CN104241461B - 一种led封装模块制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到的是一种LED封装模块的制作方法，其特征为：a)在金属薄板上制作出若干向所述金属薄板下表面凹陷的阵列，所述每个凹陷都由侧壁及末端组成，所述侧壁及末端形成反光杯形状，所述金属薄板为封装模块本体；b)将一种从上到下分别为镀银导体层、绝缘层和纯胶膜层的材料制成长条形导电电路以及十字型、T字型，或一字型LED封装电极；c)将所述预制成所述长条形导电电路以及所述LED封装电极的镀银导体层粘贴在定位转移膜预定的位置上。

Description

一种LED封装模块制作方法
技术领域
本发明涉及到的是一种LED封装模块制作方法，具体的是一种可任意切割、拼接组合和应用的模块化的LED封装模块制作方法。
背景技术
一、当前常规LED照明封装器件及其应用情况
当前的传统的LED封装支架主要是LED颗粒密封在横截面为倒梯形反光杯状、塑料或陶瓷+金属电极组成的支架内，LED颗粒左右有2根电极引脚延伸出支架外。这种传统的方案工艺复杂且由于使用塑料为反光材料一方面导致反光效率低；另一方面由于外壳材料为塑料，其导热性较差，散热仅靠左右2根电极引脚，所以导致整体散热效果很差。而陶瓷+金属结构的封装器件，其导热性能虽有所提升，但与镜面金属基封装支架相比较，其光效率、导热效率和综合成本，都处于劣势；更为重要的是当这些器件被应用于灯具时，需要配套制备相应的电路板、并用SMT设备对LED颗粒进行相应的贴片、焊接加工，从增加了产业链复杂性和成本；此外，因常规金属基电路板或其它类型的电路板的使用，使得LED散热路径延长，或因常规电路板绝缘层极低的导热系数（高档的、PVD类金刚石高导热电路板又价格极高）让LED工作时的热能不能顺利散出，从而降低了LED的光效、可靠性；
二、当前陶瓷基、金属基COB封装器件及其应用
A,陶瓷基COB因反光效率、导热效率和成本，较金属基而言并不是最优；
在镀银铝基板甚至在镜面铝基板上，采用热电分离和COB的方式来封装LED器件，使得LED的光、热性能有所提升，但并没有达到本专利所提出的最优化设计水平：
B,非模块化设计
市场上的COB产品大多是有针对性的应用设计，不能同时应用于不同类型灯具；
C,无反光杯设计
金属基COB大多在平面上进行封装而没有针对每个芯片设计独立的反光杯，使得LED芯片间产生相互的发光干扰问题，造成硅胶/荧光粉材料的浪费并增加其涂布难度而影响其发光性能；事实是采用普通金属基COB封装的产品光效，甚至比上述独立封装的SMDLED光效还低；
D,应用环节的散热问题
常规金属基COB产品虽然解决了LED发热可直接扩散到金属基板的路径问题，但它在灯具制备应用时， 需要填导热膏再用螺钉加压固定在金属散热器上，并因此增加了相应的成本和热阻，其散热效果明显低于本专利所提出的利用镜面金属基板反面可焊镀层与散热器的金属焊接之处理方式；
三、免封装结构LED器件及其应用
当前最新型的免封装LED，在芯片级加工时已经涂覆荧光粉并留有可焊接电极，但其在灯具产品制造应用时仍然需要一个良好的光、电、热综合环境，而本专利提出的集芯片/器件可焊接反光杯、镜面、热电分离、免常规电路（自带反光电路）、可焊接散热器等多功能于一体的应用型光电热模块化设计，可同时满足常规芯片和免封装LED的最终产品化应用，无论是技术和还是在成本方面，无疑都是非常先进和合理的。
发明内容
有鉴于此，为解决上述普通SMD LED和COB封装器件的自身缺陷，及其在各应用环节中所存在的各种问题。对中游封装乃至上游芯片技术进行应用性创新整合，结合可行的技术和成本方案，发明出一种集LED光电热环境最优化、可模块化制造和使用的应用型封装电路基板。
一种LED封装模块的制作方法，其特征为：
a)在金属薄板上制作出若干向所述金属薄板下表面凹陷的阵列，所述每个凹陷都由侧壁及末端组成，所述侧壁及末端形成反光杯形状，所述金属薄板为封装模块本体；
b)将一种从上到下分别为镀银导体层、绝缘层和纯胶膜层的材料制成长条形导电电路以及十字型、T字型，或一字型LED封装电极；
c)将所述预制成所述长条形导电电路以及所述LED封装电极的镀银导体层粘贴在定位转移膜预定的位置上，然后将所述定位转移膜覆盖在所述封装模块本体上表面，即所述纯胶膜层和所述封装模块本体上表面接触并粘接；
d)将所述定位转移膜上的长条形导电电路以及所述的LED封装电极热压并中温固化在所述封装模块本体上表面，且利用和所述封装模块本体上凹陷阵列相匹配的凸型模具，使LED封装电极分别折弯伸入并贴合于所述反光杯的末端，抛弃所述定位转移膜，所得即为一体化封装基板。
进一步的，所述过程a中的反光杯其纵截面为梯形或者抛物弧线杯状型。
进一步的，所述金属薄板材料为铝材或不锈钢，上表面已被加工成高反光镜面的金属薄板。
进一步的，所述镀银或镀金镀镍导体层为镀银铜箔层，所述绝缘层为聚酰亚胺层及胶粘层。
进一步的，所述过程c中的LED封装电极在所述定位转移膜上摆放时，互相之间预留约0.5-5MM或以上的线宽间隔。
进一步的，所述过程a中的反光杯其纵截面为梯形或者抛物弧线杯状型。
进一步的，在所述反光杯末端即所述LED封装电极之间，用固晶胶(或银胶）将LED芯片直接固定在金属上表面，用金丝或银丝在所述LED芯片与所述LED封装电极之间形成电气连接，再用硅胶、荧光粉或远程荧光膜对其进行封装，或在上述LED封装电极之间直接焊接免封装结构的LED器件。
进一步的，将所述封装模块本体下表面可以与散热器进行锡焊。
进一步的，用绝缘涂层或派瑞林涂层，对权利要求9所述的制备好的LED照明模块进行二次电气保护处理。
作为以上方法制作的产品，安照上述制作方法所得的LED封装模块。
有益效果
实施上述技术方案以后：
a，本镜面金属基电路结构的LED封装模块，在产品化应用时，LED所发出的光，经模块上表面和反光杯内的镜面、镀银电路反光表层，以及设计在模块外围的灯具腔体反光表面，反射后，能得到最大可能地有效应用。
b，本LED应用封装模块自带有串并联等复合电路的结构设计，形成了一个热电分离且带有封装电极和连接电路的封装基板。当其被应用时，LED灯具的电源工作模块之输出端，可分别直接焊接于电路两极并对LED封装模块进行驱动。
c，模块中LED芯片在工作时所产生的热能，可以直接通过高导热的镜面金属材料、以及其背面用金属焊接工艺所连接的金属散热器进行散热。
附图说明
图1是本发明一种LED封装模块的制作方法的示意图。
具体实施方式
参考图1，一种LED封装模块的制作方法：
a)在铝材或不锈钢，上表面11已被加工成高反光镜面的薄板1上制作出若干向所述金属薄板1下表面12凹陷的阵列，所述每个凹陷都由侧壁3及末端4组成，所述侧壁3及末端4形成反光杯形状，所述反光杯其纵截面为梯形或者抛物弧线形状，所述金属薄板1即为封装模块本体；
b)将一种从上到下分别为镀银导体层或者镀金或者镀镍导体层、绝缘层和纯胶膜层的材料制成长条形导电电路以及十字型、T字型，或一字型LED封装电极5；所述绝缘层为聚酰亚胺层及胶粘层。
c)将所述预制成所述长条形导电电路以及所述LED封装电极5的镀银导体层粘贴在定位转移膜预定的位置上，互相之间预留约0.5-5MM或以上的线宽间隔。然后将所述定位转移膜覆盖在所述封装模块本体上表面11，即所述纯胶膜层和所述封装模块本体上表面11接触并粘接；
d)将所述定位转移膜上的长条形导电电路以及所述的LED封装电极5热压并中温固化在所述封装模块本体上表面11，且利用和所述封装模块本体上凹陷阵列相匹配的凸型模具，使LED封装电极5分别折弯伸入并贴合于所述反光杯的末端4，抛弃所述定位转移膜，所得即为一体化封装基板。
在所述反光杯末端即过程d中所述热压后的LED封装电极5之间，用固晶胶(或银胶）将LED芯片6直接固定在金属上表面，用金丝或银丝7在所述LED芯片6与所述LED封装电极5之间形成电气连接，再用硅胶、荧光粉或远程荧光膜对其进行封装，或在上述LED封装电极5之间直接焊接免封装结构的LED器件。所述封装模块本体下表面12可以与散热器进行锡焊。用绝缘涂层或派瑞林涂层，对上述的制备好的LED照明模块进行二次电气保护处理。即制作完成一种LED封装模块。
按照该种方法制作的LED封装模块，具有：
A，热电分离，反光杯阵列+镜面金属基LED封装。
同时在LED封装电极上制备有达到良好的反光效用；
基于高导热、高反光镜面铝基上的反光杯阵列布置和热电分离设计，并通过支架电极（LED封装电极5）——在其上制备有可封装焊接的、可反光的镀银层，芯片6可直接被封装在高反光、高导热、带有光学设计功能的镜面金属杯底表面（末端4），在满足良好可靠的电气互联和绝缘保护的同时，具有良好的反光散热性能；
B，金属基电路板制备创新。
先成形、后贴合的电路板制备工艺创新，可以在上述镜面金属基封装支架上同时制备出电路结构，形成一种带有电路结构的镜面金属基封装支架；
C，免电路板、免SMT工艺。
利用本专利技术封装出来的LED功能模块，其上表面11已经预制和整合有LED导电电路，与传统的用SMT LED封装器件相比，在制备LED照明灯具时，不需要使用铝基电路板或其它类型的电路板，不需要用SMT设备进行贴片加工，和不需要该环节的其它材料；
D，金属焊接散热通道。
用该技术封装出来的LED照明模块，被应用于灯具产品时，其可焊性杯底（下表面12）与灯具的金属散热基板之间，可用低温锡焊技术形成良好的散热通路；与传统的用塑料和金属材料、以及陶瓷材料设计成的LED封装支架相比，能显著提升LED封装器件的光效和散热性能；
E，模块化。
本专利所提出的镜面金属电路结构的LED封装支架模块，可结合各类LED灯具的实际应用，被切割、拼接成相应的发光功率和尺寸形状，可用来制造各类LED照明灯具。

Claims (9)

1.一种LED封装模块的制作方法，其特征为：
a)在金属薄板上制作出若干向所述金属薄板下表面凹陷的阵列，所述每个凹陷都由侧壁及末端组成，所述侧壁及末端形成反光杯形状，所述金属薄板为封装模块本体；
b)将一种从上到下分别为镀银导体层、绝缘层和纯胶膜层的材料制成长条形导电电路以及十字型、T字型或一字型LED封装电极；
c)将预制成长条形导电电路以及所述LED封装电极的镀银导体层粘贴在定位转移膜预定的位置上，然后将所述定位转移膜覆盖在所述封装模块本体上表面，即所述纯胶膜层和所述封装模块本体上表面接触并粘接；
d)将所述定位转移膜上的长条形导电电路以及所述的LED封装电极热压并中温固化在所述封装模块本体上表面，且利用和所述封装模块本体上凹陷阵列相匹配的凸型模具，使LED封装电极分别折弯伸入并贴合于所述反光杯的末端，抛弃所述定位转移膜，所得即为一体化封装基板。
2.如权利要求1所述一种LED封装模块的制作方法，其特征为：所述过程a中的反光杯其纵截面为梯形或者抛物弧线杯状型。
3.如权利要求2所述一种LED封装模块的制作方法，其特征为：所述金属薄板材料为铝材或不锈钢，上表面已被加工成高反光镜面的金属薄板。
4.如权利要求3所述一种LED封装模块的制作方法，其特征为：所述镀银导体层为镀金或者镀镍导体层，所述绝缘层为胶粘层。
5.如权利要求4所述一种LED封装模块的制作方法，其特征为：所述过程c中的LED封装电极在所述定位转移膜上摆放时，互相之间预留0.5-5MM或以上的线宽间隔。
6.如权利要求5所述一种LED封装模块的制作方法，其特征为：所述过程a中的反光杯其纵截面为梯形或者抛物弧线杯状型。
7.如权利要求6所述一种LED封装模块的制作方法，其特征为：在所述反光杯末端即过程d中所述热压后的LED封装电极之间，用固晶胶将LED芯片直接固定在金属上表面，用金丝或银丝在所述LED芯片与所述LED封装电极之间形成电气连接，再用硅胶、荧光粉或远程荧光膜对其进行封装，或在上述LED封装电极之间直接焊接免封装结构的LED器件。
8.如权利要求7所述一种LED封装模块的制作方法，其特征为：所述封装模块本体下表面可以与散热器进行锡焊。
9.如权利要求8所述一种LED封装模块的制作方法，其特征为：用绝缘涂层对权利要求8中制备好的封装模块进行二次电气保护处理。
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