CN102637682B - 铝基排式集成led器件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝基排式集成LED器件及其制作方法。该铝基排式集成LED器件包括：在铝基覆铜板的一端制有若干突出板面侧沿的基座，所述铝基覆铜板上的铜箔导电层刻制成与各基座依次电连接的连接导线，在所述基座上开有聚光槽穴，在所述聚光槽穴的底部通过胶粘层粘接有LED芯片，所述LED芯片上的金属引线焊接在所述连接导线上；在所述基座上设置有包覆所述LED芯片的防护帽。本发明中LED芯片所散发的热量通过胶粘层后可由铝基板表面没有覆铜的部分直接将热量散发出去；而铝基覆铜板上的连接导线仅用于电气连接，而非导热介质，因此显著减少了热阻，提高了整个LED器件的散热和均热性能，从而减少了光衰，延长了器件的使用寿命。

Description

铝基排式集成LED器件及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种LED器件，具体地说是一种铝基排式集成LED器件及其制作方法。
背景技术
随着发光二极管（Light Emitting Diode，LED）技术的迅猛发展，LED的成本迅速下降，其应用场合越来越广，但在快速发展的同时也存在着一些弊端。LED是将电能转换为光能的器件，在转换过程中会产生很多的热量，如果这些热量不能及时排到外界，将造成LED芯片结温的上升，高温会使LED的寿命和光效大打折扣。目前LED器件多以直插（LAMP）或贴片（TOP）形式封装，通常采用环氧树脂包裹金属支架（或PCB）和LED芯片，使之与空气隔绝，起到防护的作用，并形成光学透镜。因环氧树脂的导热系数很低（典型值为0.2W/mK），热量主要从金属支架导出，而金属支架的导热及散热面积很小，难以形成有效的热沉将热量及时散发，从而使得LED器件的光衰严重、寿命减少。
除此之外，目前LED器件大都采用分立式，分立式LED器件在使用过程中除了具有光衰严重、寿命较短的缺点外，还存在如下问题：第一、系统可靠性低；第二、装配误差大，LED芯片可能向上、下、左或右偏斜，造成出光角度的偏差，严重影响视觉效果；第三、分立式LED器件在装配过程中工作效率低，随着人工成本的大幅上升，导致生产成本居高不下。
发明内容
本发明的目的之一就是提供一种铝基排式集成LED器件，以解决现有LED器件存在的散热能力差、光衰严重和使用寿命低的问题。
本发明的目的之二就是提供一种铝基排式集成LED器件的制作方法，以提高装配工艺的一致性，减少装配工作量，降低装配成本。
本发明的目的之一是这样实现的：一种铝基排式集成LED器件，包括：在铝基覆铜板的一端制有若干突出板面侧沿的基座，所述铝基覆铜板上的铜箔导电层刻制成与所述各基座依次电连接的连接导线，在所述基座上开有聚光槽穴，在所述聚光槽穴的底部通过胶粘层粘接有LED芯片，所述LED芯片上的金属引线焊接在所述连接导线上；在所述基座上设置有包覆所述LED芯片的防护帽。
所述基座的个数为4~80个。
所述防护帽是由环氧树脂或硅胶模制成型。
所述聚光槽穴为外大内小的圆台形或碗形空腔，在所述空腔的内壁上附有反光层。
所述聚光槽穴开在所述基座的顶端或侧部。
本发明是在一块铝基板材的一边制出成排设置的LED，形成集成的LED器件，所有LED芯片通过铝基板材散出热量，可以形成有效的热沉将热量及时散发出去，而铝基覆铜板上的连接导线仅用于电气连接，不构成导热介质，因此显著减少了热阻，提高了整个LED器件的散热和均热性能，由此有效减少了光衰，延长了LED器件的使用寿命。
由于热量主要从铝基板表面没有覆铜的部分散出，因此，对铝基覆铜板上的绝缘层的导热系数没有要求，从而可使用导热系数较低的绝缘胶制成绝缘层，这样可极大地降低铝基覆铜板的制作成本，进而降低集成LED器件的生产成本。
本发明的目的之二是这样实现的：一种铝基排式集成LED器件的制作方法，包括如下步骤：
a、在铝基覆铜板上带有绝缘层和铜箔导电层的一端开出若干个矩形缺口，使该端侧面形成若干突出板面侧沿的基座；
b、将铝基覆铜板绝缘层上的铜箔导电层刻制成延伸至所述各基座以使所述各基座实现串联连接的连接导线；
c、在每个所述基座上开出一个放置LED芯片的聚光槽穴；
d、在每个所述聚光槽穴的底部通过胶粘层粘接一个LED芯片；
e、将每个所述聚光槽穴中的所述LED芯片上的金属引线与延伸至所在基座上的所述连接导线电连接；
f、将粘接LED芯片的基座插入注模模具上的模具孔中，向注模模具的模具孔内灌封环氧树脂或硅胶，经高温固化和脱模后，在基座上即形成包覆所述LED芯片的防护帽。
在本发明制作方法中，在延伸至所在基座上的所述连接导线的前端接有焊线柱，所述LED芯片上的金属引线焊接在所述焊线柱上。
所述基座的个数为4~80个。
所述聚光槽穴制成外大内小的圆台形或碗形空腔，在所述空腔的内壁电镀反光层。
所述聚光槽穴开在所述基座的顶端或侧部。
本发明制作方法实现了LED器件的集成式制作，相比分立式LED器件而言，其可靠性高，且装配工艺简单，可提高装配的工作效率，节省人力和时间，降低装配成本。
附图说明
图1是本发明集成LED器件的结构示意图。
图2是图1所示集成LED器件的俯视图。
图3是图1所示集成LED器件的A—A向剖视图。
图4是图2所示集成LED器件的D—D向剖视图。
图中：1、防护帽，2、反光层，3、聚光槽穴，4、基座，5、LED芯片，6、胶粘层，7、金属引线，8、铝基板，10、焊线柱，11、铝基覆铜板，14、负极接引端，15、正极接引端，16、连接导线。
具体实施方式
如图1~图4所示，铝基覆铜板11包括铝基板8、贴附在铝基板板面上的绝缘层和铜箔导电层。绝缘层及铜箔导电层可仅覆盖在靠近铝基板一边的一面或两面的一小部分区域。通过热压及蚀刻工艺可将所述铜箔导电层刻制成包含若干正极接引端15和负极接引端14的连接导线16，所述连接导线16用于将各LED芯片5依次串联起来。
在铝基覆铜板11上带有绝缘层和铜箔导电层的一端制有若干并列、且突出板面侧沿的基座4，基座的个数可以介于4~80之间。在每个基座4顶端的正面或侧面开设一个聚光槽穴3，所述聚光槽穴3为外大内小的圆台形或碗形空腔。在每个聚光槽穴3的底部通过胶粘层6粘接有一个LED芯片5。胶粘层6可以是导热性能较好的绝缘胶或银胶。每个LED芯片5上有两条金属引线7（即接线电极），在延伸到每个基座4上的连接导线16的端部接有焊线柱10，两条金属引线7分别焊接在一个焊线柱10上，实现与连接导线16的电连接。
在聚光槽穴3的内壁可以电镀一层反光层2，该反光层2一般为致密的金属层，通过该反光层2可以增加LED芯片5的发光强度。
在每个基座4上设置有包覆基座4内的LED芯片5的防护帽1，所述防护帽1不仅包覆所述LED芯片5，其还包覆金属引线7、焊线柱10及基座4前部的部分区段。防护帽1不仅可保护其内部的LED芯片5免受污染，而且还具有透镜的功能，可将LED芯片5发出的光发散或汇聚在合适的角度范围。防护帽1一般由环氧树脂或硅胶模制成型。
参考图1—图4，本发明铝基排式集成LED器件的制作方法包括如下步骤：
步骤一：在铝基覆铜板11上带有绝缘层和铜箔导电层的一端开出若干个成线条排列的矩形缺口，从而使得该端侧面形成若干峰部和谷部，所述峰部构成突出板面侧沿的基座4，基座4的个数可以介于4~80之间，所述谷部将来用于给驱动电路板定位及形成防护帽1的区域。所述峰部外侧对应铜箔导电层上的部分区域可以作为预留焊盘。
步骤二：将铝基覆铜板11绝缘层上的铜箔导电层蚀刻制成使所述各基座4依次串联电连接的连接导线16。
所述铝基覆铜板11上的绝缘层通过在铝基板8板面上涂覆绝缘胶层而形成，其一般位于铝基板8正面和/或反面的一小部分区域，且靠近所述铝基覆铜板11上的基座4。制作所述绝缘层的绝缘胶可以为导热性能较差的绝缘胶，这样可以降低铝基覆铜板11的制作成本。之后在所述绝缘层上热压一层铜箔，以形成铜箔导电层，对热压后的铜箔导电层进行蚀刻（或雕刻）以形成连接导线16，所述连接导线16包括若干可将各基座4依次串联起来的正极接引端15和负极接引端14。
当然，步骤一和步骤二的顺序不限于此，例如：可以先将铜箔导电层刻制成连接导线16，然后再在铝基覆铜板11上制作与所述连接导线16相匹配的基座4。
步骤三：在每个基座4上开出一个放置LED芯片5的聚光槽穴3；所述聚光槽穴3可以开设在所述基座4的顶部，也可以开设在所述基座4的侧部。所述聚光槽穴3一般为外大内小的圆台形或碗形空腔。
此步骤之后还可以在所述聚光槽穴3的内壁电镀金属反光层2，以改善所述LED芯片5所发光的聚光效果。
步骤四：在每个聚光槽穴3的底部通过胶粘层6粘接一个LED芯片5。所述胶粘层6可以为绝缘胶，也可以为银胶。若采用绝缘胶，则可采用导热性能较好的绝缘胶，这是由于LED芯片5所散发的热量可通过此处的绝缘胶而直接散发至铝基板8，然后再由铝基板8表面没有覆铜的绝大部分区域散发至空气中，因此采用导热性能较好的绝缘胶可以加速热量的散发。
步骤五：将每个聚光槽穴3中的所述LED芯片5上的金属引线7与延伸至所在基座4上的所述连接导线16电连接。具体连接时，首先在a步中的所述预留焊盘上贴装较厚的矩形金属块作为焊线柱10，在所述焊线柱10与LED芯片5上焊接金属引线7，建立LED芯片5与连接导线16之间的电连接。
步骤六：将粘接LED芯片5的基座4插入注模模具上的模具孔中，向注模模具的模具孔内灌封环氧树脂或硅胶，经高温固化和脱模后，在基座4上即形成包覆所述LED芯片5的防护帽1，此时也即形成了铝基排式集成LED器件。

Claims (10)

1.一种铝基排式集成LED 器件，其特征是，在铝基覆铜板（11）上带有绝缘层和铜箔导电层的一端开出若干矩形缺口，形成若干峰部和谷部，所述峰部构成突出板面侧沿的基座（4），所述谷部用于给驱动电路板定位及形成防护帽（1）的区域，所述峰部外侧对应铜箔导电层的部分区域作为预留焊盘；所述铝基覆铜板（11）上的铜箔导电层刻制成与所述各基座（4）依次电连接的连接导线（16），在所述基座（4）上开有聚光槽穴（3），在所述聚光槽穴（3）的底部通过胶粘层（6）粘接有LED 芯片（5），所述LED 芯片（5）上的金属引线（7）焊接在所述连接导线（16）上；在所述基座（4）上设置有包覆所述LED 芯片（5）的防护帽（1）。
2.根据权利要求1 所述的铝基排式集成LED 器件，其特征是，所述基座（4）的个数为4~80 个。
3.根据权利要求1 所述的铝基排式集成LED 器件，其特征是，所述防护帽（1）是由环氧树脂或硅胶模制成型。
4.根据权利要求1 所述的铝基排式集成LED 器件，其特征是，所述聚光槽穴（3）为外大内小的圆台形或碗形空腔，在所述空腔的内壁上附有反光层（2）。
5.根据权利要求1 所述的铝基排式集成LED 器件，其特征是，所述聚光槽穴（3）开在所述基座（4）的顶端或侧部。
6.一种铝基排式集成LED 器件的制作方法，其特征是，包括如下步骤：
a、在铝基覆铜板上带有绝缘层和铜箔导电层的一端开出若干个矩形缺口，形成若干峰部和谷部，所述峰部构成突出板面侧沿的基座（4），所述谷部用于给驱动电路板定位及形成防护帽（1）的区域，所述峰部外侧对应铜箔导电层的部分区域作为预留焊盘；
b、将铝基覆铜板绝缘层上的铜箔导电层刻制成延伸至所述各基座（4）以使所述各基座（4）实现串联连接的连接导线（16）；
c、在每个所述基座（4）上开出一个放置LED 芯片的聚光槽穴（3）；
d、在每个所述聚光槽穴（3）的底部通过胶粘层（6）粘接一个LED 芯片（5）；
e、将每个所述聚光槽穴（3）中的所述LED 芯片（5）上的金属引线（7）与延伸至所在基座（4）上的所述连接导线（16）电连接；
将粘接LED 芯片（5）的基座（4）插入注模模具上的模具孔中，向注模模具的模具孔内灌封环氧树脂或硅胶，经高温固化和脱模后，在基座（4）上即形成包覆所述LED 芯片（5）的防护帽（1）。
7.根据权利要求6 所述的制作方法，其特征是，在延伸至所在基座（4）上的所述连接导线（16）的前端接有焊线柱（10），所述LED 芯片（5）上的所述金属引线（7）焊接在所述焊线柱（10）上。
8.根据权利要求6 所述的制作方法，其特征是，所述基座（4）的个数为4~80 个。
9.根据权利要求6 所述的制作方法，其特征是，所述聚光槽穴（3）制成外大内小的圆台形或碗形空腔，在所述空腔的内壁电镀反光层（2）。
10.根据权利要求6 所述的制作方法，其特征是，所述聚光槽穴（3）开在所述基座（4）的顶端或侧部。
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