CN112993141B - 一种led支架组件、发光器件及发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED支架组件、发光器件及发光装置，LED支架组件包括电路板以及LED支架，LED支架包括第一焊盘和第二焊盘，LED支架设置于电路板的第一侧；电路板的第一侧包括第一导电层，第一焊盘与第一导电层电连接，电路板对应于第二焊盘的区域包括导电体，导电体的导热系数大于电路板的基材的导热系数，并与电路板的第二侧的第二导电层连接，第二焊盘通过导电体与第二导电层电连接；通过导电体实现将第二焊盘上的热量有效的导出LED支架的内部，实现了良好的热量导出效果，利于减小热应力的增加，从而保证了LED灯珠的使用寿命。

Description

一种LED支架组件、发光器件及发光装置

技术领域

本发明涉及LED领域，尤其涉及一种LED支架组件、发光器件及发光装置。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种可将电能转化为可见光的半导体器件，LED点亮时，其光电转化效率为30％-40％，其余电能均转化为热能存在于LED内部，使LED内部温度逐渐升高，温度的升高会降低LED的发光效率和使用寿命。现LED灯珠由于安装结构的限制，存在导热效果不好，缩短LED的寿命的问题。

发明内容

本发明提供一种LED支架组件、发光器件及发光装置，主要解决的技术问题是：现有的LED灯珠存在灯珠内部导热效果不好，容易导致缩短LED的寿命的问题

为解决上述技术问题，本发明提供一种LED支架组件，包括电路板以及LED支架；

所述LED支架包括第一焊盘和第二焊盘；

所述LED支架设置于所述电路板的第一侧；所述电路板的第一侧包括第一导电层，所述第一焊盘与所述第一导电层电连接，所述电路板对应于所述第二焊盘的区域包括导电体，所述导电体的导热系数大于所述电路板的基材的导热系数，并与所述电路板的第二侧的第二导电层连接，所述第二焊盘通过所述导电体与所述第二导电层电连接。

可选的，所述电路板在所述第一导电层与所述第二导电层之间包括绝缘基材，所述导电体嵌在所述绝缘基材中，并穿过所述绝缘基材从所述电路板的第一侧露出。

可选的，所述第一导电层与所述第二导电层为导电铜片，所述第一导电层在对应于所述第二焊盘的区域开设有过孔，所述导电体从所述过孔露出以与所述第二焊盘连接。

可选的，所述导电体为铜柱，所述过孔的形状与所述铜柱相同，且所述过孔的面积大于所述铜柱的面积，所述铜柱穿过所述过孔且不与所述第一导电层接触。

可选的，所述第二焊盘的面积不大于所述LED支架的横向切面面积的10％。

可选的，所述LED支架包括封装壳体，所述封装壳体上包括焊盘标识，所述焊盘标识用于标识出所述第一焊盘和/或所述第二焊盘的设置位置。

可选的，所述电路板还包括绝缘保护层，所述绝缘保护层至少设置于所述第一导电层和所述第二导电层的表面。

可选的，所述导电体与所述第二导电层一体成型。

另一方面，本发明还提供一种发光器件，包括如上所述的LED支架组件以及LED芯片，所述LED芯片设置于所述LED支架中，所述LED芯片的一极与所述第一焊盘连接，另一极与所述第二焊盘连接。

另一方面，本发明还提供一种发光装置，包括上述的发光器件。

有益效果

本发明的LED支架组件包括电路板以及LED支架，LED支架包括第一焊盘和第二焊盘，LED支架设置于电路板的第一侧；电路板的第一侧包括第一导电层，第一焊盘与第一导电层电连接，电路板对应于第二焊盘的区域包括导电体，导电体的导热系数大于电路板的基材的导热系数，并与电路板的第二侧的第二导电层连接，第二焊盘通过导电体与第二导电层电连接；通过导电体实现将第二焊盘上的热量有效的导出LED支架的内部，实现了良好的热量导出效果，利于减小热应力的增加，从而保证了LED灯珠的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的电路板的一种截面结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的电路板的第二导电层以及导电体的一种结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的电路板的第一导电层的一种结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的电路板的基材的一种结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的导电体的一种结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的LED支架的一种结构示意图；

图7为本发明实施例一提供的LED支架上焊盘的结构示意图；

图8为本发明实施例一提供的LED支架组件的一种结构示意图；

其中，1为第一导电层；2为第二导电层；3为电路板的基材；4为导电体；41为绝缘层；5为过孔；6为LED支架；61为第一焊盘；62为第二焊盘；63为封装壳体；64为缺口。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被理解，下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。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。

实施例一：

为了解决现有的LED灯珠内部的导热效果不好的问题，本实施例提高一种LED支架组件。请参见图1至图8，本实施例的LED支架组件包括LED支架以及电路板。

其中LED支架包括第一焊盘和第二焊盘。第一焊盘和第二焊盘分别用来连接LED芯片的正极和负极中的一个。LED支架的整体形状可以是长方形、正方形或者其他形状，具体实施过程中，LED支架还包括封装壳体，封装壳体在LED支架的周围，将第一焊盘和第二焊盘固定在LED支架之中，该封装壳体可以使用包括但不限于塑料或树脂等不导电的材料。封装壳体在LED支架的一侧围成一凹槽区域，该凹槽区域用于容置LED芯片。凹槽区域的底部露出第一焊盘和第二焊盘。在一些实施方式中，该凹槽区域的顶部开口面积比底部面积更大。LED芯片可以通过包括但不限于金线连接的方式与第一焊盘和第二焊盘建立起电连接，同时，LED芯片可以通过例如使用固晶胶连接等方式实现在某一焊盘上的固定设置。第一焊盘和第二焊盘可以是包括但不限于铜、银或其他导电导热的材料，本实施例中，在一个LED支架中设置一个或多个LED芯片后可视为一个LED灯珠，选择导热性较好的材料能够更有利于LED灯珠中的散热。实际应用中，LED支架内设置了LED芯片后，还可以在凹槽区域中填入透光保护胶体进行封装保护。

电路板包括两面，本实施例中，设置LED支架的一侧为第一侧。应当说明的是，在一些具体实施方式中，可使电路板的两侧均可以设置LED支架且形成LED灯珠，例如实现双向发光的灯板，也就是说本实施例中电路板的第一侧是相对于某个LED支架而言，并不限定为固定的某一侧。电路板的第一侧包括第一导电层，第二侧包括第二导电层，可以理解的是，该第一导电层和第二导电层同样是相对于某个LED支架而言所进行的区分。第一导电层和第二导电层分别连接电源的正极和负极中的一个，例如第一导电层连接电源的正极，第二导电层用来连接电源的负极。在一些实施方式中，电路板还包括绝缘保护层，绝缘保护层可以是例如绝缘胶、绝缘漆等绝缘材料形成，绝缘保护层至少设置在第一导电层和第二导电层的表面，防止电路板上的电路短路。

可以理解的是，在一些具体实施方式中，电路板上还可以包括第一导电层和第二导电层以外的电路图形，且可以连接其他电子器件并同时实现其他功能。

在具体实施方式中，第一焊盘和第二焊盘从LED支架远离凹槽区域的一侧露出，第一焊盘和第二焊盘从这一侧露出的区域用来与电路板进行电连接。第一焊盘与第一导电层电连接，第二焊盘与第二导电层进行电连接。

为了保证LED支架内部的导热效果，减小内部热应力的增加，电路板对应于第二焊盘的区域包括导电体，该导电体的导热系数大于电路板基材的导热系数，也就是说，导电体的导热效果比电路板的基材更好。本实施例中，LED支架的第二焊盘通过导电体与第二导电层电连接，因此，本实施例的LED支架能够将第二焊盘上的热量绕过基板的基材，通过导电体传递到第二导电层上，实现了快速且高效的热量导出，将LED支架内部的热量，尤其是第二焊盘上的热量导出到电路板另一侧的第二导电层，提高了LED支架的导热效果，且增加了LED支架整体的散热面积，有利于减小内部热应力的增加，从而提升LED灯珠的使用寿命。

电路板在第一导电层与所述第二导电层之间包括绝缘基材，导电体嵌在绝缘基材中，并穿过绝缘基材从电路板的第一侧露出。绝缘基材中可以设置有与导电体大小、形状相配合的通孔，以供导电体穿过。在一些具体示例中，导电体露出后，其顶面与第一导电层的顶面齐平；还在一些示例中，导电体露出后，也可以略低于第一导电层，相应的，第二焊盘可以略微从LED支架底部凸起，在设置LED支架时，第二焊盘凸出的一部分卡入电路板中与导电体接触到，便于第二焊盘与导电体之间准确的对位。

在一些实施方式中，参见图1，第一导电层1与所述第二导电层2为导电铜片，第一导电层1和第二导电层2可以尽可能的分别覆盖电路板两侧的区域，在第一导电层1与所述第二导电层2之间为电路板的基材3。大面积的导电铜片使得LED支架内部的热量在从LED支架内导出至导电铜片后，能够迅速进行热量的散发。其中，第一导电层在对应于LED支架的第二焊盘的区域开设有过孔，以供导电体露出，导电体从过孔露出以与第二焊盘连接。

可以理解的是，导电体用来实现第二焊盘与第二导电层的导热和导电，因此导电体是与第一导电层保持绝缘的。为保证导电体与第一导电层的绝缘，可使第一导电层不与导电体接触。在一些实施方式中，导电体为铜柱，第一导电层过孔的直径大于铜柱的直径，因此使得铜柱可以穿过过孔而不与第一导电层接触，保证正负极电路间的绝缘。实际应用中，该铜柱可以是圆柱、四棱柱等或其他形状的柱体。

在一些实施方式中，第二导电层以及导电体可以是一体成型的结构，一体成型第二导电层以及导电体能使得电路板的整体性更好，但在其他实施方式中，二者可以通过焊接等方式实现结合。

参见图2，示例出一种第二导电层以及导电体的结构，以电路板上单面设置LED支架时的一种LED支架组件的结构为例，该示例中，第二导电层2是一片完整的铜片，圆柱形的导电体4与第二导电层2一体成型。对应于上述图2的第二导电层以及导电体，本示例中还示出第一导电层的结构，请参见图3。如图3所示，第一导电层1也是一块铜片，其几乎覆盖电路板上对应于LED支架的第二焊盘以外的所有区域，而对应于第二焊盘的区域，设置圆形的过孔5，该过孔5直径大于导电体的直径，使穿过基板的基材的导电体露出。同样的，对应于上述图2的第二导电层以及导电体，本示例中还示出电路板的基材的结构，请参见图4所示，本示例中电路板的基材3上对应于导电体的位置有过孔5，供导电体穿过。

还在一些具体实施方式中，如图5，导电体4的侧壁上可以设置有一层绝缘层41，可以理解的是，该绝缘层41不覆盖或不完全覆盖导电体4从电路板第一侧露出的顶部，使导电体4仍能与第二焊盘实现有效的连接。这些实施方式下，第一导电层上的过孔的直径可以与导电体的直径一致，由于导电体侧壁上绝缘层的阻挡，使得第一导电层与导电体保持绝缘。

在一些实施方式中，LED支架上第一焊盘的面积大于第二焊盘的面积，并且在形成LED灯珠时，LED芯片将固晶于第一焊盘上。可以理解的是，LED支架中，LED芯片的大部分热量会直接的传导至其设置的焊盘上，LED芯片固定在面积更大的第一焊盘，其产生的热量能够通过更大的导热面积进行传热和散热，增强了散热的效果，且使得第一焊盘和第二焊盘的温度更均匀。并且第一焊盘提供的更大的固晶区域，使得LED芯片的安装更加灵活、简单。尤其在本实施例中的LED支架组件中，LED支架的第一焊盘面积更大，保证LED芯片的散热，而LED芯片还有部分热量传导至面积较小的第二焊盘，例如LED芯片通常可使用例如金线等导电连接线实现与第一焊盘和第二焊盘的连接，LED芯片的一部分热量也直接通过导电连接线传导至第二焊盘。第二焊盘通过导热体绕过基板的基材将热量传导至电路板另一侧的第二导电层进行散热，使得面积较小的第二焊盘的导热、散热效果也能够得到保证。相较于现有LED支架中第一焊盘和第二焊盘面积基本一致的设置方式，避免了LED芯片在固晶时为了避免跨越焊盘之间的隔离区域而仅能安装在单一焊盘上，从而导致LED芯片的直接导热面积只有大约有效的焊盘区域的一半面积的问题，进一步使得第一焊盘和第二焊盘的温度更为均匀，有效的减小LED支架内部热应力的增加，利于保证LED灯珠的使用寿命。

在一些实施方式中，第二焊盘的面积不大于LED支架横向切面面积的10％。更小的第二焊盘保证了第一焊盘能够占据更大的面积，如上所说，在保证LED芯片能够更为灵活的安装的同时，LED芯片直接产生的热量可以得到充分的传导和散发。

请参见图6，示例出一种LED支架的结构，LED支架6包括第一焊盘61、第二焊盘62以及封装壳体63。以俯视的角度看，该LED支架6呈正方形，第一焊盘61和第二焊盘62从封装壳体63的凹槽区域露出，第二焊盘62为圆柱体，该第二焊盘62的形状和大小可与电路板上导电体的形状和大小相匹配。本示例中，第二焊盘62的面积被设置得较小，做为一种具体的示例，第二焊盘62的直径为0.2mm，且在本示例中，其面积小于LED支架横向切面面积的10％。还在一些实施过程中，可以考虑为第二焊盘62适当的留出余量，例如可设定上述示例中的第二焊盘62直径为0.5mm等，但第二焊盘62的面积同样小于LED支架横向切面面积的10％。可以理解的是，上述第二焊盘62的直径仅是一种具体示例，实际应用中，第二焊盘62可以设计得更小或更大。第一焊盘61占据了凹槽区域底部的大部分面积，第一焊盘61与第二焊盘62之间通过该封装壳体63绝缘相隔。该LED支架不仅增大了设置LED芯片的第一焊盘的散热面积，且第二焊盘的热量可通过电路板的导电体传导出去，减小整体热阻。

在本实施例的一些实施过程中，由于LED支架的第二焊盘可以设置得很小，为了便于找到第二焊盘，在一些实施方式中，封装壳体上设置有焊盘标识，该焊盘标识用来标识出第一焊盘和/或所述第二焊盘的设置位置。该焊盘标识可以是任意的形式，但可以理解的是，该焊盘标识应当是可视或可触摸感受到的，以使用户能够直接观察到。请再参见图6，在封装壳体63靠近第二焊盘62的一侧，开设有一个三角形的缺口64，通过该三角形的缺口64能够帮助用户或相关设备快速识别到LED支架6的焊盘位置，从而在生产本实施例的LED支架组件的过程中更为方便，且利于减少错误率。

请参见图7，示意出图6所示的LED支架上焊盘的结构示意图，为了更清楚的，图中省略了封装壳体，仅示意出焊盘的结构。LED支架6上包括占据面积较大的第一焊盘61以及较小的第二焊盘62，图7所示的方向为LED支架6靠近电路板的一侧，图7中以阴影标识出的部分为第一焊盘61的底面，在一些实施过程中该第一焊盘61的底面是第一焊盘61与电路板的第一导电层连接的部分，第二焊盘62的底面与电路板的导电体连接，本示例中，第一焊盘61的底面与第二焊盘62的底面可以是齐平的。

参见图8，为本实施例提供的LED支架组件的一种示例结构。该LED支架组件包括电路板以及LED支架6，本示例中，该LED支架6相当于一个灯珠区域，LED支架6在设置LED芯片后可使用透光保护胶体进行封装。本示例中，电路板为长条形，该LED支架组件可应用于包括但不限于灯条等。电路板仅在一侧设置有LED支架6，电路板上包括导电体4，每个导电体4可以对应设置一个LED支架6，为了更好的理解本示例的LED支架组件的结构，图8中仅示意出其中的一个LED支架，实际应用中，电路板的形状和LED支架的位置可以根据需要设置。在制作该LED支架组件时，LED支架6与电路板之间，可通过包括但不限于锡膏焊接的方式进行连接。

本实施例的LED支架组件，通过导热系数大于电路板的基材的导电体，将第二焊盘的热量从LED支架的内部导出至电路板另一侧的第二导电层，保证了LED支架内部的将热量导出的效果，减小内部热应力的增加，有利于提高LED灯珠的使用寿命。进一步的，可使第一焊盘的面积大于第二焊盘，从而使得LED支架内部的导热面积增加，且使第一焊盘和第二焊盘的温度更均匀，更有利于减小内部热应力的增加，提高LED灯珠的使用寿命。

实施例二：

本实施例提供一种发光器件，该发光器件包括上述实施例一所示例的LED支架组件以及LED芯片，LED芯片设置于LED支架中，其一极与第一焊盘连接，另一极与第二焊盘连接。

本实施例提供一种发光装置，该发光装置包括上述示例的发光器件。其可以被应用于各种发光领域，例如其可以制作成背光模组应用于显示背光领域(可以是电视、显示器、手机等终端的背光模组)。此时可以将其应用于背光模组。除了可应用于显示背光领域外，还可应用于按键背光领域、拍摄领域、家用照明领域、医用照明领域、装饰领域、汽车领域、交通领域等。应用于按键背光领域时，可以作为手机、计算器、键盘等具有按键设备的按键背光光源；应用于拍摄领域时，可以制作成摄像头的闪光灯；应用于家用照明领域时，可以制作成落地灯、台灯、照明灯、吸顶灯、筒灯、投射灯等；应用于医用照明领域时，可以制作成手术灯、低电磁照明灯等；应用于装饰领域时可以制作成各种装饰灯，例如各种彩灯、景观照明灯、广告灯；应用于汽车领域时，可以制作成汽车车灯、汽车指示灯等；应用于交通领域时，可以制成各种交通灯，也可以制成各种路灯。上述应用仅仅是本实施例所示例的几种应用，应当理解的是本实施例中的发光装置的应用并不限于上述示例的几种领域。

应当说明的是，附图中各元件的数量、形状以及元件大小关系并不表示元件的真实情况，仅仅是为了便于理解的示意图形。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种LED支架组件，其特征在于，包括电路板以及LED支架；

所述LED支架包括第一焊盘和第二焊盘；

所述LED支架设置于所述电路板的第一侧；所述电路板的第一侧包括第一导电层，所述第一焊盘与所述第一导电层电连接，所述电路板对应于所述第二焊盘的区域包括与所述第一导电层绝缘的导电体，所述导电体的导热系数大于所述电路板的基材的导热系数，并与所述电路板的第二侧的第二导电层连接，所述第一导电层用于连接电源的正极和负极中的一个，所述第二导电层用于连接所述电源的所述正极和所述负极中的另一个，所述第二焊盘通过所述导电体与所述第二导电层电连接；

所述第一导电层与所述第二导电层为导电铜片，所述第一导电层在对应于所述第二焊盘的区域开设有过孔，所述导电体从所述过孔露出以与所述第二焊盘连接。

2.如权利要求1所述的LED支架组件，其特征在于，所述电路板在所述第一导电层与所述第二导电层之间包括绝缘基材，所述导电体嵌在所述绝缘基材中，并穿过所述绝缘基材从所述电路板的第一侧露出。

3.如权利要求2所述的LED支架组件，其特征在于，所述导电体为铜柱，所述过孔的形状与所述铜柱相同，且所述过孔的面积大于所述铜柱的面积，所述铜柱穿过所述过孔且不与所述第一导电层接触。

4.如权利要求1所述的LED支架组件，其特征在于，所述第二焊盘的面积不大于所述LED支架的横向切面面积的10％。

5.如权利要求1所述的LED支架组件，其特征在于，所述LED支架包括封装壳体，所述封装壳体上包括焊盘标识，所述焊盘标识用于标识出所述第一焊盘和/或所述第二焊盘的设置位置。

6.如权利要求1所述的LED支架组件，其特征在于，所述电路板还包括绝缘保护层，所述绝缘保护层至少设置于所述第一导电层和所述第二导电层的表面。

7.如权利要求1所述的LED支架组件，其特征在于，所述导电体与所述第二导电层一体成型。

8.一种发光器件，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的LED支架组件以及LED芯片，所述LED芯片设置于所述LED支架中，所述LED芯片的一极与所述第一焊盘连接，另一极与所述第二焊盘连接。

9.一种发光装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的发光器件。

Images