CN106838642A - 一种led贴片光源 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LED贴片光源，包括柔性可挠曲的PCB板，所述PCB板的长度为150mm‑300mm，所述PCB板的宽度为3mm‑8mm；所述PCB板包括绝缘层和散热层，所述绝缘层由陶瓷浆料烧结形成，所述散热层为柔性铝箔，所述柔性铝箔的厚度为0.1‑0.6mm；所述LED贴片光源的制备方法包括下述步骤：(1)清洗(2)固晶(3)焊线(4)围坝(5)匀点胶粉，得到LED贴片光源。本发明解决了硬基陶瓷基PCB铝基板可塑性差，柔性可挠曲时易发生断裂的问题。本发明制备PCB基板的方法简单，制备效率高。制作的LED贴片光源性能稳定，寿命长。

Description

一种LED贴片光源

技术领域

本发明属于LED照明技术领域，具体涉及一种LED贴片光源。

背景技术

PCB板又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。它的发明大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。

传统的PCB板包括以环氧树脂基为代表的有机类复合材料基板和以铝基板为代表的无机类复合材料基板。但是，以环氧树脂为代表的有机类复合材料基板导热性能差、比较脆和可塑封性差，制约了PCB板在大功率复杂集成电路中的应用，而以铝基板为代表的无机类复合材料基板导热性不理想、可塑性较差、散热层表面粗糙毛刺多，不够轻薄、贴附困难等问题。

随着技术的发展，研究人员发现，陶瓷材料具有高的导热、散热，耐高压、耐高温、耐老化。陶瓷基PCB铝基板，不仅具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力,目前正逐步成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料，广泛应用于大功率电力半导体模块、汽车电子、智能功率等领域。然而，硬基陶瓷基PCB铝基板可塑性差，柔性可挠曲时易发生断裂，影响材料的性能。

现如今，因LED以其发光效率高、能耗低、使用寿命长、有利于环保等优势，已逐渐成为日常生活的主要照明手段。

现有技术领域中，可挠曲的柔性光源因其可以弯曲，卷绕可随意伸缩不易折断等优异的物理特性能更加广泛的运用于照明领域。但现有的柔性光源主要采用FPC材质基板套插硬质的陶瓷PCB电路板，导热效率低，散热效果不佳，透光度不够,发光单一，加工复杂，成本高等。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种LED贴片光源，采用柔性可挠曲的PCB板，能够解决硬基陶瓷基PCB铝基板可塑性差，柔性可挠曲时易发生断裂的问题，具有高导热/散热性、耐腐蚀以及优异的绕曲，卷绕性能，同时贴片光源的热传导率高，可弯曲折绕，增强立体感，形成COB光源360°全角度发光且不漏蓝光，节约成本，封装简便，大大延长使用寿命。

本发明是这样实现的：

一种LED贴片光源，包括柔性可挠曲的PCB板，

所述PCB板的长度为150mm-300mm，所述PCB板的宽度为3mm-8mm；

所述PCB板包括绝缘层和散热层，

所述绝缘层由陶瓷浆料烧结形成，

所述散热层为柔性铝箔，所述柔性铝箔的厚度为0.1-0.6mm；

所述LED贴片光源的制备方法包括下述步骤：

(1)清洗：使用自动擦板机对柔性可挠曲的PCB板进行除尘和除油处理，

(2)固晶：使用自动固晶机，将芯片通过银胶固定在柔性可挠曲的PCB板，然后将固好芯片的柔性可挠曲的PCB板放入烘箱中对银胶进行固化，固化温度为130-150℃，固化时间为60-90分钟，

(3)焊线：使用超声波焊接设备将金丝一端焊接在柔性可挠曲的PCB板的连接点上，再将另一端焊接在芯片连接点上，

(4)围坝：使用围坝点胶机将中温围坝胶点胶在芯片外围，然后将围坝好的柔性可挠曲的PCB板放入烘箱烘烤，烘烤温度为150-180℃，烘烤时间为90-120分钟，

(5)匀点胶粉：将黄光荧光粉与透明有机硅胶按重量份比为1:18进行混合，并放入抽真空设备将搅拌产生的气泡抽出，然后使用自动点胶机将混合好的荧光硅胶平铺在柔性可挠曲的PCB板的围坝面积内的芯片上，然后放入烘箱中固化，固化温度为120-150℃，固化时间为150-180分钟，得到LED贴片光源。

优选地，所述陶瓷浆料包括下述组分：

70-80重量份的陶瓷粉，

10-15重量份的粘接剂，

0.8-1重量份的分散剂，

0.8-1重量份的消泡剂，

0.8-1重量份的偶联剂，

1.5-2重量份的固化剂。

优选地，所述陶瓷粉为氧化铝陶瓷粉，所述粘接剂为双酚A型环氧树脂。

优选地，所述分散剂为醇类、酮类和酯类中的一种或几种。

优选地，所述消泡剂为聚醚类消泡剂和/或有机硅类消泡剂。

优选地，所述偶联剂为KH560、KH570和KH550中的一种或几种。

优选地，所述固化剂为苯胺类、咪唑类或酸酐类。

优选地，所述PCB板的制备方法包括以下步骤：

S1：陶瓷粉体制备：

S11：将氧化铝陶瓷粉加入水溶剂，球磨，得到浆液，

S12：将浆液过滤除水，冷冻干燥，得到陶瓷粉体，

S2：陶瓷浆料制备：将陶瓷粉体、粘接剂、分散剂、消泡剂、偶联剂和固化剂放入形星机中混合，后转至超声搅拌釜中搅拌，制得陶瓷浆料，

S3：涂板：用碱性金属清洗液在压力为800psi下高压雾化清洁铝箔表面，再进行清水清洗，之后干燥除水，得到预处理铝箔，将陶瓷浆料灌入自动涂布机，并将预处理铝箔放入自动涂布机进行自动涂覆，

S4：烧结：涂覆后的预处理铝箔放入烘箱中烧结，得到烧结好的PCB板。

优选地，步骤S11中所述球磨时间为3-10小时，

步骤S12中所述冷冻干燥时间至少为24小时，

步骤S2中所述混合时间为5-10小时，所述搅拌时间为1-2小时，所述陶瓷粉体的粒径为1-10um，所述陶瓷粉体的含水量小于1％，

步骤S4中所述烧结的温度为200±20℃。

烧结时间为4-6小时。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)选用可挠曲高导热散热复合陶瓷铝箔，电绝缘性能稳定，构造新型热通道，热传导率高，耐腐蚀性好，使得光源在工作中产生的多余的热量有效的进行传导，延长光源的使用寿命；

(2)选用新型复合陶瓷散热PCB板电路，柔性且可弯曲，增加立体感，立体型COB光源封装，提高光源光效，360°全方位发光；

(3)选用高压芯片封装，减少了芯片数量，简化了电路板内电路布局，提高了可靠性，并且高压芯片采用环形封装方式，减少了实际封装面积，提升了材料利用率，节约了生产成本。

附图说明

图1是LED贴片光源示意图。

图2是柔性可挠曲的PCB板的弯曲形式之一。

图3是柔性可挠曲的PCB板的弯曲形式之二

所有附图中的标记如下：

1-柔性铝箔基板，2-复合陶瓷绝缘层，3-芯片。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的部件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

对于本领域的技术人员而言，应当清楚本申请中提及的“前、后、上、下、左、右”等方向用词仅是为了能够更直观地解释本发明，因此在文中的上述的方向用词并不构成对本发明的保护范围的限制。

如图1、图2和图3所示，LED贴片光源，包括依次设置的柔性铝箔基板1、复合陶瓷绝缘层2和芯片3。优选柔性铝箔基板的厚度为0.1-0.6mm。柔性铝箔基板制成的PCB板可以变形为如图2和图3所示的形状，也可以根据实际需要变形为其他形状。复合陶瓷绝缘层2也可以由其他绝缘材料制成，制备的方法不局限于烧结。芯片3为蓝光高压封装芯片(两个以上串联PN结芯片)，减少了芯片数量，简化了电路板的内电路布局，提高了可靠性。

实施例1

陶瓷浆料包括下述组分：

80重量份的氧化铝陶瓷粉，

15重量份的双酚A型环氧树脂，

1重量份的丙酮，

1重量份的聚醚类消泡剂，

1重量份的KH570偶联剂，

2重量份的苯胺固化剂。

S1：陶瓷粉体制备：

S11：选取粒径D50数值为20um氧化铝陶瓷粉加入水溶剂，球磨5小时得到的浆液，

S12：将浆液过滤除水后进行冷冻干燥24小时，得到D50数值为5um含水量低于1％的陶瓷粉体，

S2：陶瓷浆料制备：称取80重量份的氧化铝陶瓷粉、15重量份的双酚A型环氧树脂、1重量份的丙酮、1重量份的聚醚类消泡剂、1重量份的KH570偶联剂和2重量份的苯胺固化剂放入形星机常温混合8小时，再转至超声搅拌釜中搅拌2小时，制得陶瓷浆料，

S3：涂板：选取0.3mm厚铝箔基板，利用碱性金属清洗液在压力为800psi下高压雾化对铝箔表面清洁，清水清洗之后再干燥除水，得预处理铝箔，将陶瓷浆料灌入自动涂布机，放入预处理铝箔进行自动涂覆，

S4：烧结：将涂覆后的铝箔放进200℃烘箱中烧结5小时，得到烧结好的PCB板。

得到的厚度为0.3mm，金属基为铝基的可挠曲的复合陶瓷散热PCB板。

在此基础上，制造LED贴片光源，

LED贴片光源的制备方法如下：

(1)清洗：选用长度为150mm、宽度为3mm的PCB板，使用自动擦板机对柔性可挠曲的PCB板进行除尘和除油处理，

(2)固晶：使用自动固晶机，将芯片通过银胶固定在柔性可挠曲的PCB板，然后将固好芯片的柔性可挠曲的PCB板放入烘箱中对银胶进行固化，固化温度为130℃，固化时间为60分钟，

(3)焊线：使用超声波焊接设备将金丝一端焊接在柔性可挠曲的PCB板的连接点上，再将另一端焊接在芯片连接点上，

(4)围坝：使用围坝点胶机将中温围坝胶点胶在芯片外围，然后将围坝好的柔性可挠曲的PCB板放入烘箱烘烤，烘烤温度为150℃，烘烤时间为90分钟，

(5)匀点胶粉：将黄光荧光粉与透明有机硅胶按重量份比为1:18进行混合，并放入抽真空设备将搅拌产生的气泡抽出，然后使用自动点胶机将混合好的荧光硅胶平铺在柔性可挠曲的PCB板的围坝面积内的芯片上，然后放入烘箱中固化，固化温度为120℃，固化时间为150分钟，得到LED贴片光源。

测试性能：

柔性可挠曲的PCB板导热系数：8-10W/(m·K)；

柔性可挠曲的PCB板耐电压：5000V；

光效：105.53LM/W

光通量：566.5LM。

实施例2

陶瓷浆料包括下述组分：

70重量份的氧化铝陶瓷粉，

10重量份的双酚A型环氧树脂，

0.8重量份的乙酸乙酯，

0.8重量份的有机硅类消泡剂，

0.8重量份的KH560偶联剂，

1.5重量份的酸酐类固化剂。

S1：陶瓷粉体制备：

S11：选取粒径D50数值为20um氧化铝陶瓷粉加入水溶剂，球磨5小时得到的浆液，

S12：将浆液过滤除水后进行冷冻干燥24小时，得到D50数值为5um含水量低于1％的陶瓷粉体，

S2：陶瓷浆料制备：称取70重量份的氧化铝陶瓷粉、10重量份的双酚A型环氧树脂、0.8重量份的乙酸乙酯、0.8重量份的有机硅类消泡剂、0.8重量份的KH560偶联剂和1.5重量份的酸酐类固化剂放入形星机常温混合8小时，再转至超声搅拌釜中搅拌2小时，制得陶瓷浆料，

S1：陶瓷粉体制备：

S11：选取粒径D50数值为20um氧化铝陶瓷粉加入水溶剂，球磨10小时得到的浆液，

S12：将浆液过滤除水后进行冷冻干燥24小时，得到D50数值为2um含水量低于1％的

陶瓷粉体，

S2：陶瓷浆料制备：称取氧化铝陶瓷粉、粘接剂、分散剂、消泡剂、偶联剂、固化剂放入形星机常温混合10小时，再转至超声搅拌釜中搅拌2小时，制得陶瓷浆料，

S3：涂板：选取0.5mm厚铝箔，利用碱性金属清洗液在压力为800psi下高压雾化对铝箔表面清洁，清水清洗之后再干燥除水，得预处理铝箔；将陶瓷浆料灌入自动涂布机，放入预处理铝箔进行自动涂覆。

S4：烧结：将涂覆后的铝箔放进200℃烘箱中烧结5小时，制得烧结好的PCB板。

得到的厚度为5mm，金属基为铝基的表面覆铜柔性可挠曲的复合陶瓷散热PCB基板。

在此基础上，制造LED贴片光源，

LED贴片光源的制备方法如下：

(1)清洗：选用长度为300mm、宽度为8mm的PCB板，使用自动擦板机对柔性可挠曲的PCB板进行除尘和除油处理，

(2)固晶：使用自动固晶机，将芯片通过银胶固定在柔性可挠曲的PCB板，然后将固好芯片的柔性可挠曲的PCB板放入烘箱中对银胶进行固化，固化温度为150℃，固化时间为90分钟，

(3)焊线：使用超声波焊接设备将金丝一端焊接在柔性可挠曲的PCB板的连接点上，再将另一端焊接在芯片连接点上，

(4)围坝：使用围坝点胶机将中温围坝胶点胶在芯片外围，然后将围坝好的柔性可挠曲的PCB板放入烘箱烘烤，烘烤温度为180℃，烘烤时间为120分钟，

(5)匀点胶粉：将黄光荧光粉与透明有机硅胶按重量份比为1:18进行混合，并放入抽真空设备将搅拌产生的气泡抽出，然后使用自动点胶机将混合好的荧光硅胶平铺在柔性可挠曲的PCB板的围坝面积内的芯片上，然后放入烘箱中固化，固化温度为150℃，固化时间为180分钟，得到LED贴片光源。

测试性能：

柔性可挠曲的PCB板导热系数：8-10W/(m·K)；

柔性可挠曲的PCB板耐电压：5000V；

光效：105.53LM/W

光通量：566.5LM。

与现有技术相比，本发明解决了LED贴片光源中硬基陶瓷基PCB铝基板可塑性差，柔性可挠曲时易发生断裂的问题。本发明制备PCB板的方法简单，制备效率高。制作的LED贴片光源性能稳定，寿命长。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种LED贴片光源，其特征在于：包括柔性可挠曲的PCB板，

所述PCB板的长度为150mm-300mm，所述PCB板的宽度为3mm-8mm；

所述PCB板包括绝缘层和散热层，

所述绝缘层由陶瓷浆料烧结形成，

所述散热层为柔性铝箔，所述柔性铝箔的厚度为0.1-0.6mm；

所述LED贴片光源的制备方法包括下述步骤：

(1)清洗：使用自动擦板机对柔性可挠曲的PCB板进行除尘和除油处理，

(2)固晶：使用自动固晶机，将芯片通过银胶固定在柔性可挠曲的PCB板，然后将固好芯片的柔性可挠曲的PCB板放入烘箱中对银胶进行固化，固化温度为130-150℃，固化时间为60-90分钟，

(3)焊线：使用超声波焊接设备将金丝一端焊接在柔性可挠曲的PCB板的连接点上，再将另一端焊接在芯片连接点上，

(4)围坝：使用围坝点胶机将中温围坝胶点胶在芯片外围，然后将围坝好的柔性可挠曲的PCB板放入烘箱烘烤，烘烤温度为150-180℃，烘烤时间为90-120分钟，

(5)匀点胶粉：将黄光荧光粉与透明有机硅胶按重量份比为1:18进行混合，并放入抽真空设备将搅拌产生的气泡抽出，然后使用自动点胶机将混合好的荧光硅胶平铺在柔性可挠曲的PCB板的围坝面积内的芯片上，然后放入烘箱中固化，固化温度为120-150℃，固化时间为150-180分钟，得到LED贴片光源。

2.根据权利要求1所述的LED贴片光源，其特征在于：

所述陶瓷浆料包括下述组分：

70-80重量份的陶瓷粉，

10-15重量份的粘接剂，

0.8-1重量份的分散剂，

0.8-1重量份的消泡剂，

0.8-1重量份的偶联剂，

1.5-2重量份的固化剂。

3.根据权利要求2所述的LED贴片光源，其特征在于：所述陶瓷粉为氧化铝陶瓷粉，所述粘接剂为双酚A型环氧树脂。

4.根据权利要求2所述的柔性可挠曲的PCB板，其特征在于：所述分散剂为醇类、酮类和酯类中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述的柔性可挠曲的PCB板，其特征在于：所述消泡剂为聚醚类消泡剂和/或有机硅类消泡剂。

6.根据权利要求2所述的柔性可挠曲的PCB板，其特征在于：所述偶联剂为KH560、KH570和KH550中的一种或几种。

7.根据权利要求2所述的柔性可挠曲的PCB板，其特征在于：所述固化剂为苯胺类、咪唑类或酸酐类。

8.根据权利要求2所述的柔性可挠曲的PCB板，其特征在于：所述PCB板的制备方法包括以下步骤：

S1：陶瓷粉体制备：

S11：将氧化铝陶瓷粉加入水溶剂，球磨，得到浆液，

S12：将浆液过滤除水，冷冻干燥，得到陶瓷粉体，

S2：陶瓷浆料制备：将陶瓷粉体、粘接剂、分散剂、消泡剂、偶联剂和固化剂放入形星机中混合，后转至超声搅拌釜中搅拌，制得陶瓷浆料，

S3：涂板：用碱性金属清洗液在压力为800psi下高压雾化清洁铝箔表面，再进行清水清洗，之后干燥除水，得到预处理铝箔，将陶瓷浆料灌入自动涂布机，并将预处理铝箔放入自动涂布机进行自动涂覆，

S4：烧结：涂覆后的预处理铝箔放入烘箱中烧结，得到烧结好的PCB板。

9.根据权利要求8所述的柔性可挠曲的PCB板，其特征在于：

步骤S11中所述球磨时间为3-10小时，

步骤S12中所述冷冻干燥时间至少为24小时，

步骤S2中所述混合时间为5-10小时，所述搅拌时间为1-2小时，所述陶瓷粉体的粒径为1-10um，所述陶瓷粉体的含水量小于1％，

步骤S4中所述烧结的温度为200±20℃，烧结时间为4-6小时。