CN104763902A - 一种高可靠性的led光源模组及其制造方法 - Google Patents

一种高可靠性的led光源模组及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高可靠性的LED光源模组及其制造方法，包括发光源和导热座，发光源通过导热层一焊接在基板上，基板通过导热层二焊接在导热座端面上，导热层一和导热层二采用金锡合金材料。本发明采用金锡合金材料将焊接发光源与基板和基板与导热座间焊接在一起，实现了结构间的零距离接触，锡的导热系数比硅脂导热系数高出60倍，基板采用铜基板，铜线路板的导热系数为401w/mk，LED光源产生的热快速传导到散热体，无热堆积现像，减少了光衰，基板与散热体焊接成一体，产品的寿命和性能得到了保证，通过烧焊制得LED光源模组，制造方法简单，产品可靠性高，制造效率高，并且具有结构简单紧凑、稳定、经济性好的特点。

Description

一种高可靠性的LED光源模组及其制造方法
技术领域
本发明专利涉及一种高可靠性的LED光源模组，还涉及一种高可靠性的LED光源模组的制造方法，属于LED技术领域。
背景技术
现有的LED光源模组的发光源与基板和基板与导热座间采用导热硅胶/脂进行传热，导热硅胶/脂的导热系数在0.8~3w/mk（一般采购用1.0左右的系数，3.0成本太高），因中间隔了一层导热硅脂，LED产生的热不能即时传导到散热体上面，从而形成热堆积，LED表面温度过高，造成光衰严重，另外导热硅脂里面的硅油经过不断地热与冷工作后慢慢挥发掉，导致硅脂由膏状变成粉状，完全失去了导热功能使传导恶化，最后光衰严重或者光源坏死。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种高可靠性的LED光源模组及其制造方法，简单，散热快，光衰小，产品性能好，寿命长，制造方法简单，操作方便，方法可靠，制造效率高，以克服现有技术问题的不足。
本发明采取的技术方案为：一种高可靠性的LED光源模组结构，包括发光源和导热座，所述发光源通过焊料加热后形成的导热层一焊接在基板上，所述基板通过焊料加热后形成的导热层二焊接在导热座端面上。
优选的，上述导热层一和导热层二厚度为0.1~0.3mm，能够通过链式烧结炉加工实现，工艺稳定，成本低。
优选的，上述焊料采用金锡合金焊料，锡的导热系数为67w/mk，比硅脂导热系数高出60倍，能够起到更好的散热效果。
优选的，上述导热座与导热层二接触表面间设置排气槽，排气槽能够保证导热层二的焊料焊接时产生的气体顺利排出，防止空洞产生，并且增大接触面积，提高散热效果。
优选的，上述排气槽采用V字型，通过铣削而成，易于制造，上端宽度0.8~1mm，深度0.30~0.5mm，长度大于导热层二在槽方向上的长度，能够顺利的保证气体的排出。
优选的，上述导热座上设置有散热结构，更利于散热，散热效果更显著。
优选的，上述基板采用铜基板，铜基板的导热系数为401w/mk，LED光源产生的热快速传导到散热体，无热堆积现像，减少了光衰，保证了光源模组的使用寿命。
优选的，上述导热座采用铝合金，材料价格便宜，易加工，散热效果好。
优选的，上述基板最少设置一块，带有发光源的基板可并联连接多块在导热座上，从而让基板结构紧凑，实现同一系列、不同功率产品的生产。
一种高可靠性的LED光源模组的制造方法，包括以下步骤：
（1）基板印焊料：将基板固定在印刷台上，调节钢网位置，让钢网漏孔与基板焊点重合，用刮刀将焊料膏均匀刮过漏孔区域，基板焊点均匀涂上焊料膏；
（2）贴LED灯珠：将LED灯珠放置焊点上的焊料膏上，灯珠正负极方向与基板线路走向一致；
（3）导热座印焊料：用钢网将导热座放置基板位置处底面均匀印刷焊料膏，焊料膏厚度0.2mm~0.4mm；
（4）将贴好LED灯珠的基板放置在涂好焊料膏的导热座放置基板位置处；
（5）烧焊光源模组：烧焊前设定链式烧结炉烧焊温度和链速，对链式烧结炉面板上六个温区设定温度，温区一温度315~325摄氏度，温区二温度215~225摄氏度，温区三温度178~188摄氏度，温区四温度188~198摄氏度，温区五温度145~155摄氏度，温区六温度115~125摄氏度，并合上“加热开”键，设定带动链传动的电机转速为1470~1530r/min，合上“链带开”键，链式烧结炉炉体温度恒温15min后将导热座放置在链带上，保持导热座与导热座间间距为50mm；
（6）将焊接后的导热座出炉后自动传送到冷却传送带上冷却，并传送到测试区域进行性能测试。
优选的，上述步骤（5）中链式烧结炉内在烧焊过程中充入氮-氢气混合保护气体，防止导热座和基板加热工程中氧化。
优选的，上述步骤（5）中启动链式烧结炉时同时启动冷却传送带电源，传送速度与烧焊链速相同，开启冷却风扇开关。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明采用焊接材料将发光源与基板和基板与导热座间焊接在一起，让发光源与基板和基板与导热座间连成一体，零距离接触，导热性能大大提高，锡的导热系数为67w/mk，比硅脂导热系数高出60倍，基板采用铜基板，铜基板的导热系数为401w/mk，LED光源产生的热快速传导到散热体，无热堆积现像，减少了光衰，基板与散热体焊接成一体，散热效果显著，产品的寿命和性能得到了保证，设置排气槽，保证导热层二的焊料焊接时产生的气体顺利排出，防止空洞产生，并且增大接触面积，提高散热效果，通过烧焊的方法制得LED光源模组，制造方法简单，产品可靠性高，制造效率高，有效解决了现有技术中存在的散热效果不好、产品性能差、寿命短的问题，并且具有结构简单紧凑、稳定、经济性好的特点。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图；
图2为本发明的散热片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍。
如图1~图2所示，一种高可靠性的LED光源模组结构，包括发光源1和散热器3，发光源1采用LED灯珠发光模组，通过焊料加热后形成的导热层一2焊接在基板3上，基板3采用铜基板，通过焊料加热后形成的导热层二4焊接在导热座5端面上，导热座5采用铝合金，导热层一2和导热层二4厚度为0.1~0.3mm，焊料采用金锡焊接材料，采用焊料将发光源与基板和基板与导热座间焊接在一起，让发光源与基板和基板与导热座间连成一体，零距离接触，导热性能大大提高，锡的导热系数为67w/mk，比硅脂导热系数高出60倍，基板采用铜基板，铜基板的导热系数为401w/mk，LED光源产生的热快速传导到散热体，无热堆积现像，减少了光衰，基板与散热体焊接成一体，产品的寿命和性能得到了保证，有效解决了现有技术中存在的散热效果不好、产品性能差、寿命短的问题，并且具有结构简单紧凑、稳定、经济性好的特点。
优选的，上述导热座5与导热层二4接触表面间设置排气槽6，排气槽6能够保证导热层二4的焊料焊接时产生的气体顺利排出，防止空洞产生，并且增大接触面积，提高散热效果，排气槽6采用V字型，通过铣削而成，易于制造，上端宽度0.8~1mm，深度0.3~0.5mm，长度大于导热层二4在槽方向上的长度，能够顺利的保证气体的排出。
优选的，上述导热座5上设置有散热结构，散热结构可采用梳状结构的散热片，如图2所示，成倒“V”字型，两边低，中间高，利于空气对流，散热效果更佳。
优选的，上述基板3最少设置一块，带有发光源1的基板3可并联连接多块在导热座5上，从而让基板结构紧凑，利于加工制作。
实施例1：一种高可靠性的LED光源模组的制造方法，包括以下步骤：
（1）铜基板印金锡合金焊料：将铜基板固定在印刷台上，调节钢网位置，让钢网漏孔与铜基板焊点重合，用刮刀将金锡合金焊料膏均匀刮过漏孔区域，铜基板焊点均匀涂上金锡合金焊料膏；
（2）贴LED灯珠：将LED灯珠放置焊点上的金锡合金焊料膏上，灯珠正负极方向与铜基板线路走向一致；
（3）导热座印金锡合金焊料：用钢网将导热座放置铜基板位置处底面均匀印刷金锡合金焊料膏，金锡合金焊料膏厚度0.2mm~0.4mm；
（4）将贴好LED灯珠的铜基板放置在涂好金锡合金焊料膏的导热座放置铜基板位置处；
（5）烧焊光源模组：烧焊前设定链式烧结炉烧焊温度和链速，对链式烧结炉面板上六个温区设定温度，温区一温度315~325摄氏度，温区二温度215~225摄氏度，温区三温度178~188摄氏度，温区四温度188~198摄氏度，温区五温度145~155摄氏度，温区六温度115~125摄氏度，并合上“加热开”键，设定带动链传动的电机转速为1470~1530r/min，合上“链带开”键，烧结炉内充入氮-氢气混合保护气体，防止导热座和铜基板加热工程中氧化，链式烧结炉炉体温度恒温15min后将导热座放置在链带上，保持导热座与导热座间间距为50mm，启动链式烧结炉时同时启动冷却传送带电源，传送速度与烧焊链速相同，开启冷却风扇开关；
（6）将焊接后的导热座出炉后自动传送到冷却传送带上冷却，并传送到测试区域进行性能测试。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高可靠性的LED光源模组结构，包括发光源（1）和导热座（5），其特征在于：所述发光源（1）通过焊料加热后形成的导热层一（2）焊接在基板（3）上，所述基板（3）通过焊料加热后形成的导热层二（4）焊接在导热座（5）端面上。
2.根据权利要求1所述的一种高可靠性的LED光源模组，其特征在于：所述导热层一（2）和导热层二（4）厚度为0.1~0.3mm。
3.根据权利要求2所述的一种高可靠性的LED光源模组，其特征在于：所述焊料采用金锡合金焊料。
4.根据权利要求1所述的一种高可靠性的LED光源模组，其特征在于：所述导热座（5）与导热层二（4）接触表面间设置排气槽（6）。
5.根据权利要求4所述的一种高可靠性的LED光源模组结构，其特征在于：所述排气槽（6）采用V字型，上端宽度0.8~1mm，深度0.3~0.5mm，长度大于导热层二（4）在槽方向上的长度。
6.根据权利要求1所述的一种高可靠性的LED光源模组，其特征在于：所述基板（3）采用铜基板。
7.根据权利要求1所述的一种高可靠性的LED光源模组，其特征在于：所述基板（3）最少设置一块。
8.根据权利要求1~7中任一所述的一种高可靠性的LED光源模组的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）基板印焊料：将基板固定在印刷台上，调节钢网位置，让钢网漏孔与基板焊点重合，用刮刀将焊料膏均匀刮过漏孔区域，基板焊点均匀涂上焊料膏；
（2）贴LED灯珠：将LED灯珠放置焊点上的焊料膏上，灯珠正负极方向与基板线路走向一致；
（3）导热座印焊料：用钢网将导热座放置基板位置处底面均匀印刷焊料膏，焊料膏厚度0.2mm~0.4mm；
（4）将贴好LED灯珠的基板放置在涂好焊料膏的导热座放置基板位置处；
（5）烧焊光源模组：烧焊前设定链式烧结炉烧焊温度和链速，对链式烧结炉面板上六个温区设定温度，温区一温度315~325摄氏度，温区二温度215~225摄氏度，温区三温度178~188摄氏度，温区四温度188~198摄氏度，温区五温度145~155摄氏度，温区六温度115~125摄氏度，并合上“加热开”键，设定链速为1470~1530 r/min，合上“链带开”键，链式烧结炉炉体温度恒温15min后将导热座放置在链带上，保持导热座与导热座间间距为50mm；
（6）将焊接后的导热座出炉后自动传送到冷却传送带上冷却，并传送到测试区域进行性能测试。
9.根据权利要求8所述的一种高可靠性的LED光源模组的制造方法，其特征在于：所述步骤（5）中链式烧结炉内在烧焊过程中充入氮-氢气混合气体。
10.根据权利要求8所述的一种高可靠性的LED光源模组的制造方法，其特征在于：所述步骤（5）中启动链式烧结炉时同时启动冷却传送带电源，传送速度与烧焊链速相同，开启冷却风扇开关。
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