CN101576238A

CN101576238A - 一种led灯珠焊接方法及设备

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Publication number: CN101576238A
Application number: CNA2008101418122A
Authority: CN
Inventors: 陈立有
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2028-09-02
Also published as: CN101576238B

Abstract

本发明公开了一种LED灯珠焊接方法，其特征在于：该焊接方法包括以下步骤：(1)在铝基板的焊接点上印刷低温锡膏；(2)将LED灯珠贴装在铝基板上的低温锡膏上；(3)对铝基板进行加热，通过铝基板传热到低温锡膏实现对低温锡膏的加热；(4)低温锡膏熔化实现焊接。还包括实现上述LED灯珠焊接方法的LED灯珠焊接设备，包括控制主机和加热台，所述控制主机上设有电源开关和温控按钮，所述加热台上设置有加热区。采用上述方法及设备，可以使LED与铝基板间的连接粘结强度和热稳定性更好，另外，采用LED灯珠印刷设备，大大提高了生产效率，有效的降低了生产成本。

Description

一种LED灯珠焊接方法及设备

技术领域

本发明涉及LED领域，尤指一种粘结强度大、热阻小、热稳定性更好的LED灯珠焊接方法及设备。

背景技术

半导体照明以其明显的节能特点和环保功能，已经被广泛的认为是最有发展潜力的高技术领域之一。随着LED技术的发展及产业化进程的加快，再加上政府相关部门的引导和推动，LED照明技术在国内应用得到迅速推广，市场规模不断扩大。大功率LED产品技术是半导体照明行业一个最具有代表性的亮点，作为实现半导体照明的核心技术，更大的功率输出、光能输出，更高的光电转换效率是未来的发展趋势

但是在大电流驱动下，散热的困惑是大功率LED所面临的技术壁垒，这些技术因素影响大功率LED成为通用照明光源。产生的热量无法及时散出会累积造成晶片温度升高，晶片温度升高又会导致晶片和荧光粉的发光效率降低，亮度下降，工作中产生色漂移，器件相关材料劣化，严重影响高亮度大功率LED器件的使用寿命。

为此连接大功率LED灯珠与铝基板热沉之间的导热材料的选择和连接方法是十分重要的，因为目前大功率LED封装采用的透镜为PC材料，耐不了高温，无法进行回流焊作业，所以大功率LED与铝基板间的连接材料一般使用导热胶或导热硅脂，导热胶或导热硅脂导热系数都不高，且粘结强度差，其成分中所含的硅油易挥发、热稳定性也不好，对器件的散热及性能稳定极为不利。

另外，目前使用导热胶或导热硅脂连接大功率LED灯珠和铝基板时，要采用人工涂抹的方式，一次只能涂抹一颗，同时要用电烙铁对引脚进行手工焊接，生产效率低且涂抹的胶量无法得到有效的控制，从而容易导致产品的外观不良，甚至影响产品的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导热系数大、热阻小、粘结强度大、热稳定性更好、生产效率更高、延长器件使用寿命的大功率LED灯珠的焊接材料、方法及设备。

为实现上述目的，本发明采用如下方法和设备：

一种LED灯珠焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：

(1)在铝基板的传热及电路焊盘上印刷锡膏；

(2)将LED灯珠贴装在铝基板表面的锡膏上；

(3)对铝基板进行加热，通过铝基板传热到锡膏实现对锡膏的加热；

(4)锡膏熔化实现热路及电路连接。

上述的LED灯珠焊接方法，用锡膏作为大功率LED灯珠和铝基板之间传热及电路连接材料。

上述的LED灯珠焊接方法，上述步骤(1)前，对铝基板进行固定。

上述的LED灯珠焊接方法，在所述步骤(3)具体为：在加热前，要先在预热区内预热，然后在加热区进行焊接。

上述的LED灯珠焊接方法，在所述步骤(3)后，按压装置对灯珠进行按压。

上述的LED灯珠焊接方法，上述的步骤(4)后，在降温区进行降温。

实现上述LED灯珠焊接方法的LED灯珠焊接设备，包括控制主机和加热台，所述控制主机上设有电源开关和温控按钮，所述加热台上设置有预热区、加热区及降温区。

上述述的LED灯珠焊接设备，在加热台上设有一固定柱，按压装置固定在固定柱上。

实现上述LED灯珠焊接方法的锡膏印刷设备，该设备包括基座、模槽、钢网、固定装置，所述模槽固定在基座上，该模槽与铝基板的大小相适配，该钢网固定在固定装置上并设于模槽的上方；通过模槽将进行铝基板固定，并通过镂空印刷图形的钢网将锡膏印刷在铝基板上，钢网的印刷图形可以根据铝基板的尺寸外型进行设定。

上述的锡膏印刷设备，一可活动的轴固定在固定装置上，还设有与钢网相连的配重物，该钢网和配重物分别设置在可活动轴的两侧，并通过可活动的轴固定在固定体上。

本专利的焊接方法和设备，特别指适用于大功率的LED灯珠，大功率的LED灯珠一般指功率大于0.5瓦或大于1瓦的灯珠，而锡膏指低温锡膏，一般为熔点为200摄氏度以下的锡膏。

上述的传热焊盘指在铝基板上与大功率LED灯珠的金属底部接触的部分，LED灯珠通过锡膏与铝基板粘接在一起，实现固定，并通过锡膏将LED灯珠的热量传给铝基板。

上述的电路焊盘指在铝基板上与大功率LED灯珠极性管脚进行电连接的部分，一般指在铝基板上电路形成的与灯珠进行电连接的焊盘。

这样，采用上述方法及设备，可以使LED与铝基板间的连接粘结强度大、热阻更小、热稳定性更好。

另外，采用LED灯珠印刷设备，可以同时对铝基板上与LED灯珠进行固定或与LED灯珠进行电连接的一个或多个焊盘进行印刷，大大提高了生产效率，有效的降低了生产成本。

还有，上述的LED焊接设备，可实现对不同规格、形状大功率LED单灯、多灯模组进行热路、电路焊接，铝基板可以为六角、方形、圆形、椭圆形或其他多种形状。

附图说明

图1是本发明单灯焊接设备的主视图；

图2是本发明单灯焊接设备的俯视图；

图3是本发明印刷设备的主视图；

图4是本发明大功率LED灯珠固定在铝基板上的主视图；

图5是本发明方形、长方形模组焊接设备的主视图；

图6是本发明方形、长方形模组焊接设备的俯视图；

图7是本发明圆形、椭圆型等模组焊接设备的主视图；

图8是本发明圆形、椭圆型等模组焊接设备的俯视图；

图9是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

图9所示，是本发明的工艺流程图，一种LED灯珠焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：

(1)在铝基板的焊接点上印刷锡膏；

(2)将LED灯珠贴装在铝基板上的低温锡膏上；

(3)对铝基板进行加热，通过铝基板传热到低温锡膏实现对低温锡膏的加热；

(4)低温锡膏熔化实现焊接。

如图1至4所示，实现上述LED灯珠焊接方法的LED灯珠焊接设备，该设备包括控制主机1、加热台2，所述控制主机1上设有电源开关11和温控按钮12，所述加热台上设置有加热区21，该加热台固定在加热台基座25上；所述加热区上设有定位装置，该定位装置为卡槽22，卡槽22的大小与铝基板相适配，且卡槽通过螺钉或铆接的形式固定在加热区，所述LED灯珠3固定在铝基板4上，铝基板4可以固定在卡槽上。

实现上述LED灯珠焊接方法的锡膏印刷设备，该设备包括基座5、模槽6、钢网7、固定装置8，所述铝基板4设在模槽6中，该模槽6与铝基板4的大小相适配，模槽6主要用于固定铝基板4便于印刷低温锡膏，所排布铝基板上LED灯珠的数量可根据生产需要在32-128PCS之间灵活设计。所述模槽6固定在印刷台基座5上，该钢网按铝基板的焊盘尺寸和数量镂空印刷图形，钢网7固定在固定装置8上，所述固定装置8包括一固定体81、可活动的轴82及一重物83，可活动的轴82固定在固定体81上，该钢网7和重物83固定在可活动的轴的两端，重物可上下活动，印刷的时候手动按下钢网，印刷完成后松手重物压下钢网抬起。将适量的低温锡膏倒入钢网上，压下钢网到模槽上，印刷孔对正铝基板的焊盘，用印刷刮刀均匀印刷锡膏后放开钢网，锡膏印刷完成后取下模槽。

对于单灯焊接，首先打开控制主机1的电源开关11，调节温控按钮12将温度调到所需的数值，预热3-5分钟，用镊子将贴装好大功率LED灯珠3及铝基板放到加热台的卡槽22内，加热时间约10-15秒钟，待锡膏完全熔化后取下冷却，完成对单灯铜柱及引脚的焊接。

本发明还可以对多灯的模组进行焊接，印刷锡膏模式基本同单灯，只是模槽及钢网的尺寸要做相应改动。

如图5、6所示，对于长条的模组，灯珠的数量可从2-30PCS不等，加热台部分除加热区外，针对多灯的情况，为保证焊接效果，在加热台两侧增加了预热区23及降温区24，三个区在一条直线上。先将印刷好锡膏的模组放到预热区内预热10-15秒钟，再通过人工手动的方式推动模组水平缓慢移至加热区焊接，每灯焊接时间为5-10秒钟，焊接完成后在降温区降温15-20秒钟，取下完成焊接。

如图7、8所示，对于圆形或椭圆型模组，灯珠数量可从3-50PCS不等，针对圆形或椭圆型模组的实际情况与单灯及长条模组不同，为保证焊接结果，增加了一个向下轻压灯珠的按压装置9及固定柱10，该固定柱固定在底座11上，按压装置固定在固定柱上。

按压灯珠的按压装置根据圆形或椭圆型模组的大小尺寸设计，可上下活动，灵活控制，主要作用是在锡膏熔化时轻轻压一下灯珠的透镜，保证多灯焊接的平整度。

综上所述，本发明提供了一种LED灯珠热路、电路焊接材料、焊接设备、印刷设备及方法，不仅可对单灯进行焊接，而且可对长方型、圆形或椭圆型模组等多种形状多灯模组进行焊接。解决了目前大功率LED与铝基板间连接的导热胶或导热硅脂导热系数不高，粘结强度差、易挥发、热稳定性不佳，手动涂抹、手动焊接效率低下的问题；同时也解决了LED的PC透镜不耐高温，无法进行回流焊作业的问题。低温锡膏导热系数高、结合紧密、剪切强度大且热稳定性好，降低了热阻，确保器件产生的热量能够及时导出，有效地延长了器件的使用寿命，生产效率提高了十几倍甚至几十倍，对新兴的半导体照明向通用照明发展起到了很好的推动作用。

Claims

1、一种LED灯珠焊接方法，其特征在于：该焊接方法包括以下步骤：

(1)在铝基板的传热及电路焊盘上印刷锡膏；

(2)将LED灯珠贴装在铝基板表面的锡膏上；

(4)锡膏熔化实现热路及电路连接。

2、如权利要求1所述的一种LED灯珠焊接方法，其特征在于：用锡膏作为LED灯珠和铝基板之间传热及电路连接材料。

3、如权利要求1所述的一种LED灯珠焊接方法，其特征在于：上述步骤(1)前，对铝基板进行固定。

4、根据权利要求1所述的LED灯珠焊接方法，其特征在于：在所述步骤(3)具体为：在加热前，要先在预热区内预热，然后在加热区进行焊接。

5、根据权利要求1所述的LED灯珠焊接方法，其特征在于：在所述步骤(3)后，按压装置对灯珠进行按压。

6、根据权利要求1所述的LED灯珠焊接方法，其特征在于：上述的步骤(4)后，在降温区进行降温。

7、实现权利要求1所述LED灯珠焊接方法的LED灯珠焊接设备，其特征在于：包括控制主机和加热台，所述控制主机上设有电源开关和温控按钮，所述加热台上设置有预热区、加热区及降温区。

8、根据权利要求5所述的LED灯珠焊接设备，其特征在于：在加热台上设有一固定柱，按压装置固定在固定柱上。

9、实现权利要求1所述LED灯珠焊接方法的锡膏印刷设备，其特征在于：该设备包括基座、模槽、钢网、固定装置，所述模槽固定在基座上，该模槽与铝基板的大小相适配，该钢网固定在固定装置上并设于模槽的上方；通过模槽将进行铝基板固定，并通过镂空印刷图形的钢网将锡膏印刷在铝基板上，钢网的印刷图形可以根据铝基板的尺寸外型进行设定。

10、根据权利要求9所述的锡膏印刷设备，其特征在于：一可活动的轴固定在固定装置上，还设有与钢网相连的配重物，该钢网和配重物分别设置在可活动轴的两侧，并通过可活动的轴固定在固定体上。