CN102194969A - 一种不用铝基板免焊接的大功率led封装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，包括LED主体其特征在于，LED主体的热沉构件直接固定在散热器上，LED主体与散热器之间无需再经过铝基板传热，从根本上解决了LED发光管因使用铝基板热阻大、易光衰的技术难题；同时本发明还设计了一种多触点电路并联免焊接结构，确保连接可靠，免去了人工或回流焊所接带来的诸多弊端，大大节约制造成本。

Description

一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置

技术领域

本发明涉及LED光源器件，尤其涉及大功率LED封装装置。

背景技术

LED散热是与生俱来的痼疾，一个行业性技术难题，解决这个难题不仅是散热方式的选择，还要从LED本身热散设计和减少灯具传热路径的系统热阻综合设计和管理。

实践发现，目前所谓传统主流封装大功率LED发光管，如图1所示，有如下缺点：其一是电极引脚外露影响美观，其二是热沉基座界面过小导致热量传导受阻，芯片至热沉温差约在6-12度，其三是它仅靠两个电极引脚焊接在铝基板上来支撑固定，缺少紧固压力结构，难以将两个导热界面贴紧，导致接触热阻过大；其四是它必须依赖铝基扳(MCPCB)做电路连接和对外散热器传热，这种方法不仅焊接困难，而更重要的是使用铝基板会增加多个散热通道的热阻：一是铝基板本身，二是覆铜板，三是绝缘薄膜，四是铝基板与散热器接触热阻，五是铝基扳与散热器之间涂抹的导热硅脂所产生热阻，目前最好导的导热硅脂的导热系数约为6W/m·K左右，但它与铜铝材料相比，其导热系数和只有1/100左右，且价格昂贵；导热硅脂在高温环境中使用一段时间后会出现“干枯”，进一步增大了系统热阻，加速了LED光衰老化；而大面积铝基板(如LED路灯)涂抹导热硅脂很难以将夹层内多余的导热硅脂压挤出来，分析表明使用铝基板是影响LED散热的最大瓶颈。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种结构简单、使用寿命长、成本低、连接可靠、安装灵活的不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：

一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，其结构要点为：

LED主体通过它自身孔或印刷电路板上的孔将其底部的热沉直接固定在外接散热器上，LED主体与散热器之间无需再经过铝基板传热。

所述的主体LED它是由热沉构、电极构件通过绝缘构件固定成为一体，在主体的上端装有透镜、LED芯片，其电极通过电极导线将分别引至电极构件上。

所述的绝缘构件设有下平台面和上平台面，下台面的引出的触点和上台面侧壁的引出的触点电路并连，分别与印刷电路板的电路对应紧触，构成接横向(x)电极紧触和纵向(y)多触点並联免焊接电路结构。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1，本发明制造的产品属LED光源器件，可用于各种LED照明灯具中，均可使用普通印刷电路板或接插件做电路连接，从根本上免除了因使用铝基板而产生的多个热阻障碍，不仅提高了光效，延长了LED使用寿命，也大大降低制做成本。

2，采用螺丝压紧结构，LED热沉与散热器紧密配合，进一步减少了LED接触内阻。

3，加大了热沉基板面积，与散热器接触面增大，进一步降低了LED内部热阻。

4，由于引脚置于印刷电路板低层，表面无外露引脚和导线，工艺美观整洁。

5，设计了一种多触点並联免焊接电路结构，免去了人工或迥流焊所接带来的诸多弊端，也节约制造成本。

6，灵话多变的安装方式，本专利产品可以免焊接，也可回流焊或人工焊；可使用印刷电路板，也可不使印刷电路板，(如图6所示)。

附图说明

图1是已知CREE公司大功率LED发光管安装示意图。

图2是本发明结构示意图。

图3是本发明LED主体3的结构示意图。

图4是本发明在LED灯杯或LED灯泡之类灯具中免焊接示意图。

图5是本发明在LED路灯、LED投光灯等灯具示意图。

图6是本发明用接插件装配方式不用铝基板或印刷电路板示意图。

图7是本发明在LED灯具中可焊接的示意图。

图中标号说明：散热器1，印刷电路板2，LED主体3，电极构件4、5，绝缘构件6，下平台面6a，上平台面6b，热沉构件7，透镜8，LED芯片9，基板11，柱体12，豁口13，电极导线14、15，孔16，电极17、18，孔19、20，引出电极21、22，固定孔23，接插件24，螺丝25，触点4a、4b、4c和5a、5b、5c。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

具体实施方式

实施例1：

一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，如图2和图3所示，包括LED主体3通过印刷电路板2孔19将其底部的热沉构件7直接固定在外接散热器1上，LED主体3与散热器1之间无需再经过铝基板传热。

所述LED主体3它是由热沉构件7、电极构件4、5，通过绝缘构件6固定成为一体，LED主体3装有透镜8、LED芯片9，其电极通过电极导线14、15分别引至电极构件4、5上。

所述绝缘构件6设有下平台面6a和上平台面6b，下台面6a的引出的触点4a、4c，5a、、5c和上台面6b侧壁的引出的触点4b、5b电路并连，分别与印刷电路板2的电路对应紧触。

所述印刷电路板2设置有孔16，孔16的形状与上平台6a的形状相匹配，孔16的壁上设有电极17、18，它与电极构件4、5触点4b、5b电路对应紧触。

所述电极构件4、5它贯穿绝缘构件6内外，触点4b、5b向下折弯紧贴绝缘构件6，上台面6b的侧壁设有相同斜度的拔模角。

所述热沉构件7含有基板11和与之垂直的柱体12，基板11上留有豁口13，豁口13中填有绝缘体将触点4a、4c、5a、5c托起半卡其中，以免电极触点4a、4c、5a、5c与散热器1发生短路。

所述电极构件4、5置有并联触点4b、5b它沿绝缘构件6上平台面6b向下折弯并随之伸出的拔模角逐渐向外扩涨，将印刷电路板通孔16电极17、18逐步挤紧，完成了免焊接横向(x)电极紧触功能。

所述的电极构件4、5上设置有并联触点4a、4c和5a、、5c，这些并联触点分别与印刷电路板2的电极相对应，随着印刷电路板2及固定孔19、20固定在散热器1上的同时，上述各触点对应紧触，完成了免焊接纵向(y)电极紧触功能。

上述横向(x)电极紧触免焊接功能和纵向(y)电极紧触免焊接功能同时并用，实现了多触点並联免焊接电路结构，确保电路接触良好。

上述印刷电路板2做为固定构件通过螺将主体LED主体3向下压挤与散热器1紧固，将多余导热硅脂强力挤出夹层，大大减小了接触热阻。

上述主体LED支架3设有伸长焊脚C4、C5，为可焊备用引脚，据实际需要，可有可无。

上述绝缘构件6为圆形、方形、长方形或多边形中任一种形状，热沉构件7和电极构件4、5的形状与之相匹配。

上述热沉构件7和电极构件4、5的材料为铜质，表面镀金或镀银。

实施例2：

本发明一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，如图6所示：包括LED主体3通过具孔23将其底部的热沉构件7直接固定在外接散热器1孔20上，LED主体3与散热器1之间无需再经过铝基板传热。本实施例仅用接插座，可不再使铝基板或印刷电路板，由于用螺丝紧固进一步减少了LED接触内阻。

实施例3：

本发明一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，如图4所示：包括LED主体3通过通过印刷电路板2固定在散热器1上。本实施例仅用一棵中心螺丝可将多个LED直接固定在外接散热器1孔20上，LED主体3与散热器1之间无需再经过铝基板传热。本实施例可用于LED灯杯或灯泡等灯具。

实施例4：

本发明一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，如图5所示：包括LED主体3通过通过印刷电路板2固定在散热器1上。本实施例用间隔少量螺丝可将多个LED直接固定在外接散热器1孔20上，LED主体3与散热器1之间无需再经过铝基板传热。本实施例可用于LED路灯或投光灯等灯具。

实施例5：

本发明一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置在LED灯具中可焊接的示意图，它是为了辟开有人认为免焊接工艺有失可靠之忧的一种实施例。

上述实施例2、3、4、5例中的LED主体3其结构要点和与实施例1原则基本相同，并无矛盾和冲突。

基于上述特征，本发明一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置仅为优选实施例而已，实际应用还可以延伸到其它需要的大功率LED应用领域，凡在本发明权利要求范围之内任何修改、等同、替换或改进均应落入在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，含有散热器(1)，其特征在于，LED主体(3)固定在散热器(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，其特征在于，LED主体(3)通过孔(23)和孔(20)直接固定在散热器(1)上，或者通过印刷电路板(2)固定在散热器(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，其特征在于，所述的LED主体(3)含有热沉构件(7)、电极构件(4、5)，通过绝缘构件(6)固定成为一体，在LED主体(3)的装有透镜(8)、LED芯片(9)，LED芯片(9)的电极通过电极导线(14、15)分别引至电极构件(4、5)上。

4.根据权利要求3所述的一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，其特征在于：所述的绝缘构件(6)设有下平台面(6a)和上平台面(6b)，下台面(6a)的引出的触点(4a、4c，5a、、5c)和上台面(6b)侧壁的引出的触点(4b、5b)电路并联，分别与印刷电路板(2)上的电路相应接触连接。

5.根据权利要求2所述的一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，其特征在于：所述的印刷电路板(2)设置有孔(16)，孔(16)的形状与上平台(6a)的形状相匹配，孔(16)的壁上设有电极(17、18)，电极(17、18)与电极构件(4、5)上的触点(4b、5b)电路相应接触连接。

6.根据权利要求3所述的一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，其特征在于：所述的电极构件(4、5)它贯穿绝缘构件(6)内外，触点(4b、5b)向下折弯，上台面(6b)的侧壁设有相同斜度的拔模角。

7.根据权利要求3所述的一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，其特征在于：所述热沉构件(7)含有基板(11)和与之垂直的柱体(12)，基板(11)上留有豁口(13)，豁口(13)中填有绝缘体将触点(4a、4c、5a、5c)托起半卡其中。

8.根据权利要求3或4所述的一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，其特征在于：所述的绝缘构件(6)为圓形、方形、长方形或多边形中任一种形状，热沉构件(7)和电极构件(4、5)的形状与之相匹配。

9.根据权利要求3所述的一种不用铝基板免焊接的大功率LED封装装置，其特征在于：所述热沉构件(7)和电极构件(4、5)的材料为铜质，表面镀金或银。

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