CN102163663A - 小功率top led支架制作工艺及其产品和led模组 - Google Patents

Abstract

本发明适用于LED生产技术领域，提供了一种小功率TOP LED支架制作工艺，包括如下步骤：步骤一，对环氧绝缘板进行裁板和钻第一通孔；步骤二，在环氧绝缘板的主面上和背面上划分出多个电镀区，将所述电镀区进行电镀，电镀完成后，主面的各电镀区之间具有间隙；步骤三，在环氧绝缘板的主面上划分出注塑区，在所述注塑区上注塑塑料反射杯。本发明还提供了一种TOP LED支架，该支架有上述制作工艺制成。本发明还提供了一种LED模组，该LED模组采用的支架为本发明提供的小功率TOP LED支架。本发明提供的小功率TOP LED支架制作工艺及其产品和LED模组，加工难度小，生产成本低。

Description

小功率TOP LED支架制作工艺及其产品和LED模组

技术领域

本发明属于LED生产技术领域，更具体地说，是涉及一种小功率TOP LED支架制作工艺及其产品和LED模组。

背景技术

TOP LED是指顶面发光、平面发光的LED，即：LED的表面不是半圆的，而是平面的。小功率TOP LED支架是LED灯珠在封装之前的基板，起到保护固晶焊线和硅胶成型的作用，最后控制出光效果。在LED支架上固晶焊线，再用封装胶封装成形。LED支架杯结构及尺寸大小对发光强度和发光角度有一定影响，其导电性、散热性对LED的光学性质及使用寿命有直接的关系。

目前，小功率TOP LED支架的底材一般是铜材，铜材的导电性、导热性都相对较好，主要起到芯片的导电导热作用；铜材经过冲压、电镀，再用特定的塑料注塑成型，形成带有杯结构又有金属导电导热的支架。这种支架制作工艺虽然业内已较为成熟，但加工难度还相对较大，比如对金属板进行冲压成形，对模具的要求较高。

但是，一方面，随着金属基材的国内外需求量越来越大，供货难、价格高成为当前LED行业的一道技术屏障，更是支架的技术难题。目前有些支架厂家为了节约原料成本，开始用含铜量更低的铜合金来代替铜材，甚至直接用铁材或铁材作表面处理。但换来换去，始终还是脱离不了金属基材，金属材料始终是一种贵重的原物料，而且难于加工成形。

另一个技术层面，合成树脂材料的更新换代越来越快，势必合成树脂材料会越来越便宜。因此，借鉴于PCB产品的制作工艺越来越成熟，完全可以用环氧绝缘板取代铜材，做出新一代的小功率TOP LED支架。况且，小功率TOP LED 支架对散热要求并非行业内所说的那么苛刻，用铜材来做底材完全是大材小用，浪费成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种小功率TOP LED支架制作工艺，旨在通过该工艺制造出基板为环氧绝缘板的小功率TOP LED支架，以降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的采用的技术方案是：提供一种小功率TOPLED支架的制作工艺，包括如下步骤：

步骤一，对环氧绝缘板进行裁板和钻第一通孔；

步骤二，在环氧绝缘板的主面上和背面上划分出多个电镀区，将所述电镀区进行电镀，电镀完成后，主面的各电镀区之间具有间隙；

步骤三，在环氧绝缘板的主面上划分出注塑区，在所述注塑区上注塑塑料反射杯。

进一步地，所述步骤一还包括钻用于定位的第二通孔，所述第二通孔的孔径控制在1.4～1.6mm之间，所述第一通孔的孔径控制在0.78～0.82mm之间。

进一步地，所述步骤二为：在各所述电镀区：先覆铜，其厚度控制在500～800μm之间；再镀银，其厚度控制在120～150μm之间；

或者，所述步骤二为：在各所述电镀区：先覆铜，其厚度控制在500～800μm之间；再镀镍，其厚度控制在200～250μm之间；最后镀银，其厚度控制在120～150μm之间。

进一步地，所述步骤二中，在所述环氧绝缘板的边缘部镀有对刀位，所述对刀位为两条切割道。

进一步地，所述步骤三中的注塑为从环氧绝缘板的背面通过第一通孔将熔融的塑料浇注到环氧绝缘板的主面。

本发明提供的小功率TOP LED支架的制作工艺的有益效果在于：与现有 技术相比，本工艺中采用环氧绝缘板代替金属基板，只需钻孔、电镀和注塑三步，免去了金属板冲切工艺，降低了加工难度，在量产能力上进一步的得到保证；在环氧绝缘板和塑料均为合成树脂材料，其物理性能更为相近，相互结合粘连性、气密性更好；同时环氧绝缘板的成本更低，加之工艺成本也较低，故可以大大降低支架的生产成本。

本发明还提供一种采用上述所述的制作工艺制成小功率TOP LED支架，包括一基板，所述基板具有一主面和一背面，其特征在于，所述基板为环氧绝缘板，所述环氧绝缘板上设有至少一个连接孔；在所述主面及背面的部分区域镀有通过所述连接孔连接的用于导电和导热的金属层；所述主面上所述金属层区域中留有至少一道间隙；在所述主面注塑有至少一个塑料反射杯。

进一步地，所述环氧绝缘板为FR-4材料或者CEM-3材料。

进一步地，所述塑料反射杯的杯口为方形、杯底为圆形，其内壁自杯口从上至下由方形渐变为圆形。

进一步地，所述金属层为一复合金属层，从内到外依次为铜层、银层，所述铜层的厚度为500～800μm，所述银层的厚度为120～150μm；

或者，从内到外依次为铜层、镍层、银层，所述铜层的厚度为500～800μm，所述镍层的厚度为200～250μm，所述银层的厚度为120～150μm。

本发明提供的小功率TOP LED支架的有益效果在于：采用环氧绝缘板代替传统的金属铜板作为基板，材料成本大大降低；塑料与环氧绝缘板都是合成树脂材料，其物理特性，比塑料与铜材更为相近，即粘接作用更好，气密性更能保证；在客户端，比起目前的小功率TOP LED支架，更宜集成模组；随着PCB产品、电镀工艺、注塑工艺的进一步发展，在量产能力得到进一步提升，工艺成本降低一个档次，完全做到低成本且满足制作要求和使用要求。

本发明还提供一种LED模组，包括LED支架和LED管芯，所述LED管芯封装于所述LED支架之上，所述LED支架为上述所述的小功率TOP LED支架。

本发明提供的LED模组的有益效果在于：本LED模组采用上述所述的小功率TOP LED支架，既能保证散热要求，而且材料成本更低，加工难度降低，生产成本也更低。

附图说明

图1为本发明实施例提供的小功率TOP LED支架制作工艺步骤一中环氧绝缘板的结构示意图(其中：图1a为步骤一环氧绝缘板的主面结构示意图；图1b为图1a中A-A向剖面图；图1c为步骤一环氧绝缘板的背面结构示意图)；

图2为本发明实施例提供的小功率TOP LED支架制作工艺步骤二电镀前环氧绝缘板结构示意图(其中：图2a为步骤二电镀前环氧绝缘板的主面结构示意图；图2b为图2a中B-B向剖面图；图2c为步骤二电镀前环氧绝缘板的背面结构示意图)；

图3为本发明实施例提供的小功率TOP LED支架制作工艺步骤二电镀后的结构示意图(其中：图3a为步骤二电镀后环氧绝缘板的主面结构示意图；图3b为图3a中C-C向剖面图；3c为步骤二电镀后环氧绝缘板的背面结构示意图)；

图4为本发明实施例提供的小功率TOP LED支架制作工艺步骤三注塑后的结构示意图(其中：图4a为步骤三注塑后环氧绝缘板的主面结构示意图；图4b为图4a中D-D向剖面图；图4c为本步骤三注塑后环氧绝缘板的背面结构示意图)；

图5为本发明实施例提供的小功率TOP LED支架的结构示意图(其中：图5a为支架的主面结构示意图；图5b为图5a中D-D向剖面图；图5c为支架的背面结构示意图)。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为本发明较佳实施例提供的小功率TOP LED支架制作工艺的各步骤中产品的结构示意图，现对其进行说明。所述小功率TOP LED支架制作工艺，包括如下步骤：

步骤一，请参见图1，对环氧绝缘板1进行裁板和钻第一通孔120；先根据产品的尺寸需求将基板裁成大小合适的板料，钻第一通孔120为后续的电镀、注塑做准备。

步骤二，请参见图2及图3，在环氧绝缘板1的主面上和背面上分别划分出电镀区111和电镀区211，将所述电镀区111和电镀区211进行电镀，电镀完成后，主面上形成电镀层1110，背面形成电镀层2110，主面上的电镀层1110之间具有间隙1111；主面和背面进行电镀形成电镀层，一方面是为了导电，另一方面是为了散热；电镀后会在电镀区形成一电镀金属层，主面的电镀层1110和背面的电镀层2110通过步骤一中的第一通孔120连通，主面的各电镀区之间留有间隙1111，是为了做LED的正负极之需要而预设，考虑到环氧绝缘板1的具有一定的透光性，故该间距越小越好，最小可以设置成0.1mm。本实施例的图中仅仅针对单晶的LED举例来说明的，故而只预设了一道间隙；对于双晶、三晶乃至多晶LED来说，为了满足更多正负极的设置需求，间隙1111可以按照需要预设多道。本步骤中，一般是将不需要电镀的区域挡住后进行电镀操作。

步骤三，请参见图3及图4，在环氧绝缘板1的主面上划分出注塑区112，在所述注塑区112上注塑塑料反射杯30。在主面注塑反射杯30，该反射杯30用于封装LED管芯，并有反光的作用。注塑区112既包括未电镀的区域，也包括部分电镀的区域，在不影响电镀层的情况下，将注塑区112设计尽可能得大写，因为熔融的塑料和环氧绝缘板1直接粘接，相对更为牢固；当然，由于导电和散热及造型的需要，反射杯也会部分覆盖在电镀层1110之上。

本发明提供的小功率TOP LED支架制作工艺，与现有制作工艺相比，本工艺中采用环氧绝缘板代替金属基板，只需钻孔、电镀和注塑三步，免去了金 属板冲切工艺，降低了加工难度，在量产能力上进一步的得到保证；加之工艺成本也较低，故可以大大降低生产成本。

进一步地，请参见图1，作为本发明提供的小功率TOP LED支架制作工艺的一种实施方式，所述步骤一还包括钻用于定位的第二通孔110，所述第二通孔110的孔径控制在1.4～1.6mm之间，所述第一通孔120的孔径控制在0.78～0.82mm之间。钻用于定位的第二通孔110的目的在于该孔可以作为设计基准，在后续电镀、注塑、固晶、焊线、封胶等工艺中以此为基准，避免出现较大的误差；孔径尺寸必须合适，尤其是第一通孔120的孔径，直接关系到基板的力学强度，经试验，第一通孔120的孔径控制在0.78～0.82mm之间较佳。

进一步地，作为本发明提供的小功率TOP LED支架制作工艺的一种实施方式，所述步骤二为：在各所述电镀区：先覆铜，其厚度控制在500～800μm之间；再镀银，其厚度控制在120～150μm之间；用环氧绝缘板1代替传统的铜板作为基板，由于环氧绝缘板1本身不能导电，散热性能也不好，就需要在上面镀上金属层来起弥补此缺陷，镀铜加强导热性，镀银进一步加强导电性，铜层和银层的厚度分别控制在500～800μm、120～150μm之间，既满足使用需求，又最大限度节约成本，性价比高。

或者，所述步骤二为：在各所述电镀区：先覆铜，其厚度控制在500～800μm之间；再镀镍，其厚度控制在200～250μm之间；最后镀银，其厚度控制在120～150μm之间，实验表明，在铜层和银层之间镀上一层镍，综合性能得到进一步提升。

进一步地，请参见图3，作为本发明提供的小功率TOP LED支架制作工艺的一种实施方式，在所述环氧绝缘板1的边缘部镀有对刀位1112，所述对刀位1112为两条切割道。由于该LED支架做好后会进一步按照需求切割成单晶或者多晶或者做成不同规格的LED模组，这样为保证切割时不产生较大误差而避免切到注塑后的反射杯，在环氧绝缘板1的边缘处镀有两道宽度为0.1mm的对刀位1112。

进一步地，请参见图4，作为本发明提供的小功率TOP LED支架制作工艺的一种实施方式，所述步骤三中的注塑为通过第一通孔120将熔融的塑料浇注到环氧绝缘板1的主面。这样只需在主面放上模具，浇注方便；浇注后，反光杯30会在第一通孔120中形成支脚，使得与环氧绝缘板1之间的连接更为牢固；当然，也可以不通过第一通孔120浇注，而从主面进行注塑，但那样模具的制作会更加麻烦，从而增加生产成本，另外也会降低生产效率。

本发明还提供一种采用上述所述的制作工艺制成小功率TOP LED支架。请参见图5，该小功率TOP LED支架包括一基板1，所述基板1具有一主面和一背面，所述基板1为环氧绝缘板，所述环氧绝缘板上设有至少一个连接101；在所述主面及背面的部分区域镀有通过所述连接孔101连接的用于导电和导热的金属层200；所述主面上的所述金属层200区域中留有至少一道间隙201，在所述主面注塑有至少一个塑料反射杯300。本实施例的图中仅仅针对单晶的LED来说明的，故只预设了一道间隙，对于双晶、三晶乃至多晶LED来说，为了满足更多正负极的设置需求，间隙201可以按照需要预设多道。

本发明提供的小功率TOP LED支架，采用环氧绝缘板代替传统的金属铜板作为基板，材料成本大大降低；塑料与环氧绝缘板都是合成树脂材料，其物理特性，比塑料与铜材更为相近，塑料反射杯300和环氧绝缘板1之间除开电镀层的部分，其余部分都是直接结合的，这样两者之间的粘接作用更好，气密性更能保证；在客户端，比起目前的小功率TOP LED支架，更宜集成模组；随着PCB产品、电镀工艺、注塑工艺的进一步发展，在量产能力得到进一步提升，工艺成本降低一个档次，完全做到低成本且满足制作要求和使用要求

进一步地，作为本发明提供的小功率TOP LED支架的一种实施方式，所述环氧绝缘板1为FR-4材料或者CEM-3材料。FR-4材料或者CEM-3材料的电绝缘性能稳定，机械性能如抗冲击性高、尺寸稳定性及平整度好，表面光滑，厚度公差标准，适合应用于高性能电子产品。

进一步地，作为本发明提供的小功率TOP LED支架的一种实施方式，所 述塑料反射杯的杯口为方形、杯底为圆形，其内壁自杯口从上至下由方形渐变为圆形。图5中反射杯300的杯口及杯底均为圆形，而杯口设计为方形、杯底设计为圆形，在反光杯座同样大的情况下，后者比前者的杯壁面积大，这样，LED发出的光背反射出来的比率会更高。

本发明还提供一种LED模组，包括LED支架和LED管芯，所述LED管芯封装于所述LED支架之上，所述LED支架为上述所述的小功率TOP LED支架。

本发明提供的LED模组，采用上述所述的小功率TOP LED支架，用端有需求的话，该支架用于集成LED模组，规格可以变化，如2×2、3×3、1×6、3×8等，不但极大地方便了应用端的使用，而且在保证散热要求条件下，材料成本更低，加工难度业降低，利于控制生产成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小功率TOP LED支架制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，对环氧绝缘板进行裁板和钻第一通孔；

步骤二，在环氧绝缘板的主面上和背面上划分出多个电镀区，将所述电镀区进行电镀，电镀完成后，主面的各电镀区之间具有间隙；

步骤三，在环氧绝缘板的主面上划分出注塑区，在所述注塑区上注塑塑料反射杯。

2.根据权利要求1所述的小功率TOP LED支架制作工艺，其特征在于，所述步骤一还包括钻用于定位的第二通孔，所述第二通孔的孔径控制在1.4～1.6mm之间，所述第一通孔的孔径控制在0.78～0.82mm之间。

3.根据权利要求1所述的小功率TOP LED支架制作工艺，其特征在于，所述步骤二为：在各所述电镀区：先覆铜，其厚度控制在500～800μm之间；再镀银，其厚度控制在120～150μm之间；

或者，所述步骤二为：在各所述电镀区：先覆铜，其厚度控制在500～800μm之间；再镀镍，其厚度控制在200～250μm之间；最后镀银，其厚度控制在120～150μm之间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的小功率TOP LED支架制作工艺，其特征在于，所述步骤二中，在所述环氧绝缘板的边缘部镀有对刀位，所述对刀位为两条切割道。

5.根据权利要求1至3任一项所述的小功率TOP LED支架制作工艺，其特征在于，所述步骤三中的注塑为从环氧绝缘板的背面通过第一通孔将熔融的塑料浇注到环氧绝缘板的主面。

6.一种采用权利要求1至5任一项所述的制作工艺制成的小功率TOP LED支架，包括一基板，所述基板具有一主面和一背面，其特征在于，所述基板为环氧绝缘板，所述环氧绝缘板上设有至少一个连接孔；在所述主面及背面的部分区域镀有通过所述连接孔连接的用于导电和导热的金属层，所述主面上所述金属层区域中留有至少一道间隙；在所述主面注塑有至少一个塑料反射杯。

7.根据权利要求6所述的小功率TOP LED支架，其特征在于，所述环氧绝缘板为FR-4材料或者CEM-3材料。

8.根据权利要求6所述的小功率TOP LED支架，其特征在于，所述塑料反射杯的上口为方形、下底为圆形，其内壁自杯口从上至下由方形渐变为圆形。

9.根据权利要求6所述的小功率TOP LED支架，其特征在于，所述金属层为一复合金属层，从内到外依次为铜层、银层，所述铜层的厚度为500～800μm，所述银层的厚度为120～150μm；

或者，从内到外依次为铜层、镍层、银层，所述铜层的厚度为500～800μm，所述镍层的厚度为200～250μm，所述银层的厚度为120～150μm。

10.一种LED模组，包括LED支架和LED管芯，所述LED管芯封装于所述LED支架之上，其特征在于，所述LED支架为权利要求6至10任一项所述的小功率TOP LED支架。

Images