CN113161330A - 一种led灯灯珠封装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED灯灯珠封装工艺，属于灯珠封装技术领域，通过封装支架与外围坝的配合将LED芯片封装于其内，LED芯片底部通过锡膏与金属基板固晶，LED芯片连同LED灯珠的顶部通过荧光胶体与外围坝相封装，实现多个芯片结构在金属基板上相互隔离封装，防止连锡，且有效提高了芯片的封装质量，实现高质量密封，同时，在外围坝的外侧壁上分布多个内端延伸至封装腔内的散热片,散热片与荧光胶体相衔接，有效实现将芯片结构所产生的热量通过多个散热片传递出去，并在导热传递过程中，利用热胀形变，使得该导热体内侧的移动导热球根据环境温度变化而进行内外移动，来实现循环换热，有效保持散热片的高导热率。
Description
技术领域
本发明涉及灯珠封装技术领域，更具体地说，涉及一种LED灯灯珠封装工艺。
背景技术
LED是一种固态光源，其基本结构是电致发光的半导体材料，它改变了白炽灯钨丝发光及节能灯三基色发光的原理，电-光转换效率非常高，具有节能、环保、使用寿命长等优点。这些特征决定了它是最理想的传统光源替代品，其理论转换效率比传统光源出光效率高5-20倍。
目前，LED灯珠的生产通常是将已经封装好的LED灯珠焊接至FPC板（柔性基板）上，现有的封装结构多在支架上置放设有灯珠的芯片，然后对支架进行整体封装，芯片以及封装封存于封装体内，这样的密封结构，难以解决芯片在工作时的散热问题。
为此，我们提出一种LED灯灯珠封装工艺来有效解决现有技术中所存在的一些问题。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种LED灯灯珠封装工艺，通过封装支架与外围坝的配合将LED芯片封装于其内，LED芯片底部通过锡膏与金属基板固晶，LED芯片连同LED灯珠的顶部通过荧光胶体与外围坝相封装，实现多个芯片结构在金属基板上相互隔离封装，防止连锡，且有效提高了芯片的封装质量，同时，在外围坝的外侧壁上分布多个内端延伸至封装腔内的散热片,散热片与荧光胶体相衔接，有效实现将芯片结构所产生的热量通过多个散热片传递出去，并在导热传递过程中，利用热胀形变内外移动实现自如换热，有效保持散热片的高导热率。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种LED灯灯珠封装工艺，包括以下步骤：
S1、准备金属基板，在金属基板上印刷电路，在金属基板上做点标记形成LED芯片的固晶区，在固晶区上采用导电胶固定上封装支架；
S2、将LED芯片放置于封装支架内，LED芯片的底端与固晶区相衔接，LED芯片上设置有LED灯珠，在封装支架上设置与电路对应的正极触点和负极触点，利用导线将LED芯片的正极与正极触点、负极与负极触点进行焊接；
S3、准备与封装支架结构相匹配的外围坝，在外围坝的四周侧壁上均匀分布多个散热片；
S4、将外围坝放置于封装支架的上端面，外围坝上开设有与LED芯片顶端相嵌合匹配的封装腔，LED芯片连同LED灯珠延伸至封装腔内，向封装腔内进行灌胶形成荧光胶体，并在荧光胶体上安装上与LED灯珠位置对应的封装透镜，即完成LED灯灯珠的封装。
进一步的，所述封装支架与外围坝为相互匹配嵌设的凸形结构，所述封装支架的中部位置上开设有与LED芯片结构相匹配的锡封腔，所述LED芯片的上端部裸露于锡封腔的顶端外部。
进一步的，所述封装支架的四周侧壁上开设有用于导线穿引的引线孔，所述锡封腔以及引线孔内均灌封有锡膏，有利于提高LED芯片、导线分别与封装支架之间的衔接效果，有效防止LED芯片、导线与金属基板上的固晶区相脱离。
进一步的，所述荧光胶体与封装透镜之间设有绝缘层，所述绝缘层的上端面与外围坝的顶端相齐平设置。
进一步的，所述绝缘层采用硅胶、陶瓷、光刻胶中的其中一种制成，所述封装透镜以及荧光胶体均采用硅胶荧光粉、高分子环氧树脂混合配合而成的透明导光材料制成，绝缘层具有优良的绝缘性，且绝缘层具有导光透光作用，配合荧光胶体、封装透镜，有利于提高LED灯珠的发光效果。
进一步的，多个所述散热片的内端均与荧光胶体相抵嵌设衔接，所述散热片的外端贯穿外围坝并延伸向外，且散热片为矩形片状结构，多个散热片的内端与荧光胶体相衔接，当芯片结构工作时，易于将热量通过荧光胶体传递至多个散热片处，并通过散热片向外散发。
进一步的，所述散热片的中部位置处固定连接有微晶隔热层，所述微晶隔热层将散热片的内部分隔成冷却腔和导热腔，所述冷却腔位于外围坝的外侧，所述冷却腔内填充有冷却液，所述导热腔的内部设有多个导热体，多个所述导热体的外端贯穿微晶隔热层并延伸至冷却腔内侧，多个导热体用于热量的集中，并将热量导入至冷却腔的冷却液处，利用冷却液对导热体进行冷却降温，从而利于提高导热体的热传递效率。
进一步的，所述导热体包括衔接于冷却腔与导热腔之间的导热棒，所述导热棒位于导热腔的内侧衔接有嵌设块，所述导热棒靠近荧光胶体的一侧与嵌设块之间填充有导热填料，所述嵌设块远离导热填料的一端通过记忆合金杆连接有移动导热球，所述移动导热球与导热棒内壁相密封活动衔接，所述记忆合金杆的变态温度为40°C。
进一步的，所述移动导热球包括连接于记忆合金杆一端的碳纤维球，所述碳纤维球上开设有导热孔隙。
进一步的，所述冷却液与嵌设块之间形成热胀腔，所述热腔胀内填充有热胀性气体，所述导热填料为导热油与石墨颗粒的混合物，导热填料提高该导热体由内至外的热导，在常温或低温状态下，记忆合金杆呈弯曲状态，移动导热球在记忆合金杆的作用下靠近导热填料的一侧，在移动导热球逐渐受热达到变态温度后，记忆合金杆由弯曲伸直，推动移动导热球向冷却腔处运动，用于将热量向冷却腔传递，受热后的移动导热球以及热胀性气体均将热量通过冷却液向外散发，热胀性气体以及移动导热球温度降低后，使得记忆合金杆温度低于其变态温度后，在记忆合金杆的收缩复位作用下使得移动导热球回退至导热腔处，如此循环，提高热导率。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案通过封装支架与外围坝的配合将LED芯片封装于其内，LED芯片底部通过锡膏与金属基板固晶，LED芯片连同LED灯珠的顶部通过荧光胶体与外围坝相封装，实现多个芯片结构在金属基板上相互隔离封装，防止连锡，且有效提高了芯片的封装质量，实现高质量密封，同时，在外围坝的外侧壁上分布多个内端延伸至封装腔内的散热片,散热片与荧光胶体相衔接，有效实现将芯片结构所产生的热量通过多个散热片传递出去，并在导热传递过程中，利用热胀形变，使得该导热体内侧的移动导热球根据环境温度变化而进行内外移动，来实现循环换热，有效保持散热片的高导热率。
（2）封装支架与外围坝为相互匹配嵌设的凸形结构，封装支架的中部位置上开设有与LED芯片结构相匹配的锡封腔，LED芯片的上端部裸露于锡封腔的顶端外部，封装支架的四周侧壁上开设有用于导线穿引的引线孔，锡封腔以及引线孔内均灌封有锡膏，有利于提高LED芯片、导线分别与封装支架之间的衔接效果，有效防止LED芯片、导线与金属基板上的固晶区相脱离。
（3）荧光胶体与封装透镜之间设有绝缘层，绝缘层的上端面与外围坝的顶端相齐平设置，绝缘层采用硅胶、陶瓷、光刻胶中的其中一种制成，封装透镜以及荧光胶体均采用硅胶荧光粉、高分子环氧树脂混合配合而成的透明导光材料制成，绝缘层具有优良的绝缘性，且绝缘层具有导光透光作用，配合荧光胶体、封装透镜，有利于提高LED灯珠的发光效果。
（4）多个散热片的内端均与荧光胶体相抵嵌设衔接，散热片的外端贯穿外围坝并延伸向外，且散热片为矩形片状结构，多个散热片的内端与荧光胶体相衔接，散热片的中部位置处固定连接有微晶隔热层，微晶隔热层将散热片的内部分隔成冷却腔和导热腔，冷却腔位于外围坝的外侧，冷却腔内填充有冷却液，导热腔的内部设有多个导热体，多个导热体的外端贯穿微晶隔热层并延伸至冷却腔内侧，多个导热体用于热量的集中，并将热量导入至冷却腔的冷却液处，利用冷却液对导热体进行冷却降温，从而利于提高导热体的热传递效率。
（5）导热体包括衔接于冷却腔与导热腔之间的导热棒，导热棒位于导热腔的内侧衔接有嵌设块，导热棒靠近荧光胶体的一侧与嵌设块之间填充有导热填料，嵌设块远离导热填料的一端通过记忆合金杆连接有移动导热球，移动导热球与导热棒内壁相密封活动衔接，记忆合金杆的变态温度为40°C，移动导热球包括连接于记忆合金杆一端的碳纤维球，碳纤维球上开设有导热孔隙，利用导热填料提高该导热体对荧光封装体的导热性，记忆合金杆在达到其变态温度下由初始的弯曲状态伸直，从而将移动导热球推入冷却腔一侧，实现冷却交换。
（6）冷却液与嵌设块之间形成热胀腔，热腔胀内填充有热胀性气体，导热填料为导热油与石墨颗粒的混合物，导热填料提高该导热体由内至外的热导，在常温或低温状态下，记忆合金杆呈弯曲状态，移动导热球在记忆合金杆的作用下靠近导热填料的一侧，在移动导热球逐渐受热达到变态温度后，记忆合金杆由弯曲伸直，推动移动导热球向冷却腔处运动，用于将热量向冷却腔传递，受热后的移动导热球以及热胀性气体均将热量通过冷却液向外散发，热胀性气体以及移动导热球温度降低后，使得记忆合金杆温度低于其变态温度后，在记忆合金杆的收缩复位作用下使得移动导热球回退至导热腔处，如此循环，提高热导率。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的LED芯片与封装支架安装前的结构示意图；
图3为本发明的封装支架与外围坝结合处的爆炸图；
图4为本发明的封装支架与外围坝结合处的内部示意图；
图5为本发明的外围坝与散热片结合处的内部示意图；
图6为本发明的嵌设块与移动导热球结合处的结构示意图。
图中标号说明：
1金属基板、2封装支架、3 LED芯片、4 LED灯珠、5导线、6外围坝、7荧光胶体、8封装透镜、9散热片、10绝缘层、11微晶隔热层、12冷却液、13导热棒、14嵌设块、15移动导热球、151碳纤维球、152导热孔隙、16记忆合金杆、17导热填料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种LED灯灯珠封装工艺，包括以下步骤：
S1、准备金属基板1，在金属基板上印刷电路，在金属基板1上做点标记形成LED芯片的固晶区，在固晶区上采用导电胶固定上封装支架2；
S2、将LED芯片3放置于封装支架2内，LED芯片3的底端与固晶区相衔接，LED芯片3上设置有LED灯珠4，在封装支架2上设置与电路对应的正极触点和负极触点，利用导线5将LED芯片3的正极与正极触点、负极与负极触点进行焊接；
S3、准备与封装支架2结构相匹配的外围坝6，在外围坝6的四周侧壁上均匀分布多个散热片9；
S4、将外围坝6放置于封装支架2的上端面，外围坝6上开设有与LED芯片3顶端相嵌合匹配的封装腔，LED芯片3连同LED灯珠4延伸至封装腔内，向封装腔内进行灌胶形成荧光胶体7，并在荧光胶体7上安装上与LED灯珠4位置对应的封装透镜8，即完成LED灯灯珠的封装。
请参阅图2-4，其中，封装支架2与外围坝6为相互匹配嵌设的凸形结构，封装支架2与外围坝6相贴合后实现接触面的密封衔接，封装支架2的中部位置上开设有与LED芯片3结构相匹配的锡封腔，LED芯片3的上端部裸露于锡封腔的顶端外部，封装支架2的四周侧壁上开设有用于导线5穿引的引线孔，锡封腔以及引线孔内均灌封有锡膏，有利于提高LED芯片3、导线5分别与封装支架2之间的衔接效果，有效防止LED芯片3、导线5与金属基板1上的固晶区相脱离，实现多个芯片结构在金属基板1上相互隔离封装，防止连锡，且有效提高了芯片的封装质量，将LED芯片3与封装支架2相衔接后，再向封装支架2上扣设外围坝6，封装腔位于LED芯片3的顶部，灌装荧光胶体7后，实现对LED芯片3、LED灯珠4以及导线5的封装。
荧光胶体7与封装透镜8之间设有绝缘层10，绝缘层10的上端面与外围坝6的顶端相齐平设置，绝缘层10采用硅胶、陶瓷、光刻胶中的其中一种制成，封装透镜8以及荧光胶体7均采用硅胶荧光粉、高分子环氧树脂混合配合而成的透明导光材料制成，绝缘层10具有优良的绝缘性，且绝缘层10具有导光透光作用，配合荧光胶体7、封装透镜8，有利于提高LED灯珠4的发光效果。
请参阅图1和图4，多个散热片9的内端均与荧光胶体7相抵嵌设衔接，荧光胶体7的内端开设有多个与散热片9相连通设置的导热孔，散热片9的外端贯穿外围坝6并延伸向外，且散热片9为矩形片状结构，多个散热片9的内端与荧光胶体7相衔接，当芯片结构工作时，易于将热量通过荧光胶体7传递至多个散热片9处，并通过散热片9向外散发；
腔参阅图5，更为具体的，散热片9的中部位置处固定连接有微晶隔热层11，微晶隔热层11将散热片9的内部分隔成冷却腔和导热腔，冷却腔位于外围坝6的外侧，冷却腔内填充有冷却液12，导热腔的内部设有多个导热体，多个导热体的外端贯穿微晶隔热层11并延伸至冷却腔内侧，多个导热体用于热量的集中，并将热量导入至冷却腔的冷却液12处，利用冷却液12对导热体进行冷却降温，从而利于提高导热体的热传递效率，导热体包括衔接于冷却腔与导热腔之间的导热棒13，导热棒13位于导热腔的内侧衔接有嵌设块14，导热棒13靠近荧光胶体7的一侧与嵌设块14之间填充有导热填料17，嵌设块14远离导热填料17的一端通过记忆合金杆16连接有移动导热球15，移动导热球15与导热棒13内壁相密封活动衔接，记忆合金杆16的变态温度为40°C；
移动导热球15包括连接于记忆合金杆16一端的碳纤维球151，碳纤维球151上开设有导热孔隙152，导热孔隙152用于对热量进行吸收，碳纤维球151远离嵌设块14的一端面包覆有与导热棒13内壁活动密封衔接，冷却液12与嵌设块14之间形成热胀腔，热腔胀内填充有热胀性气体，导热填料17为导热油与石墨颗粒的混合物，导热填料17提高该导热体由内至外的导热性，在常温或低温状态下，记忆合金杆16呈弯曲状态，移动导热球15在记忆合金杆16的作用下位于靠近导热填料17的一侧，在移动导热球15逐渐受热，记忆合金杆16达到变态温度后，记忆合金杆16由弯曲变伸直，推动移动导热球15向冷却腔处运动，用于将热量向冷却腔传递，受热后的移动导热球15以及热胀性气体均将热量通过冷却液12向外散发，在热胀性气体以及移动导热球15温度降低后，也迫使记忆合金杆16温度下降，当其温度低于其变态温度后，在记忆合金杆16的收缩复位作用下使得移动导热球15回退至导热腔处，如此循环，在不断导热、的散热的循环过程中进行换热，提高热导率。
本发明通过封装支架2与外围坝6的配合将LED芯片封装于其内，LED芯片底部通过锡膏与金属基板1固晶，LED芯片连同LED灯珠的顶部通过荧光胶体7与外围坝6相封装，实现多个芯片结构在金属基板1上相互隔离封装，防止连锡，且有效提高了芯片的封装质量，同时，在外围坝6的外侧壁上分布多个内端延伸至封装腔内的散热片9,散热片9与荧光胶体7相衔接，有效实现将芯片结构所产生的热量通过多个散热片9传递出去，使得该导热体内侧的移动导热球15根据环境温度变化而进行内外移动，来实现循环换热，有效保持散热片9的高导热率。
本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；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；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、准备金属基板（1），在金属基板上印刷电路，在金属基板（1）上做点标记形成LED芯片的固晶区，在固晶区上采用导电胶固定上封装支架（2）；
S2、将LED芯片（3）放置于封装支架（2）内，LED芯片（3）的底端与固晶区相衔接，LED芯片（3）上设置有LED灯珠（4），在封装支架（2）上设置与电路对应的正极触点和负极触点，利用导线（5）将LED芯片（3）的正极与正极触点、负极与负极触点进行焊接；
S3、准备与封装支架（2）结构相匹配的外围坝（6），在外围坝（6）的四周侧壁上均匀分布多个散热片（9）；
S4、将外围坝（6）放置于封装支架（2）的上端面，外围坝（6）上开设有与LED芯片（3）顶端相嵌合匹配的封装腔，LED芯片（3）连同LED灯珠（4）延伸至封装腔内，向封装腔内进行灌胶形成荧光胶体（7），并在荧光胶体（7）上安装上与LED灯珠（4）位置对应的封装透镜（8），即完成LED灯灯珠的封装。
2.根据权利要求1所述的一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：所述所述封装支架（2）与外围坝（6）为相互匹配嵌设的凸形结构，所述封装支架（2）的中部位置上开设有与LED芯片（3）结构相匹配的锡封腔，所述LED芯片（3）的上端部裸露于锡封腔的顶端外部。
3.根据权利要求2所述的一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：所述封装支架（2）的四周侧壁上开设有用于导线（5）穿引的引线孔，所述锡封腔以及引线孔内均灌封有锡膏。
4.根据权利要求1所述的一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：所述荧光胶体（7）与封装透镜（8）之间设有绝缘层（10），所述绝缘层（10）的上端面与外围坝（6）的顶端相齐平设置。
5.根据权利要求4所述的一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：所述绝缘层（10）采用硅胶、陶瓷、光刻胶中的其中一种制成，所述封装透镜（8）以及荧光胶体（7）均采用硅胶荧光粉、高分子环氧树脂混合配合而成的透明导光材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：多个所述散热片（9）的内端均与荧光胶体（7）相抵嵌设衔接，所述散热片（9）的外端贯穿外围坝（6）并延伸向外，且散热片（9）为矩形片状结构。
7.根据权利要求1所述的一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：所述散热片（9）的中部位置处固定连接有微晶隔热层（11），所述微晶隔热层（11）将散热片（9）的内部分隔成冷却腔和导热腔，所述冷却腔位于外围坝（6）的外侧，所述冷却腔内填充有冷却液（12），所述导热腔的内部设有多个导热体，多个所述导热体的外端贯穿微晶隔热层（11）并延伸至冷却腔内侧。
8.根据权利要求7所述的一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：所述导热体包括衔接于冷却腔与导热腔之间的导热棒（13），所述导热棒（13）位于导热腔的内侧衔接有嵌设块（14），所述导热棒（13）靠近荧光胶体（7）的一侧与嵌设块（14）之间填充有导热填料（17），所述嵌设块（14）远离导热填料（17）的一端通过记忆合金杆（16）连接有移动导热球（15），所述移动导热球（15）与导热棒（13）内壁相密封活动衔接，所述记忆合金杆（16）的变态温度为40°C。
9.根据权利要求8所述的一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：所述移动导热球（15）包括连接于记忆合金杆（16）一端的碳纤维球（151），所述碳纤维球（151）上开设有导热孔隙（152）。
10.根据权利要求9所述的一种LED灯灯珠封装工艺，其特征在于：所述冷却液（12）与嵌设块（14）之间形成热胀腔，所述热腔胀内填充有热胀性气体，所述导热填料（17）为导热油与石墨颗粒的混合物。
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Cited By (2)
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| CN113611788A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-11-05 | 南通宝恒工贸有限公司 | 一种发光二极管及其制造方法 |
| CN116182124A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-05-30 | 永林电子股份有限公司 | 一种大功率led灯珠 |
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