CN103824928B - Led横向流体散热cob光源及其封装工艺 - Google Patents

Led横向流体散热cob光源及其封装工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种LED横向流体散热COB光源及其封装工艺，包括微阵列热管平板、镀铜层、镀银层、线路层、绝缘漆层、芯片、硅胶，所述微阵列热管平板、镀铜层、镀银层、线路层、绝缘漆层依次复合而成，所述芯片外表面采用硅胶密封固定，芯片紧贴镀银层并焊接固定，微阵列热管平板外形呈薄板状，微阵列热管平板采用铝材冷拔一体成型，微阵列热管平板内部并列分布复数根独立运行的微细阵列通道，微细阵列通道内填充有工质，微细阵列通道内填充工质后两端密封。微阵列热管平板表面吸热后，微细阵列通道内工质蒸发，迅速将热传递到冷凝段放热然后工质回流到蒸发段继续吸热，从而反复进行这一系列连续相变传热传质过程。

Description

LED横向流体散热COB光源及其封装工艺
技术领域
本发明涉及LED横向流体散热COB光源及其封装工艺，属LED照明封装技术领域。
背景技术
LED横向流体散热COB光源其高效的性能及其低成本制造受到诸多封装企业的追捧，然而其光效、寿命等可靠性问题却无法得到保障，COB封装能把一两个大的芯片，分成十几个小芯片，可以做得比较小，因此要求散热效率比较高，垂直面角度来看，COB封装在有限的体积下可以达到比较好的效率，所以其在水平式和垂直式的散热都要求有比较好的表现。目前集成式COB封装光源大多使用铝基板作为材料，铝基板COB热阻大，可靠性不高，容易出现光衰、死灯现象严重，另一方面，COB封装散热性也还有待提升，COB光源累加热集中度较高，光源热量若不能及时导出，将导致光源寿命缩短，并无需传统的金线，节约成本。
公开号为201549488U的中国专利公开的金属基板采用铝合金材质，多颗LED灯珠通过回流焊等工艺固定在金属基板上，改封装结构为最传统的LED照明，而非LED横向流体散热COB光源所采用的封装结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种高效节能、散热性能优异、光照稳定的LED横向流体散热COB光源及其封装工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：LED横向流体散热COB光源，包括微阵列热管平板、镀铜层、镀银层、线路层、绝缘漆层、芯片、硅胶，所述微阵列热管平板、镀铜层、镀银层、线路层、绝缘漆层依次复合而成，所述芯片外表面采用硅胶密封固定，芯片紧贴镀银层并焊接固定，微阵列热管平板外形呈薄板状，微阵列热管平板采用铝材冷拔一体成型，微阵列热管平板内部并列分布复数根独立运行的微细阵列通道，微细阵列通道内填充有工质，微细阵列通道内填充工质后两端密封。
本发明所述芯片与镀银层还间设有金锡，芯片与镀银层采用金锡覆晶倒装连接。
本发明所述微细阵列通道内填充工质后两端焊接密封。
本发明所述微阵列热管平板厚度1.4mm～5mm，宽度为5mm～70mm，每平米微阵列热管平板分布有300～600根独立运行的微细阵列通道。
本发明所述金锡是将镀液中的亚金和亚锡离子按照质量分数3：1混合配制，并通过电解作用制成。
本发明所述LED横向流体散热COB光源的封装工艺，包括以下步骤：
a.裁剪微阵列热管平板。
b.对微阵列热管平板内的微细阵列通道抽真空并灌装工质。
c.灌装工质后微阵列热管平板两端焊接密封。
d.微阵列热管平板表面酸洗、镀铜、镀银、涂覆绝缘层、涂覆线路层。
e.芯片倒装覆晶。
f.芯片表面涂灌硅胶。
本发明相比与现有技术所具有的优点：
1、LED横向流体散热COB光源采用的微阵列热管平板呈薄板状，由于其相对较大的比表面积、全表面蒸发与凝结，因而比传统圆柱形热管性能更加优良，微阵列热管平板通过镀银层直接接触发热元件，发热元件直接接触换热表面，热传换性能高效。
2、微阵列热管平板表面吸热后，微细阵列通道内工质蒸发，迅速将热传递到冷凝段放热然后工质回流到蒸发段继续吸热，从而反复进行这一系列连续相变传热传质过程。
3、本发明所述微阵列热管平板厚度1.4mm～5mm，宽度为5mm～70mm，每平米微阵列热管平板分布有300～600根独立运行的微细阵列通道，经试验表明，微阵列热管平板表观热传导2,500,000W/mk，使用温度范围－100℃～170℃，微细阵列通道的管径较细，因此其内部承压强度100个大气压以上，外部承压强度（均匀加压）40kg/cm2。
附图说明
图1为本发明所述实施例1的结构示意图。
图2为本发明所述实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
参见图1，本发明实施例所述LED横向流体散热COB光源，包括：微阵列热管平板1、镀银层2、线路层3、绝缘漆层4、芯片6、硅胶7及镀铜层8，所述微阵列热管平板1、镀铜层8、镀银层2、线路层3、绝缘漆层4依次复合而成，所述芯片6外表面采用硅胶7密封固定，芯片6紧贴镀银层2并焊接固定，微阵列热管平板1外形呈薄板状，微阵列热管平板1采用铝材冷拔一体成型，微阵列热管平板1内部并列分布复数根独立运行的微细阵列通道11，微细阵列通道11内填充有工质，微细阵列通道11内填充工质后两端密封。
本发明所述微细阵列通道11内填充工质后两端采用焊接密封。
本发明实施例所述的微阵列热管平板1厚度5mm，宽度为70mm，长度为100mm，每平米微阵列热管平板1分布有600根独立运行的微细阵列通道11，在该微阵列热管平板1可最大封装600W的发光源，且能保持照明的稳定运行，
本发明所述LED横向流体散热COB光源的封装工艺，包括以下步骤：
a.裁剪微阵列热管平板1。把微阵列热管平板1精密切割，两端精密切割必须光洁整齐，没有毛刺变形，便于抽真空和工质的灌装。
b.对微阵列热管平板1内的微细阵列通道11抽真空并灌装工。先将微阵列热管平板1其中一端采用液压特制的工装将其压住并采用超声波焊接密封，然后将微细阵列通道11内抽成1.3×10-1-1.3×10-4Pa的负压后充以适量的工质。
c.灌装工质后微阵列热管平板1内的微细阵列通道11两端焊接密封，灌装工质后采用液压特制的工装压住灌装口，并采用超声波焊接密封。
d.微阵列热管平板1表面酸洗、镀铜、镀银、涂覆绝缘层、涂覆线路层，镀铜、镀银温度保持在70-90度之间，保证镀层表面的平整。
e.芯片倒装覆晶，将芯片6倒接合于微阵列热管平板1上，相比传统封装因没有了金线焊垫阻碍，因此能有效提高亮度，采用本发明的封装结构使得电流流通的距离缩短，电阻减低，所以热的产生也相对降低。同时这样的接合亦能有效地将热量转至下一层的散热微阵列热管平板1，热阻大大降低。
f.芯片表面涂灌硅胶，按照工艺要求涂灌硅胶，所述硅胶为配比好的荧光粉硅胶。
实施例2：
参见图2，本发明实施例所述LED横向流体散热COB光源，包括：微阵列热管平板1、镀银层2、线路层3、绝缘漆层4、金锡5、芯片6、硅胶7及镀铜层8，所述微阵列热管平板1、镀铜层8、镀银层2、线路层3、绝缘漆层4依次复合而成，所述芯片6与镀银层2之间设有金锡5，芯片6与镀银层2采用金锡5覆晶倒装连接，所述芯片6外表面采用硅胶7密封固定，微阵列热管平板1外形呈薄板状，微阵列热管平板1采用铝材冷拔一体成型，微阵列热管平板1内部并列分布复数根独立运行的微细阵列通道11，微细阵列通道11内填充有工质，微细阵列通道11内填充工质后两端密封。
本发明所述微细阵列通道11内填充工质后两端焊接密封。
本发明所述金锡是将镀液中的亚金和亚锡离子按照质量分数3：1混合配制，并通过电解作用制成，电解作用制备为现有技术。
本实施例所述微阵列热管平板1厚度1.4mm，宽度为5mm，长度为10mm，此微阵列热管平板1的可封装30W功率的发光源，每平米微阵列热管平板1分布有300根独立运行的微细阵列通道11；所述微阵列热管平板1的另一种选用厚度3mm，宽度为20mm，长度为30mm，此微阵列热管平板1的可封装100W功率的发光源，每平米微阵列热管平板1分布有380根独立运行的微细阵列通道11。
本发明所述LED横向流体散热COB光源的封装工艺，包括以下步骤：
a.裁剪微阵列热管平板1。把微阵列热管平板1精密切割，两端精密切割必须光洁整齐，没有毛刺变形，便于抽真空和工质的灌装。
b.对微阵列热管平板1内的微细阵列通道11抽真空并灌装工。先将微阵列热管平板1其中一端采用液压特制的工装将其压住并采用超声波焊接密封，然后将微细阵列通道11内抽成1.3×10-1-1.3×10-4Pa的负压后充以适量的工质。
c.灌装工质后微阵列热管平板1内的微细阵列通道11两端焊接密封，灌装工质后采用液压特制的工装压住灌装口，并采用超声波焊接密封。
d.微阵列热管平板1表面酸洗、镀铜、镀银、涂覆绝缘层、涂覆线路层，镀铜、镀银温度保持在70-90度之间，保证镀层表面的平整。
e.芯片倒装覆晶，将芯片6倒接合于微阵列热管平板1上，芯片6与镀银层2采用金锡5覆晶倒装连接，相比传统封装因没有了金线焊垫阻碍，因此能有效提高亮度，采用本发明的封装结构使得电流流通的距离缩短，电阻减低，所以热的产生也相对降低。同时这样的接合亦能有效地将热量转至下一层的散热微阵列热管平板1，热阻大大降低。
f.芯片表面涂灌硅胶，按照工艺要求涂灌硅胶，所述硅胶为配比好的荧光粉硅胶。
以上均为本发明技术方案框架下的具体实施，凡是本发明实施例技术方案和技术特征的简单变形或组合，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.LED横向流体散热COB光源，其特征是：包括微阵列热管平板、镀铜层、镀银层、线路层、绝缘漆层、芯片、硅胶，所述微阵列热管平板、镀铜层、镀银层、线路层、绝缘漆层依次复合而成，所述芯片外表面采用硅胶密封固定，芯片紧贴镀银层并焊接固定，微阵列热管平板外形呈薄板状，微阵列热管平板采用铝材冷拔一体成型，微阵列热管平板内部并列分布复数根独立运行的微细阵列通道，微细阵列通道内填充有工质，微细阵列通道内填充工质后两端密封；所述芯片与镀银层还间设有金锡，芯片与镀银层采用金锡覆晶倒装连接；所述金锡是将镀液中的亚金和亚锡离子按照质量分数3：1混合配制，并通过电解作用制成；所述微细阵列通道内填充工质后两端焊接密封；所述微阵列热管平板厚度1.4mm～5mm，宽度为5mm～70mm，每平米微阵列热管平板分布有300～600根独立运行的微细阵列通道。
2.LED横向流体散热COB光源的封装工艺，其特征是：包括以下步骤：
a.裁剪微阵列热管平板；
b.对微阵列热管平板内的微细阵列通道抽真空并灌装工质；先将微阵列热管平板其中一端采用液压特制的工装将其压住并采用超声波焊接密封，然后将微细阵列通道内抽成1.3×10-1-1.3×10-4Pa的负压后充以适量的工质；
c.灌装工质后微阵列热管平板两端焊接密封；
d.微阵列热管平板表面酸洗、镀铜、镀银、涂覆绝缘层、涂覆线路层；
e.芯片倒装覆晶；芯片倒装覆晶，将芯片倒接合于微阵列热管平板上，芯片与镀银层采用金锡覆晶倒装连接；
f.芯片表面涂灌硅胶，硅胶为荧光粉硅胶。
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