CN102544325B - 一种led集成模组及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种 LED 集成模组，包括基板、围框、设置在基板上的多颗 LED 晶粒，以及灌胶于围框内并将多颗 LED 晶粒覆盖住的荧光粉胶体，其中，基板和围框均由陶瓷材料制成，基板是嵌设在围框内；该 LED 集成模组还包括烧结设置在基板表面的金属膜电极线路，多颗 LED 晶粒即固定在该金属膜电极线路上并与金属膜电极线路通过金线连接。本发明 LED 集成模组的散热性和绝缘性更好，使用寿命更长，可适用于制作不同功率、尤其是大功率的 LED 光源；当金属膜电极线路经过镜面抛光后，更可大大提高 LED 集成模组的发光效率。本发明还涉及该 LED 集成模组的制作方法，它具有工艺简单，制作成本低，生产效率高的优点。

Description

一种LED集成模组及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种LED集成模组及其制作方法。
背景技术
发光二极管（LED）作为一种新型的发光器件，具有节能、环保、使用寿命长、启动速度快等诸多优点，可应用于电子通讯、电光板以及液晶显示器等众多领域。LED作为光源其制造工艺包括芯片制备和芯片封装两个阶段，在芯片封装方面目前基本采取单颗粒封装和集成封装两种方式。现有的通过集成封装制得的LED集成模组一般都包括金属基板，附着在金属基板上并与金属基板用金线连接的多颗LED晶粒，设置在多颗LED晶粒周围的塑料围框（与金属引线架一起注塑成型），以及灌胶于塑料围框内并覆盖住所有LED晶粒的荧光粉胶体。
现有LED集成模组具有以下缺陷：基板采用金属材料制成，由于金属材料的热膨胀系数与LED晶粒的差异很大，当温度变化很大或封装作业不当时基板极易产生热歪斜，引发芯片瑕疵并导致发光效率降低；金属基板的绝缘性和导热性差，使用时存在安全隐患；金属基板的线路连接通过塑料围框内的金属引线架完成，而引线架是冲压成型的，因此限制了线路连接方式的灵活性，且塑料围框散热性差，使LED集成模组的使用寿命也受到限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的LED集成模组。
本发明的另一目的是提供一种上述LED集成模组的制作方法。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种LED集成模组，包括基板、围框、设置在基板上的多颗LED晶粒，以及灌胶于所述围框内并将多颗LED晶粒覆盖住的荧光粉胶体，根据本发明，所述基板和围框均由陶瓷材料制成，基板嵌设在围框内；所述LED集成模组还包括设置在基板表面的金属膜电极线路，所述多颗LED晶粒固定在金属膜电极线路上并能够与金属膜电极线路电连接；
其中，所述金属膜电极线路经烧结形成于所述基板表面，所述金属膜电极线路由如下成分构成：75~80份银粉、1~2份玻璃粉、4~5份树脂。
根据本发明，所述玻璃粉的成分为：70~80%三氧化二铋、5-15%二氧化硅、1-5%三氧化二铝、5-10%三氧化二硼、1-2%二氧化钛。
根据本发明，所述树脂为乙基纤维素或酚醛树脂或二者的组合。
优选地，所述陶瓷基板的底面与陶瓷围框相平齐。
优选地，所述金属膜电极线路表面为镜面。
优选地，所述多颗LED晶粒与所述金属膜电极线路之间能够通过金线电连接。
上述LED集成模组的制作方法，包括以下步骤：基板制作、金属膜电极线路的制作、固晶、金线键合、加设围框、灌胶成型。
具体过程如下：
（1）、基板制作：选择陶瓷材料制作陶瓷基板；
（2）、金属膜电极线路的制作：包括如下步骤：
a、按重量百分比，称取如下各组分：75~80%银粉、1~2%玻璃粉、4~5%树脂、10~20%有机溶剂；然后将各组分混合，经研磨搅拌制成电极线路浆料；
b、在陶瓷基板上印刷电极线路浆料，表面流平后烘干；
c、先在440℃~460℃的温度下烧结10~15分钟，然后在790℃~810℃的温度下继续烧结10~15分钟，完成金属膜电极线路在陶瓷基板上的制作；
（3）、固晶：在LED晶粒上背胶，将背胶后的LED晶粒贴附在金属膜电极线路的指定位置上，然后通过烧结使LED晶粒在金属膜电极线路上固定；
（4）、金线键合：通过金丝球焊线机打金线使LED晶粒与金属膜电极线路通过金线连接；
（5）、加设围框：根据陶瓷基板的形状和尺寸预先制作陶瓷围框，并将经过步骤（4）的陶瓷基板嵌入所述陶瓷围框中；
（6）、灌胶成型：往陶瓷围框中灌装荧光粉胶，再烧结固化，制得所述LED集成模组。
优选地，步骤（2）金属膜电极线路制作完成后，再对金属膜电极线路进行镜面抛光。这可大大提高LED集成模组的发光效率。
优选地，步骤（5）中，将陶瓷基板嵌入陶瓷围框中时，应使得陶瓷基板的底部与陶瓷围框平齐，这样更有利于散热。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明LED集成模组的基板选用陶瓷制成，在基板上采用特定的金属浆料烧结形成了金属膜电极线路，与现有的使用金属基板的LED集成模组相比，散热性和绝缘性更好，使用寿命更长，可适用于制作不同功率、尤其是大功率的LED光源；当金属膜电极线路经过镜面抛光后，更可大大提高LED集成模组的发光效率。另外，本发明使用陶瓷围框，采用将基板嵌设在陶瓷围框内的结构，克服了使用塑料围框存在的散热性差等不足，基板和围框可同时散热，增大了散热面积，散热性也更好。
本发明的LED集成模组的制作方法具有工艺简单，制作成本低，生产效率高的优点。
附图说明
下面结合附图和具体的实施方式对本发明做进一步详细的说明：
图1为本发明LED集成模组的俯视图；
图2为图1的A-A剖面示意图；
其中：1、基板；2、围框；3、金属膜电极线路；4、LED晶粒；5、荧光粉胶体；6、金线。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。
实施例1
参见图1和2，本实施例的LED集成模组，包括基板1、围框2、设置在基板1上的多颗LED晶粒4，以及灌胶于围框2内并将所述多颗LED晶粒4覆盖住的荧光粉胶体5；其中，基板1和围框2均由陶瓷材料制成，基板1是嵌设在围框2内的，且基板1的底面与围框2相平齐；该LED集成模组还包括烧结设置在基板1表面的金属膜电极线路3，所述多颗LED晶粒4即固定在金属膜电极线路3上，且多颗LED晶粒4与金属膜电极线路3之间通过金线6连接。所述金属膜电极线路为金属银材质，且经过镜面抛光，具有90%以上的光反射率。
本实施例所用的金属膜电极线路3由如下成分构成：75~80份银粉、1~2份玻璃粉、4~5份树脂。
其中，玻璃粉的成分为：70~80%三氧化二铋、5-15%二氧化硅、1-5%三氧化二铝、5-10%三氧化二硼、1-2%二氧化钛。所述树脂可以选用乙基纤维素或酚醛树脂或二者的组合。
本实施例LED集成模组散热性和绝缘性好，使用寿命更长，镜面抛光的金属膜电极线路使发光效率更高。
实施例2
本实施例介绍实施例1的LED集成模组的封装方法，具体如下：
（1）、基板制作：选择陶瓷材料制作陶瓷基板，可选用氧化铝或氮化铝陶瓷。
（2）、金属膜电极线路的制作：在陶瓷基板上通过丝网印刷的方式根据电极图案设计要求印上电极线路浆料，通过烘干和高温烧结制得到金属膜电极线路，并对该金属膜电极线路进行镜面抛光；
具体制作过程如下：
a、按重量百分比，称取如下各组分：75~80%银粉、1~2%玻璃粉、4~5%树脂、10~20%有机溶剂；然后将各组分混合，经研磨搅拌制成电极线路浆料；
b、在陶瓷基板上印刷电极线路浆料，表面流平后烘干；
c、先在440℃~460℃的温度下烧结10~15分钟，然后在790℃~810℃的温度下继续烧结10~15分钟，完成金属膜电极线路在陶瓷基板上的制作；
d、对该该金属膜电极线路进行镜面抛光。
（3）、固晶：通过背胶机在LED晶粒背面背胶，然后采用SMT技术（即表面贴装技术）通过真空吸嘴将背胶后的LED晶粒吸起并贴附在金属膜电极线路的指定位置上，贴装完成后，再在150℃左右的温度下烧结约2小时，使LED晶粒在金属膜电极线路上固定好。
（4）、金线键合：通过金丝球焊线机打金线使LED晶粒与金属膜电极线路通过金线连接。
（5）、加设围框：根据陶瓷基板的形状和尺寸等预先制作陶瓷围框，并将经过步骤（4）的陶瓷基板嵌入所述陶瓷围框中，使基板的底面与陶瓷围框平齐，这样LED晶粒可同时通过基板和围框散热，增加了散热面积、提高了散热性能；且陶瓷围框的厚薄可根据荧光粉胶体的预设厚度来确定。
（6）、灌胶成型：往陶瓷围框中灌装荧光粉胶，在120℃下烧结4小时，固化成型后，制得所述的LED集成模组。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种LED集成模组，包括基板（1）、围框（2）、设置在所述基板（1）上的多颗LED晶粒（4），以及灌胶于所述围框（2）内并将所述多颗LED晶粒（4）覆盖住的荧光粉胶体（5），其特征在于：所述基板（1）和围框（2）均由陶瓷材料制成，所述基板（1）嵌设在所述围框（2）内；所述LED集成模组还包括设置在所述基板（1）表面的金属膜电极线路（3），所述多颗LED晶粒（4）固定在所述金属膜电极线路（3）上并能够与所述金属膜电极线路（3）电连接；
其中，所述金属膜电极线路（3）经烧结形成于所述基板（1）表面，所述金属膜电极线路（3）由如下成分构成：75~80份银粉、1~2份玻璃粉、4~5份树脂，所述玻璃粉的成分为：70~80%三氧化二铋、5-15%二氧化硅、1-5%三氧化二铝、5-10%三氧化二硼、1-2%二氧化钛，所述树脂为乙基纤维素或酚醛树脂或二者的组合。
2.根据权利要求1所述的LED集成模组，其特征在于：所述基板（1）的底面与所述围框（2）相平齐。
3.根据权利要求1所述的LED集成模组，其特征在于：所述金属膜电极线路（3）表面为镜面。
4.根据权利要求1所述的LED集成模组，其特征在于：所述多颗LED晶粒（4）与所述金属膜电极线路（3）之间能够通过金线（6）电连接。
5.权利要求1所述的LED集成模组的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：基板制作、金属膜电极线路的制作、固晶、金线键合、加设围框、灌胶成型。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：具体过程如下：
（1）、基板制作：选择陶瓷材料制作陶瓷基板；
（2）、金属膜电极线路的制作：包括如下步骤：
a、按重量百分比，称取如下各组分：75~80%银粉、1~2%玻璃粉、4~5%树脂、10~20%有机溶剂；然后将各组分混合，经研磨搅拌制成电极线路浆料；
b、在陶瓷基板上印刷电极线路浆料，表面流平后烘干；
c、先在440℃~460℃的温度下烧结10~15分钟，然后在790℃~810℃的温度下继续烧结10~15分钟，完成金属膜电极线路在陶瓷基板上的制作；
（3）、固晶：在LED晶粒上背胶，将背胶后的LED晶粒贴附在金属膜电极线路的指定位置上，然后通过烧结使LED晶粒在金属膜电极线路上固定；
（4）、金线键合：通过金丝球焊线机打金线使LED晶粒与金属膜电极线路通过金线连接；
（5）、加设围框：根据陶瓷基板的形状和尺寸预先制作陶瓷围框，并将经过步骤（4）的陶瓷基板嵌入所述陶瓷围框中；
（6）、灌胶成型：往陶瓷围框中灌装荧光粉胶，再烧结固化，制得所述LED集成模组。
7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：步骤（2）金属膜电极线路制作完成后，再对金属膜电极线路进行镜面抛光。
8.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：步骤（5）中，将陶瓷基板嵌入陶瓷围框中时，应使得陶瓷基板的底部与陶瓷围框平齐。
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