沉積方式增加線路的厚度，待光阻移除后即完成金屬化線路制作(應(yīng)該說(shuō)DPC技術(shù)對(duì)于薄膜線路來(lái)說(shuō)，精度更高穩(wěn)定性更好)。圖1和圖2所示支架為熱電分離型，因?yàn)長(zhǎng)ED芯片通電后會(huì)有一部分能量轉(zhuǎn)換為熱能，一部分轉(zhuǎn)換成光，承載LED芯片的位置會(huì)有熱量；將多顆LED芯片通過(guò)金線或金線與二焊焊盤組成的連接線路連接起來(lái)時(shí)，在LED芯片通電后，該連接線路會(huì)有電流流過(guò)，有電流就會(huì)產(chǎn)生熱量，由于承載LED芯片的位置和連接線路是相互獨(dú)立的，避免了兩個(gè)熱量的疊加，所以該支架為熱電分離型。在實(shí)際使用中，經(jīng)串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)連接好的多顆LED芯片通過(guò)金線與電極層4連接起來(lái)，電極層通過(guò)電極定位孔2與外部電路實(shí)現(xiàn)連接，外部電路通過(guò)穿線孔9與電極定位孔2連接，在實(shí)際使用中，當(dāng)有電流通過(guò)電極層4流入LED光源時(shí)時(shí)，電流通過(guò)金線(未示出)或金線與二焊焊盤進(jìn)入LED芯片，使LED芯片發(fā)光，LED芯片對(duì)輸入電壓和電流的要求可根據(jù)電路層12中多顆LED芯片的連接方式進(jìn)行確定，最后將連接好的多顆LED芯片通過(guò)硅膠封裝保護(hù)，硅膠同時(shí)也能起到提高電氣絕緣強(qiáng)度的效果。本發(fā)明實(shí)施例提供的集成LED光源封裝支架，通過(guò)將電極層放于塑膠殼的電極安放部?jī)?nèi)，塑膠殼的腿部放于基板的安裝通孔內(nèi)；然后使基板、塑膠殼和電極層緊密連接在一起，基板包括由上至下依次設(shè)置的電路層、絕緣層和基材層，電路層用于承載多顆LED芯片，提高了支架的電氣絕緣強(qiáng)度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種集成LED光源封裝支架,包括基板、塑膠殼和電極層,其特征在于， 所述塑膠殼包括: 位于所述基板上面的電極安放部、和 插入到所述基板中的腿部； 所述電極層位于所述塑膠殼的電極安放部?jī)?nèi)； 所述基板上設(shè)置有安裝通孔，所述塑膠殼的腿部插入到所述安裝通孔內(nèi)； 所述基板包括:由上至下依次設(shè)置的電路層、絕緣層和基材層； 所述電路層用于承載多顆LED芯片； 所述基板、所述塑膠殼和所述電極層緊密連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED光源封裝支架，其特征在于， 所述塑膠殼的材質(zhì)為聚鄰苯二甲酰胺，所述塑膠殼與所述基板、所述電極層通過(guò)一體化注塑方式緊密連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED光源封裝支架，其特征在于， 所述塑膠殼的材質(zhì)為陶瓷，所述塑膠殼與所述基板、所述電極層通過(guò)低溫?zé)Y(jié)方式緊密連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED光源封裝支架，其特征在于， 所述塑膠殼的材質(zhì)為硅膠，所述塑膠殼與所述基板、所述電極層通過(guò)點(diǎn)圍墻膠加熱固化方式緊密連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED光源封裝支架，其特征在于， 所述基材層的厚度值大于所述絕緣層的厚度值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED光源封裝支架，其特征在于， 所述基材層的材質(zhì)為銅或鋁，所述基材層的厚度值為I 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED光源封裝支架，其特征在于， 所述絕緣層的材質(zhì)為氧化鋁或氮化鋁，所述絕緣層的厚度值為0.1 2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED光源封裝支架，其特征在于， 所述電路層的材質(zhì)為銅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成LED光源封裝支架，其特征在于， 所述電路層上面有鍍銀層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成LED光源封裝支架，其特征在于， 所述絕緣層的材質(zhì)為藍(lán)寶石。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成LED光源封裝支架，屬于LED制造領(lǐng)域。所述集成LED光源封裝支架包括基板、塑膠殼和電極層；所述塑膠殼包括位于所述基板上面的電極安放部和插入到所述基板中的腿部；所述電極層位于所述塑膠殼的電極安放部?jī)?nèi)；所述基板上設(shè)置有安裝通孔，所述塑膠殼的腿部插入到所述安裝通孔內(nèi)；所述基板包括由上至下依次設(shè)置的電路層、絕緣層和基材層；所述電路層用于承載多顆LED芯片；所述基板、所述塑膠殼和所述電極層緊密連接在一起。本發(fā)明通過(guò)上述技術(shù)方案提高了支架的電氣絕緣強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H01L33/48GK103107264SQ20131003097
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者陳德華, 歐文, 束紅運(yùn) 申請(qǐng)人:東莞市科磊得數(shù)碼光電科技有限公司