CN106449954A - 一种功率型led支架及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

为克服现有技术中LED支架加工困难、成本高的问题，本发明提供了一种功率型LED支架，包括陶瓷材质的基板和塑料材质的反射杯；所述基板上具有连接孔；所述反射杯底部形成有连接部，所述连接部填充于所述连接孔内。同时，本发明还公开了上述功率型LED支架的制备方法。本发明提供的功率型LED支架制备工艺简单，成本低，并且反射杯在基板上的结合强度高。

Description

一种功率型LED支架及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种功率型LED支架及其制备方法。
背景技术
随着发光二极管行业的飞速发展，发光二极管产业已进入大功率、高亮度的高速发展期。通常，功率型发光二极管指功率为0.5W以上的发光二极管，随着行业的发展，功率型发光二极管应用也越来越多。
但是由于LED产品聚光学、热学、电学、机械学于一身的产品，造成使用过程中也遇到很多技术问题需要解决，其中主要就是发光效率、散热问题，目前LED产品技术人员在其封装工艺上做了很多改进，使用陶瓷基板，增加基板的导热系数，减少热阻，从而提升LED产品的散热能力。目前平面结构陶瓷基板，缺少光反射杯，产品出光效率非常低，导致产品发光效率低；而采用高温烧结的碗杯陶瓷基板，工艺复杂，成本高，且陶瓷硬度高脆性大，导致后续切割工序困难。
为克服上述问题，现有技术中开发出一种LED支架，在陶瓷基板上具有与陶瓷基板一体的陶瓷反射杯，但是该结构的制作工艺复杂，成本高，且陶瓷硬度高脆性大，导致后续切割工序困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的LED支架加工困难、成本高的问题，提供一种功率型LED支架。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种功率型LED支架，包括陶瓷材质的基板和塑料材质的反射杯；所述基板上具有连接孔；所述反射杯底部形成有连接部，所述连接部填充于所述连接孔内。
同时，本发明还提供了上述功率型LED支架的制备方法，包括如下步骤：
S1、提供陶瓷材质的基板，所述基板上具有连接孔，所述连接孔从基板上表面延伸至所述基板内部或者所述连接孔贯穿所述基板；
S2、在所述基板上设置相互绝缘的第一电极和第二电极；
S3、在所述基板上表面形成塑料材质的反射杯，并且反射杯底部形成连接部，所述连接部至少部分填充于所述连接孔内。
本发明提供的功率型LED支架以陶瓷材料为基板，在基板上固定有塑料材质的反射杯，并且所述基板上具有连接孔；所述反射杯底部形成有连接部，所述连接部填充于所述连接孔内。该功率型LED支架可有效的聚光、出光，从而达到高光效性能。同时利用陶瓷的高导热性能，可达到高散热性能要求，降低产品芯片结温，提升产品寿命。并且，由于反射杯材质为塑料，其硬度低，易切割，可以有效改善后续切割工序的切割不良问题，利于提高生产良率，降低生产成本。另外，反射杯通过上述方式固定于基板上，利于保证反射杯在基板上的牢固固定，从而提升产品的可靠性。最提升产品的可靠性、寿命。
附图说明
图1是本发明第一种实施方式提供的功率型LED支架的剖面结构示意图；
图2是本发明第二种实施方式提供的功率型LED支架的剖面结构示意图；
图3是本发明第一种实施方式提供的功率型LED支架的制备过程中，开孔后得到的基板的剖面结构示意图；
图4是本发明第一种实施方式提供的功率型LED支架的制备过程中，在基板上形成导电线路后的剖面结构示意图；
图5是本发明第一种实施方式提供的功率型LED支架的制备过程中，注塑反射杯后得到的功率型LED支架的剖面结构示意图。
说明书附图中的附图标记如下：
10、基板；11、连接孔；12、第一导电孔；13、第二导电孔；
20、反射杯；21、连接部；
30、第一电极；
40、第二电极。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明提供的功率型LED支架包括陶瓷材质的基板和塑料材质的反射杯；所述基板上具有连接孔；所述反射杯底部形成有连接部，所述连接部填充于所述连接孔内。
其中，基板可采用常规的陶瓷材质基板，例如，具体可采用氧化铝或氮化铝陶瓷基板。
上述基板上还固定有塑料材质的反射杯。具体的，反射杯的材质可采用非透明的聚邻苯二酰胺、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、环氧塑封料中的一种或多种。
本发明中，为实现反射杯固定于基板上这一结构，具体的可采用如下结构：所述基板上开设有连接孔；所述连接孔沿竖直方向贯穿所述基板；所述反射杯底部形成有连接部，所述连接部填充于所述连接孔内，并且连接部底端位于基板下表面下方。此时，反射杯底部的连接部贯穿基板。
或者，反射杯固定于基板上的具体结构可以为：所述基板上表面内凹形成连接孔，所述连接孔为盲孔；所述反射杯底部形成有连接部，所述连接部填充于所述连接孔内。
上述反射杯的大致形状与现有的陶瓷反射杯类似，例如，在基板上，反射杯大体呈内凹的杯状，反射杯与基板上表面共同形成反射区。LED芯片固定于该反射区内的基板表面。
如现有技术中公知的，基板上同时还设置有电连接至LED芯片的正极和负极。本发明中，具体的，所述基板上还设置有相互绝缘的第一电极和第二电极；所述第一电极和第二电极均同时设置于基板的上下表面上。
上述第一电极没有限制，可以为正极或者负极，对应的，上述第二电极可以为负极或正极。
上述“第一电极和第二电极均同时设置于基板的上下表面上”这一结构可采用常规的各种设置方式，根据本发明，具体的，所述基板上还具有第一导电孔和第二导电孔；所述第一导电孔和第二导电孔均沿竖直方向贯穿所述基板；所述第一电极填充所述第一导电孔，并且从所述第一导电孔延伸至所述基板的上下表面上；所述第二电极填充所述第二导电孔，并且从所述第二导电孔延伸至所述基板的上下表面上。
同时，本发明还提供了上述功率型LED支架的制备方法，包括如下步骤：
S1、提供陶瓷材质的基板，所述基板上具有连接孔，所述连接孔从基板上表面延伸至所述基板内部或者所述连接孔贯穿所述基板；
S2、在所述基板上设置相互绝缘的第一电极和第二电极；
S3、在所述基板上表面形成塑料材质的反射杯，并且反射杯底部形成连接部，所述连接部至少部分填充于所述连接孔内。
根据本发明，首先，提供一具有连接孔的陶瓷材质的基板。如前所述，基板材质具体可采用氧化铝或氮化铝陶瓷。
其中，所述连接孔从基板上表面延伸至所述基板内部或者所述连接孔贯穿所述基板。
上述基板可通过镭射打孔或钻孔的方法在陶瓷裸板上形成连接孔而得到。
上述连接孔用于实现反射杯和基板的固定连接。具体的，上述连接孔沿竖直方向贯穿所述基板。
在获得上述基板后，如现有的，需在基板上设置相互绝缘的第一电极和第二电极。上述第一电极和第二电极的设置方式和结构可采用常规的，通常，第一电极和第二电极均同时设置于基板的上表面和下表面上。
本发明中，优选情况下，步骤S1中的基板上还具有第一导电孔和第二导电孔；所述第一导电孔和第二导电孔均贯穿所述基板，例如所述第一导电孔和第二导电孔均沿竖直方向贯穿所述基板。
如前所述，可通过镭射打孔或钻孔的方式在陶瓷裸板上形成所述第一导电孔和第二导电孔。
然后，在所述步骤S2中，设置第一电极和第二电极，使所述第一电极填充所述第一导电孔，并且从所述第一导电孔延伸至所述基板的上下表面上；所述第二电极填充所述第二导电孔，并且从所述第二导电孔延伸至所述基板的上下表面上。
具体的，在所述步骤S2中，可通过电镀金属或烧结金属的方式制备所述第一电极和第二电极。
上述通过电镀金属的方式制备第一电极和第二电极的具体方法可以为：首先，通过溅射或喷涂的方式在基板上形成一层导电金属膜；然后将上述具有导电金属膜的基板置于电镀液中进行电镀，在基板的第一导电孔和第二导电孔内形成电镀金属，控制电镀液和电镀工艺的具体参数，使基板表面形成的金属层达到所需厚度，并且使电镀金属填充第一导电孔和第二导电孔。再通过干膜或者湿膜工艺，制作金属线路图案，并蚀刻成型，得到第一电极和第二电极。
上述电镀过程中所采用的电镀液和具体的电镀工艺可采用本领域所常用的各种，本发明没有特殊限制。
通过烧结金属的方式制备所述第一电极和第二电极的具体方法可以为：通过印刷的方式，将金属膏状物印刷在基板上，形成所需的线图图案，此时，金属膏状物需填充满所述第一导电孔和第二导电孔。然后通过高温烧结热处理，将金属膏状物熔融，将金属线路图案成型，得到第一电极和第二电极。
根据本发明，可以理解的，在形成上述第一电极和第二电极时，需避免连接孔被填充或封堵。
如步骤S3，在基板上形成第一电极和第二电极后，再在所述基板上表面形成塑料材质的反射杯，使反射杯底部形成连接部，所述连接部至少填充于所述连接孔内。
根据本发明，可通过模压或者注塑的方法制备所述反射杯。模压或注塑方式可以采用本领域所常用的各种方法，本发明中没有特殊限制。模压或注塑时采用的材质可以为聚邻苯二酰胺、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、环氧塑封料中的一种或多种。
上述聚邻苯二酰胺、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、环氧塑封料均为现有技术中所公知的材料，例如，聚邻苯二酰胺(简称PPA)树脂是以对苯二甲酸或邻苯二甲酸为原料的半芳香族聚酰胺。矿物填料级PPA用于反光表面和镀金属方面的用途，包括汽车前灯、装饰用管件和硬件。
聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯简称PCT，也称聚对苯二甲酸环己撑二亚甲基酯树脂。PCT树脂是一种耐高温、半结晶型的热塑性塑料，系聚酯家族又一新品。
环氧塑封料(Epoxy Molding Compound，简称EMC)，是由环氧树脂为基体树脂，以高性能酚醛树脂为固化剂，加入硅微粉等为填料，以及添加多种助剂混配而成的粉状模塑料。
通过注塑或模压的方式，使塑料填充连接孔，在反射杯底部形成连接部，实现反射杯在基板上的固定。可以理解的，如前所述，当连接孔贯穿基板时，连接部填充于所述连接孔内，并且连接部底端位于基板下表面下方。当连接孔为从基板表面内凹的盲孔时，连接部填充于所述连接孔内。
图1示出了本发明提供的功率型LED支架的第一种实施方式的具体结构。
具体的，陶瓷材质的基板10上沿竖直方向开设有连接孔11，连接孔11贯穿基板10。同时，基板10上还沿竖直方向开设有贯穿基板10的第一导电孔12和第二导电孔13。
塑料材质的反射杯20设置于基板10上表面，反射杯20底部具有向下延伸的连接部21。连接部21填充于上述基板10上的连接孔11内，并且连接部21的底端延伸至基板10的下表面下方。反射杯20截面为梯形，反射杯20与基板10配合，在基板10上表面形成内凹的杯状反射区。
第一电极30填充于第一导电孔12内，并且从第一导电孔12的上下两端延伸至基板10的上表面和下表面上，同时沿基板10的上表面和下表面延伸。同样的，第二电极40填充于第二导电孔13内，并且从第二导电孔13的上下两端延伸至基板10的上表面和下表面上，同时沿基板10的上表面和下表面延伸。第一电极30和第二电极40相互分离，二者绝缘。
第一电极30和第二电极40位于基板10上表面的部分均为与上述反射区内。
图2示出了本发明提供的功率型LED支架的第二种实施方式的具体结构。
在该实施方式中，功率型LED支架的结构与图1所示的结构基本相同，区别在于基板10上的连接孔11从基板10上表面延伸至基本内部，并未贯穿基板10。并且反射杯20底部的连接部21仅填充于该连接孔11内，并未延伸至基板10下方。
图3-图5示出了图1所示的功率型LED支架的制备方法。
首先，如图3所示，通过镭射的方式，沿竖直方向在陶瓷裸板上钻孔，形成连接孔11、第一导电孔12和第二导电孔13，得到基板10。其中，第一导电孔12和第二导电孔13位于连接孔11内侧。
参见图4，在基板10上通过烧结金属的方式在基板10上制备第一电极30和第二电极40。所述第一电极30填充所述第一导电孔12，并且从所述第一导电孔12延伸至所述基板10的上下表面上；所述第二电极40填充所述第二导电孔13，并且从所述第二导电孔13延伸至所述基板10的上下表面上。同时，第一电极30和第二电极40位于连接孔11内侧。
参见图5，在连接孔11所在位置，通过注塑方式在具有第一电极30和第二电极40的基板10上形成反射杯20，反射杯20位于连接孔11上，在注塑过程中，熔融的树脂进入连接孔11并填充连接孔11，并进一步延伸至基板10下表面。树脂固化后形成固定于基板10上的反射杯20。
本发明提供的功率型LED支架以陶瓷材料为基板10，并在基板10上固定有塑料材质的反射杯20，该功率型LED支架可有效的聚光、出光，从而达到高光效性能。同时利用陶瓷的高导热性能，可达到高散热性能要求，降低产品芯片结温，提升产品寿命。并且，由于反射杯20材质为塑料，其硬度低，易切割，可以有效改善后续切割工序的切割不良问题，利于提高生产良率，降低生产成本。另外，反射杯20固定于基板10上，利于保证反射杯20在基板10上的牢固固定，从而提升产品的可靠性。最提升产品的可靠性、寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率型LED支架，其特征在于，包括陶瓷材质的基板和塑料材质的反射杯；
所述基板上具有连接孔；所述反射杯底部形成有连接部，所述连接部填充于所述连接孔内。
2.根据权利要求1所述的功率型LED支架，其特征在于，所述连接孔沿竖直方向贯穿所述基板；
所述连接部填充于所述连接孔内，并且连接部底端位于基板下表面下方。
3.根据权利要求1所述的功率型LED支架，其特征在于，所述连接孔为盲孔。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的功率型LED支架，其特征在于，所述基板上还设置有相互绝缘的第一电极和第二电极；所述第一电极和第二电极均同时设置于基板的上下表面上。
5.根据权利要求4所述的功率型LED支架，其特征在于，所述基板上还具有第一导电孔和第二导电孔；所述第一导电孔和第二导电孔均沿竖直方向贯穿所述基板；
所述第一电极填充所述第一导电孔，并且从所述第一导电孔延伸至所述基板的上下表面上；
所述第二电极填充所述第二导电孔，并且从所述第二导电孔延伸至所述基板的上下表面上。
6.根据权利要求1-3、5中任意一项所述的功率型LED支架，其特征在于，所述基板的材质选自氧化铝或氮化铝；所述反射杯的材质选自聚邻苯二酰胺、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、环氧塑封料中的一种或多种。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的功率型LED支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、提供陶瓷材质的基板，所述基板上具有连接孔，所述连接孔从基板上表面延伸至所述基板内部或者所述连接孔贯穿所述基板；
S2、在所述基板上设置相互绝缘的第一电极和第二电极；
S3、在所述基板上表面形成塑料材质的反射杯，并且反射杯底部形成连接部，所述连接部至少部分填充于所述连接孔内。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述基板上还具有第一导电孔和第二导电孔；所述第一导电孔和第二导电孔均沿竖直方向贯穿所述基板；
所述步骤S2中，所述第一电极填充所述第一导电孔，并且从所述第一导电孔延伸至所述基板的上下表面上；
所述第二电极填充所述第二导电孔，并且从所述第二导电孔延伸至所述基板的上下表面上。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过镭射打孔的方法在陶瓷裸板上形成连接孔，得到所述基板；通过镭射打孔的方法在陶瓷裸板上形成所述第一导电孔和第二导电孔；
通过电镀金属或烧结金属的方式制备所述第一电极和第二电极；
所述步骤S3中，通过模压或者注塑的方法制备所述反射杯。
10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述基板的材质选自氧化铝或氮化铝；所述反射杯的材质选自聚邻苯二酰胺、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、环氧塑封料中的一种或多种。
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