CN103000789B - 贴片式led支架、贴片式led及贴片式led支架的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种贴片式LED支架、贴片式LED及贴片式LED支架的成型方法。贴片式LED支架至少包括正极基板、负极基板以及黏结层；正极基板和负极基板之间绝缘设置；其中，正极基板和负极基板整体的顶面形成有反射杯，至少正极基板邻近于负极基板部分的底面向顶面凹陷而共同形成容置空间；黏结层填充于容置空间进而将正极基板和负极基板黏合成一体。通过上述方式，本发明能够提高导热效率、可靠性高，且制作工艺简单、进而能够降低成本。

Description

贴片式LED支架、贴片式LED及贴片式LED支架的成型方法

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，特别是涉及一种贴片式LED支架、贴片式LED及贴片式LED支架的成型方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为第四代绿色照明光源，目前已经得到广泛的应用。

在LED芯片点亮时，输入的电功率一部分转化为光能，一部分转化为热能。其中，LED输入的电功率通常只有10～15％转化为光能，其它的转化为热能。转化为热能的这部分能量如果不能及时通过热传递、对流或辐射等方式释放出去，会导致LED芯片节温升高，从而导致光效降低，并且同时还会降低LED的使用寿命。而随着LED芯片集成度的提高及对功率型LED的需求，大功率LED散热成为亟待解决的问题。

现有的贴片式LED支架主要采用金属基板+PPA(Polyphthalamide，聚邻苯二甲酸胺)材料的封装形式，然而PPA材料虽然具有良好的导热性能，但其容易发黄、老化、吸水性强、与金属结合性差，可靠性低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种贴片式LED支架、贴片式LED及贴片式LED支架的成型方法，能够增加散热面积，提高导热效率、可靠性高，且制作工艺简单、进而能够降低成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种贴片式LED支架，支架至少包括正极基板、负极基板以及黏结层；其中，正极基板和负极基板整体的顶面形成有反射杯；

其中，所述支架包括中间基板，所述中间基板采用导热材料制得；

其中，所述中间基板设置于所述正极基板与所述负极基板之间，所述中间基板分别与所述正极基板、所述负极基板之间绝缘设置；

并且，所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板的底面分别向顶面凹陷而共同形成所述容置空间，所述黏结层填充于所述容置空间进而将所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板黏合成一体；

或者，所述正极基板和所述中间基板相邻部分的底面向下凹陷形成第一容置空间，所述中间基板和所述负极基板相邻部分的底面向下凹陷形成第二容置空间，所述黏结层填充于所述第一容置空间，将所述正极基板和所述中间基板黏合成一体，所述黏结层填充于所述第二容置空间，将所述中间基板和所述负极基板黏合成一体，进而将所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板粘合成一体。

其中，正极基板、中间基板以及负极基板的顶面分别向底面凹陷形成反射杯。

其中，正极基板和负极基板分别是铝金属基板，或者正极基板和负极基板分别是铝碳化硅基板；黏结层是改性硅胶材料。

其中，正极基板和负极基板相对部分的表面分别形成有绝缘层；绝缘层是金刚石陶瓷材料或者氮化铝陶瓷材料或者氧化铝陶瓷材料；或者绝缘层是铝金属基板的阳极氧化物。

其中，正极基板、负极基板与绝缘层之间分别设置有过渡层。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种贴片式LED，包括如上述任一实施方式所描述的贴片式LED支架。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种贴片式LED支架的成型方法，包括如下步骤：

其中，准备多个薄片并按预定规律排列、固定，以每相邻的至少两个薄片为一组，使每组薄片的相连表面的至少一个表面凹陷而共同形成容置空间，其中，在每组薄片中，至少包括一个作为正极基板的薄片，另一个作为负极基板的薄片；向容置空间内填充黏性材料以黏合正极基板和负极基板；

其中，所述支架包括中间基板，所述中间基板采用导热材料制得；

其中，所述中间基板设置于所述正极基板与所述负极基板之间，所述中间基板分别与所述正极基板、所述负极基板之间绝缘设置；

并且，所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板的底面分别向顶面凹陷而共同形成所述容置空间，所述黏性材料填充于所述容置空间进而将所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板黏合成一体；

或者，所述正极基板和所述中间基板相邻部分的底面向下凹陷形成第一容置空间，所述中间基板和所述负极基板相邻部分的底面向下凹陷形成第二容置空间，所述黏性材料填充于所述第一容置空间，将所述正极基板和所述中间基板黏合成一体，所述黏性材料填充于所述第二容置空间，将所述中间基板和所述负极基板黏合成一体，进而将所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板粘合成一体。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明贴片式LED支架，至少在正极基板邻近于负极基板部分的底面向顶面凹陷形成容置空间，通过黏结层将正极基板和负极基板黏结成一体能简化工艺、降低成本。而且正极基板和负极基板直接用于发光芯片的导热，能够增加散热面积，提高导热效率、可靠性高。

附图说明

图1是本发明贴片式LED支架第一实施方式的结构示意图；

图2是本发明贴片式LED支架第二实施方式的结构示意图；

图3是图2所示贴片式LED支架的俯视图；

图4是本发明贴片式LED支架第三实施方式的结构示意图；

图5是本发明贴片式LED支架第四实施方式的结构示意图；

图6是图5所示贴片式LED支架的俯视图；

图7是本发明贴片式LED支架第五实施方式的结构示意图；

图8是本发明贴片式LED支架的成型方法第一实施方式的流程图；

图9是本发明贴片式LED支架的成型方法第二实施方式的流程图；

图10是图9所示流程图中基板的结构示意图；

图11是图9所示流程图中基板切割形成薄片的结构示意图；

图12是图9所示流程图中在薄片上形成绝缘层的结构示意图；

图13是图9所示流程图中排列薄片并在薄片表面凹陷形成容置空间的结构示意图；

图14是图13所示两相邻薄片上容置空间的组成结构示意图；

图15是图9所示流程图中切割形成单个贴片式LED支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

参阅图1和图2，图1是本发明贴片式LED支架第一实施方式的结构示意图，图2是图1所示贴片式LED支架的俯视图。本发明贴片式LED支架第一实施方式包括：正极基板101、负极基板102以及黏结层103。

正极基板101和负极基板102相对部分的表面分别形成有绝缘层105，该绝缘层105使得正极基板101和负极基板102相互绝缘设置。其中，正极基板101和负极基板102整体的顶面形成有反射杯106，如图1所示，至少正极基板101邻近于负极基板102部分的底面向顶面凹陷而共同形成容置空间104。黏结层103填充于容置空间104进而将正极基板101和负极基板102黏合成一体，具体地，黏结层103通过正极基板101容置空间104的表面和负极基板102邻近于正极基板101的表面黏合成一体。

传统贴片式LED支架封装技术领域中，通常通过对正极基板和负极基板进行PPA(Polyphthalamide，聚邻苯二甲酸胺)注塑，进而将正极基板和负极基板封装固定成一体，通过该工艺制造得到的LED支架，虽然PPA材料与正极基板、负极基板的黏合性较差，而且因为PPA材料自身的物理特性会导致整个支架散热性能较差，但是由于正极基板和负极基板通常处于PPA材料内部，正极基板和负极基板能够得到PPA材料的保护，如可防止氧化等，并且由于该工艺在市场上较成熟，通过该工艺得到的LED支架在市场上比较容易取得，所以本领域技术人员在试图解决LED支架导热性和黏合性等问题时，其考虑方向重点是对注塑材料(PPA材料)如何进行改进，而忽视了在结构上对LED支架进行改进。

因此，区别于传统贴片式LED支架的制造方法，本发明实施方式，至少正极基板101邻近于负极基板102部分的底面向顶面凹陷形成容置空间104，通过黏结层103将正极基板101和负极基板102黏结成一体能简化工艺、降低成本。而且正极基板101和负极基板102直接用于发光芯片的导热，能够增加散热面积，提高导热效率、可靠性高。

在具体实施方式中，黏结层103是改性硅胶材料或其它高分子高导热绝缘材料，具有较强的黏合性，能够使得正极基板101和负极基板102具有较强的结合能力。

在一具体应用中，正极基板101和负极基板102分别是铝金属基板，铝金属基板因为金属铝具有密度小、导电性以及导热性能好，其成型容易，无低温脆性，且价格便宜，易于安装固定。当然，铝金属基板还可以用铝碳化硅基板等具有导电性能的复合材料或者其它金属合金材料替代。其中，绝缘层105是金刚石陶瓷材料或者氮化铝陶瓷材料或者氧化铝陶瓷材料，或者该绝缘层105是铝基板的阳极氧化物。

在一具体应用中，继续参阅图1，反射杯106由正极基板101和负极基板102的顶面分别向底面凹陷形成。使得整个支架都为散热体，增加散热面积，提高导热效率、可靠性高，且制作工艺简单、进而能够降低成本。另外，可将黏结层103填充于反射杯106内，能够进一步增强正极基板101和负极基板102的结合能力。

参阅图2，图2是本发明贴片式LED支架第二实施方式的结构示意图。本发明贴片式LED支架实施方式中，正极基板201和负极基板202相邻近部分的底面分别向顶面凹陷形成容置空间2041、2042，如图2所示，正极基板201邻近于负极基板202部分的底面向顶面凹陷形成容置空间2041，负极基板202邻近于正极基板201部分的底面向顶面凹陷形成容置空间2042，形成LED支架时，正极基板201的容置空间2041和负极基板202的容置空间2042组合在一起而共同形成更大的容置空间204，黏结层203填充于该容置空间204进而将正极基板201和负极基板202黏合成一体。

结合图3，图3是图2所示贴片式LED支架的俯视图。正极基板201和负极基板202通过绝缘层205绝缘设置。其中，支架在用于制造LED时，发光芯片(图未示)设置于负极基板202上，发光芯片的正极电性连接正极基板201，发光芯片的负极电性连接负极基板202，电、热不分离，其结构较为简单。

本发明实施方式相较于本发明第一实施方式而言，正极基板201和负极基板202上分别形成容置空间2041、2042，增大了黏结层203与正极基板201和负极基板202的接触面积，能够进一步提高正极基板201和负极基板202的黏合强度。

参阅图4，图4是本发明贴片式LED支架第三实施方式的结构示意图。相较于本发明第二实施方式而言，本发明第三实施方式与本发明第二实施方式的区别仅在于，本发明第三实施方式还包括：

过渡层307和反射膜308。

过渡层307设置于正极基板301与绝缘层305之间、负极基板302与绝缘层305之间，具体地，过渡层307通过溅镀、喷涂等方式形成于正极基板301、负极基板302上，以提高正极基板301、负极基板302分别与绝缘层305的结合能力。

另外，反射膜308通过溅镀等方式形成于反射杯306内的杯壁和杯底，增设反射膜308有助于提高发光效率。当然，该反射膜308可以用直接在正极基板301和负极基板302上通过压铸或冲压等方式形成镜面铝替代。

参阅图5，图5是本发明贴片式LED支架第四实施方式的结构示意图。相较于本发明第二实施方式而言，本发明第四实施方式还包括中间基板400。

其中，中间基板400采用导热材料制得，中间基板400是铝金属基板，还可以用铝碳化硅基板等具有导电性能的复合材料或者其它金属合金材料替代铝金属基板。中间基板400设置于正极基板401与负极基板402之间，中间基板400与正极基板401、负极基板402相对的表面分别设置有绝缘层405，通过该绝缘层405将中间基板400分别与正极基板401、负极基板402之间绝缘设置。

并且，正极基板401、中间基板400以及负极基板402的底面各自分别向顶面凹陷形成容置空间4041、4042、4043，正极基板401的容置空间4041、中间基板400的容置空间4042以及负极基板402的容置空间4043拼接而共同组成更大的容置空间404，黏结层403填充于容置空间404进而将正极基板401、中间基板400以及负极基板402黏合成一体。

继续参阅图5，在一具体应用中，正极基板401、中间基板400以及负极基板402的顶面分别向底面凹陷形成反射杯406。可以向反射杯406内填充黏结层403进一步正极基板401、中间基板400以及负极基板402黏合成一体。

结合图6，图6是图5所示贴片式LED支架的俯视图。支架在用于制造LED时，发光芯片(图未示)设置于中间基板400上，发光芯片的正极电性连接正极基板401，发光芯片的负极电性连接负极基板402，能够实现电、热分别传导，提高产品的可靠性。当然，可以通过向反射杯406填充黏结层403以进一步增强正极基板401、中间基板400以及负极基板402的黏合强度，以提高LED支架的可靠性。

参阅图7，图7是本发明贴片式LED支架第五实施方式的结构示意图。相较于本发明第四实施方式而言。其区别在于，本发明第五实施方式中：

正极基板501和中间基板500相邻部分的底面向下凹陷形成第一容置空间5041，中间基板500和负极基板502相邻部分的底面向下凹陷形成第二容置空间5042，黏结层503填充于第一容置空间5041，将正极基板501和中间基板500黏合成一体，黏结层503填充于第二容置空间5042，将中间基板500和负极基板502黏合成一体，进而将正极基板501、中间基板500以及负极基板502粘合成一体。该结构不需要将中间基板500全部底面形成容置空间，能够较大程度地节约黏结材料的用量，进而降低生产成本。

由上述实施方式可见，支架至少包括正极基板、负极基板以及黏结层，至少正极基板邻近于负极基板部分的底面向顶面凹陷形成容置空间；黏结层填充于容置空间内以将正极基板和负极基板黏合成一体。结构简单，能够降低工艺难度，由于正极基板、负极基板为金属基板或其他具有较好导热、导电性材料的基板，支架整体具有较强的导热能力。

利用上述实施方式所述的贴片式LED支架封装出来的LED相较于传统贴片式LED支架封装出来的LED，其达到热平衡状态的LM(流明)值以及光效变化更少。

本发明还提供一种贴片式LED支架的成型方法。

参阅图8，图8是本发明贴片式LED支架的成型方法第一实施方式的流程图。本发明贴片式LED支架的成型方法第一实施方式包括如下步骤：

步骤S101，准备多个薄片并按预定规律排列、固定，以每相邻的至少两个薄片为一组，使每组薄片的相连表面的至少一个表面凹陷形成容置空间。

其中，在每组薄片中，至少包括一个作为正极基板的薄片，另一个作为负极基板的薄片。通常使用钻孔方式使得薄片的表面凹陷进而共同形成容置空间。

步骤S102，向容置空间内填充黏性材料以黏合正极基板和负极基板。

其中，黏性材料是改性硅胶材料或其他高分子高导热绝缘材料。改性硅胶材料具有较强的导热、绝缘和黏合性，且在高温烘烤之后也具有较强的黏合性、不易断裂，有助于提高正极基板和负极基板的结合强度，并且使得支架具有良好的导热和绝缘性，其可靠性高。

本发明实施方式，至少正极基板邻近于负极基板部分的底面向顶面凹陷形成容置空间；黏结层填充于容置空间内以将正极基板和负极基板黏合成一体。结构简单，能够降低工艺难度，由于正极基板、负极基板为金属基板或其他具有较好导热、导电性材料的基板，支架整体具有较强的导热能力。

参阅图9，图9是本发明贴片式LED支架的成型方法第二实施方式的流程图，并请结合图10至图15，图10至图15是图9所示流程图对应的结构示意图。本发明贴片式LED支架的成型方法第二实施方式包括如下步骤：

步骤S201，准备基板，并将基板切割成多个薄片。

其中，结合图10和图11，预先要对基板1进行平整或抛光处理，并进行超声波或等离子清洗以形成表面平整度高、光滑的基板1。基板1是铝基板等金属基板、或铝合金金属基板等金属合金基板、或铝碳化硅基板等具有导电性的复合材料基板。对基板1切割后形成多个薄片2。

步骤S202，在每个薄片的相对两个表面上分别形成绝缘层。

结合图12，绝缘层3通过溅镀方式或阳极氧化方式形成于薄片2的表面，如通过溅镀方式形成该绝缘层3，该绝缘层3平整致密、与薄片之间的结合能力强。其中，绝缘层3是金刚石陶瓷材料、氮化铝陶瓷材料或者氧化铝陶瓷材料，如绝缘层是金刚石陶瓷材料，其绝缘性和导热性能好，用量较少、利于降低平分别生产成本。

绝缘层3的设置使得至少一个薄片2作为正极基板、另一个薄片2作为负极基板。

步骤S203，将多个薄片按预定规律排列、固定，以每相邻的至少两个薄片为一组，使每组薄片的相连表面的至少一个表面凹陷形成容置空间。

其中，参阅图13，并请结合图12和图14，在步骤S202之后，将薄片2进行重新组合，并按预定规律排列，该预定规律指每个薄片2按绝缘层3(如图12)衔接绝缘层3的排列方式，即一个薄片2的绝缘层3紧挨另一个薄片2的绝缘层3，并连续排列下去。

其中，每组薄片2为两个或三个或更多个。比如，每组薄片2为两个时，在相邻的两个薄片2的表面分别向下凹陷形成一个更大的容置空间4，即在该两个相邻的薄片2中的其中一个薄片2表面凹陷形成容置空间4的第一部分41(如图14)，在另一个薄片2表面面凹陷形成容置空间4的第二部分42(如图14)，一般而言，使用钻孔方式使得薄片2表面凹陷。第一部分41和第二部分42拼接成更大的容置空间4。当然，可以在相邻三个或更多个薄片2的表面分别凹陷，进而形成更大的容置空间4，此处不再一一赘述。另外，仅在其中一个薄片2的表面凹陷形成更大的容置空间4或者形成更大的容置空间4的一部分的情况，也是可能的，具体可参阅本发明贴片式LED支架第一实施方式的相关描述。

步骤S204，向容置空间内填充黏性材料以黏合正极基板和负极基板。

其中，黏性材料是改性硅胶材料或其它高分子高导热绝缘材料。

步骤S205，切割每个薄片形成单独的LED支架。

其中，如图15所示，通过行切和列切的方式可形成单独的LED支架，操作简单方便。

当然，在步骤S201之后、步骤S202之前，可在每个薄片2的相对两个表面上分别形成过渡层，以提高后续形成的绝缘层与薄片2的结合强度。

本发明实施方式，适用于批量制造贴片式LED支架，其工艺简单，能够降低生产成本，并且LED支架具有良好的导热性，可靠性高。

本发明还提供一种贴片式LED实施方式。

该贴片式LED包括发光芯片和如上述任一实施方式的贴片式LED支架。其中，发光芯片设置于负极基板上，发光芯片的正极连接正极基板，发光芯片的负极连接负极基板。

或者，发光芯片设置于中间基板上，发光芯片的正极连接正极基板，发光芯片的负极连接负极基板。

本发明实施方式，至少正极基板邻近于负极基板部分的底面向顶面凹陷形成容置空间；黏结层填充于容置空间内以将正极基板和负极基板黏合成一体。结构简单，能够降低工艺难度，由于正极基板、负极基板为金属基板或其他具有较好导热、导电性材料的基板，支架整体具有较强的导热能力。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，分别同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种贴片式LED支架，其特征在于，

所述支架至少包括正极基板、负极基板以及黏结层；

其中，所述正极基板和所述负极基板整体的顶面形成有反射杯；

所述支架还包括中间基板，所述中间基板采用导热材料制得；

所述中间基板设置于所述正极基板与所述负极基板之间，所述中间基板分别与所述正极基板、所述负极基板之间绝缘设置；

并且，所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板的底面分别向顶面凹陷而共同形成容置空间，所述黏结层填充于所述容置空间进而将所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板黏合成一体；

或者，所述正极基板和所述中间基板相邻部分的底面向下凹陷形成第一容置空间，所述中间基板和所述负极基板相邻部分的底面向下凹陷形成第二容置空间，所述黏结层填充于所述第一容置空间，将所述正极基板和所述中间基板黏合成一体，所述黏结层填充于所述第二容置空间，将所述中间基板和所述负极基板黏合成一体，进而将所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板粘合成一体。

2.根据权利要求1所述的LED支架，其特征在于，

所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板的顶面分别向底面凹陷形成反射杯。

3.根据权利要求1所述的LED支架，其特征在于，

所述正极基板和负极基板分别是铝金属基板，或者所述正极基板和负极基板分别是铝碳化硅基板；所述黏结层是改性硅胶材料。

4.根据权利要求3所述的LED支架，其特征在于，

所述正极基板和所述负极基板相对部分的表面分别形成有绝缘层；

所述绝缘层是金刚石陶瓷材料或者氮化铝陶瓷材料或者氧化铝陶瓷材料；或者所述绝缘层是所述铝金属基板的阳极氧化物。

5.根据权利要求1所述的LED支架，其特征在于，

所述正极基板、所述负极基板与所述绝缘层之间分别设置有过渡层。

6.一种贴片式LED，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的贴片式LED支架。

7.一种贴片式LED支架的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

准备多个薄片并按预定规律排列、固定，以每相邻的至少两个所述薄片为一组，使每组所述薄片的相连表面的至少一个表面凹陷而共同形成容置空间，其中，在每组所述薄片中，至少包括一个作为正极基板的所述薄片，另一个作为负极基板的所述薄片；

向所述容置空间内填充黏性材料以黏合所述正极基板和所述负极基板；

其中，所述支架包括中间基板，所述中间基板采用导热材料制得；

其中，所述中间基板设置于所述正极基板与所述负极基板之间，所述中间基板分别与所述正极基板、所述负极基板之间绝缘设置；

并且，所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板的底面分别向顶面凹陷而共同形成所述容置空间，所述黏性材料填充于所述容置空间进而将所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板黏合成一体；

或者，所述正极基板和所述中间基板相邻部分的底面向下凹陷形成第一容置空间，所述中间基板和所述负极基板相邻部分的底面向下凹陷形成第二容置空间，所述黏性材料填充于所述第一容置空间，将所述正极基板和所述中间基板黏合成一体，所述黏性材料填充于所述第二容置空间，将所述中间基板和所述负极基板黏合成一体，进而将所述正极基板、所述中间基板以及所述负极基板粘合成一体。