CN201803228U - 一种led集成结构 - Google Patents

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Abstract

LED集成结构,包括散热基板,LED芯片,透镜,定位透镜或成型透镜的塑胶件,在定位透镜或成型透镜的塑胶件上设有第一通孔,定位透镜或成型透镜的塑胶件与散热基板固定;LED芯片通过固晶工艺直接固定在散热基板上,并置于对应的第一通孔内;布图电路导电层伸入第一通孔的侧壁与LED芯片之间,导线置于第一通孔内,导线一端与LED芯片的电极电连接,导线的另一端与第一通孔与LED芯片之间的布图电路导电层电连接;散热基板背离凸台的一侧与散热气体或散热液体直接接触;优点是中间环节热阻小、散热性好、透镜和芯片的位置关系精确、具有高光通量、结构简单、装配简单、散热效果好、光学效果好的LED集成结构。

Description

一种LED集成结构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种用于照明、背光源模组、电视机、LED点阵显示屏、投影 设备等的LED集成结构,特别是涉及一种大功率的LED集成结构。
背景技术
[0002] 半导体LED作为新型固体光源,其传统封装是以环氧树脂包封LED芯片、引脚 电性连接LED芯片这样的直插结构,到上世纪80年代,开始采用表面贴着技术。LED 光源,特别是大功率的LED光源,发光时热量集中,如果LED芯片产生的热量不及时散 发出去,LED光源的温度过高,就会导致LED的光效降低、寿命低等,因此如何将LED 芯片发光时产生的热量迅速有效的散发出去成了普及应用LED光源的瓶颈。如何提高 LED光源的透光率,以及如何提高LED光源的散热性能从而延长使用寿命,是目前行业 上的重要技术难题。
[0003] 现有常用的大功率LED集成结构通常采用支架封装成的单一个体LED发光管再 集成的方式。
[0004] 申请号为200810135621.5的实用新型专利中,公开了一种发光二极管封装装 置、散热基座与电极支架组合及其方法,该发光二极管封装装置包含:一发光二极管晶 粒、一由高导热材质制成且供晶粒接触放置的散热基座、一电极支架、一定位单元及一 包覆体。散热基座由金属或陶瓷等高导热材质制成,包括底盘、本体及本体顶面的凹陷 部。晶粒置于凹陷部的底面。电极支架由金属材质冲出成型,包括一基板及一自基板的 镂空区周缘轴向延伸且界定出一容置空间的定位壁。定位单元设于散热基座与电极支架 至少其中之一,用以使散热基座嵌卡固定于该电极支架的容置空间中。该定位单元可以 是包括至少一个自该电极支架的定位壁内壁面凸出的卡榫凸点,也可以是包括一自该散 热基座近顶面处径向向外凸伸的凸缘。包覆体以射出成型方式制成,将相互嵌卡固定的 散热基座与电极支架部分包覆结合。
[0005] 现有的这种发光二极管封装装置、散热基座与电极支架组合及其方法,存在以 下缺陷和不足:
[0006] 1)晶粒通过阶梯柱状的散热基座作第一散热体,由于柱状的散热基座不直接接 触空气来散热,而且其具有一定的金属实心长度,由于需要较长的金属传导散热距离才 能将热散发于空气,且散热基座与空气的接触面积小,因此晶粒发光时产生的热量会起 到热聚集效应。为了提高散热性能,该散热基座一般还需设计与散热基座直接热传导接 触的其它高散热性能的金属或陶瓷等散热件,透过散热件来最终散热。这种方式一方面 增加了热传导散热的距离,另一方面由于散热基座与散热件分属两个零件,两者就是使 用导热胶粘合在一起也还是有巨大的热阻,晶粒发光时基本上会保持散热基座这边温度 很高,散热件这边温度与环境温度差不多的现象,达不到将散热基座上的热量迅速散发 出去的目的,散热效果很差。
[0007] 2)由于多了柱状的散热基座及电极支架等,与散热件又是不同的零件,所以零件多结构复杂,厚度较厚,不利于装配,成本也高;发光二极管与布图电路导电层的电 性连接需经过电极支架,结构复杂,中间环节的热阻多,降低了 LED芯片的发光效率及 散热效率。
[0008] 申请号为200720172030公开了一种引脚式大功率LED器件的封装结构,包括 LED晶片、透镜、印刷PCB板、金属热沉体、金线和引脚;金属热沉体包括基座和该基 座上的凸台,而且基座的上表面面积至少是凸台的上表面面积的2倍;印刷PCB板与基 座胶粘在一起;在印刷PCB板下方的基座上设置有通孔,借助该通孔引脚与印刷PCB板 电连接;透镜罩扣LED晶片和印刷PCB板并借助灌胶工艺粘固在印刷PCB板上。这种大 功率的引脚式大功率LED器件,虽然增大了金属热沉体的基座面积,但散热效果还是较 差,即使另外配置散热器,由于散热时须将LED芯片上的热量传导给凸台和基座上,再 传给金属热沉体,再由金属热沉体传导给散热器,由于热传导增加了中间环节,以及很 厚的金属传热体对应的很长的传热路径,因此热阻很高,导热效果很差。还有透镜要先 靠罩扣在印刷PCB板上,再由灌胶来粘固是很难实现的,因为透镜先靠罩扣在印刷PCB 板上时很难定位准确,以及灌胶时会使透镜移位,透镜位置无法准确定义。引脚要与印 刷PCB板上方的布图电路电连接并穿过印刷PCB板和金属热沉体,加工复杂,工艺难度 大,LED晶片与印刷PCB上的布图电路的电性连接需经过电极支架,结构复杂,中间环 节的热阻多。
[0009] 为了解决现有的大功率LED的集成结构的散热问题,现有技术中提出了 LED集 成结构的COB(Chip0nBoard)封装设计。与现有的支架式LED集成结构相比,由于该 实用新型直接将芯片通过银胶或共晶焊料等固定在基板上,可以最大限度的减少中间环 节的热阻,从而减少LED芯片p-n结到外部环境的热阻,可提高散热效率和发光效率。 这种COB (Chip on Board)封装设计的优点在于每个LED芯片的电极都通过键合电极引线 直接与金属焊盘形成欧姆接触,多路LED芯片阵列的形成是通过散热基板与LED芯片的 电连接装置实现电性互联,即可实现LED芯片的串并联,又可提高产品的可靠性和合格 率。而且外形尺寸小,厚度薄,易于装配,可用于照明、显示仪等对光源装配尺寸要求 较高的场合。这种封装设计主要有以下几种方式:
[0010] 申请号为200920112089.5的实用新型专利中,公开了一种COB封装的大功率 LED路灯用装置,包括透镜、硅胶、金线、芯片、散热板等,在散热板上设置有5-50个 凸台,芯片直接固定在散热板的凸台上,再通过散热板和散热板上的散热片散发出去。 这种结构的大功率LED路灯,虽然散热效果较好,但由于没有定位透镜或成型透镜的塑 胶件,透镜的定位不准,在透镜内预点上硅胶来封装芯片,一方面硅胶用量大,特别是 用这种封装方式,封装硅胶固化后有气泡产生,严重影响LED芯片的发光质量,会导致 散发出来的光线有光斑,阴影等光学先天缺陷,不利于LED光源的光学二次优化开发。
[0011] 申请号为200820214808.X的实用新型专利中,公开了一种高效散热发光的大功 率LED封装结构,包括透镜、基板与LED发光芯片,透镜固定于基板上表面,透镜下表 面设有向上凸起的安装凹陷,LED发光芯片置于基板上表面并被安装凹陷扣盖,在安装 凹陷所扣盖的基板上表面设有正、负发光电极,发光电极与LED发光芯片通过金属线连 接,基板上表面设有与发光电极相连的正、负连接电极,在安装凹陷外侧的透镜下表面 与基板上表面之间通过环形的胶粘层相粘结,在胶粘层的内孔与安装凹陷所形成的腔体内注满硅胶,在基板上开设有向胶粘层的内孔与安装凹陷所形成的腔体内连通的注胶通 道,且透镜与基板均由水晶晶体制成。这种结构的大功率LED封装结构,缺点一是透 镜与基板的固定靠胶粘层粘结,粘结固定不牢;缺点二是无定位透镜的定位机构,透镜 靠与基板粘结时来定位,定位不准确,灌胶时容易使透镜位置偏离;缺点三是透镜通过 粘结层固定在基板上,粘结层容易将注胶通道堵塞,影响注射硅胶;缺点四是电性连接 LED发光芯片的金属线需与固定在基板上并置于透镜的安装凹陷部内的发光电极电性连 接,发光电极再与连接电极电性连接,连接电极再与布图电路导电层电性连接,中间环 节的热阻多,影响散热效率和发光效率。
[0012] 申请号为200420112507.8的实用新型专利中,公开了一种大功率LED发光二极 管,包括铝基板、银胶、晶片、金线、反射盖,铝基板为凸凹型碗杯形状,即在其中心 处的底面有一圆形凹槽,与其对应的上面有一碗杯状凸台,凸台上装有塑胶框架,塑胶 框架为圆形,中心设有圆孔,与圆孔同心开有两道凹槽,内外构成低高两道凸沿,底面 对称设有两个圆柱脚,并装在碗杯状凸台两边的圆孔中,反射盖弧面较小接近于平盖, 其下沿口涂有粘合胶水,装之于塑胶框架的凹槽内。塑胶框架底面涂有粘合胶水,其内 填充有胶水。发光体晶片与反射盖底面距离H值较小。铝基板可以是梅花形状,也可以 是圆形。该专利的组装步骤是,先将银胶点入铝基板凸台形碗杯内,再将晶片固定在银 胶上,放入烤箱内烘烤145°C 1小时,然后焊接金线,将镜片的正负极分别用金线焊接在 铝基板正负极上,将塑胶框架底面涂上粘合胶水,插入铝基板定位孔内,将胶水填充进 塑胶框架内烘烤,再将反射盖涂上粘合胶水,装入塑胶框架的凹槽内即可使用。该专利 的缺点一是需要通过粘合胶水将塑胶框架与铝基板固定,在后续的封装工艺过程中,不 耐高温,在高温条件下其固定的可靠性会受很大的影响;缺点二是在塑胶框架上没有注 入填充胶水的通道,在装反射盖前就需填充胶水,如果不使用模具,胶水的形状无法控 制,如果使用模具填充胶水,成本高;缺点三是是填充胶水后再将反射盖上涂上粘合胶 水装入塑胶框架的凹槽内固定,这样一方面固定不可靠,位置关系固定不准确,另外反 射盖与胶水间会有间隙,间隙内会有空气,也就是反射盖内会有空气,大大影响发光二 极管的发光效果。还有该实用新型专利中的铝基板为碗杯形状,其上只有一个凸台,金 线电性连接铝基板的正负极,从其文字和图公开的内容来看,铝基板的正负极不会是布 图电路导电层,而是为如200820214808.X专利中公开的发光电极或支架式引脚等。
实用新型内容
[0013] 为了解决现有LED集成结构中间环节热阻过多而造成的散热不畅,寿命短,发 光效率低下,及芯片电气互连的可靠性不高造成的良率低等和COB技术封装的LED芯片 集成结构光学效果不好的问题,本实用新型要解决的技术问题在于提供一种中间环节热 阻小、散热性好、芯片到布图电路导电层直接电连接、不需要回流焊或波峰焊、封装胶 体可以用树脂或硅胶等,透镜和芯片的位置关系精确、具有高光通量、结构简单、装配 简单、散热效果好、光学效果好的LED集成结构。
[0014] LED集成结构,包括散热基板,LED芯片,透镜,定位透镜或成型透镜的塑胶 件,电连接LED芯片电极的导线和电连接导线的布图电路导电层,其特征在于:在定位 透镜或成型透镜的塑胶件上设有一个或一个以上的第一通孔,在定位透镜或成型透镜的塑胶件的端面上延伸设有固定柱,在散热基板上设有与固定柱配合的第二通孔,固定柱 穿过散热基板的第二通孔,在固定柱的端部设有抵挡部;定位透镜或成型透镜的塑胶件 通过固定柱和抵挡部与散热基板固定;LED芯片通过固晶工艺直接固定在散热基板上, 并置于对应的第一通孔内;布图电路导电层伸入第一通孔的侧壁与LED芯片之间,导线 置于第一通孔内,导线一端与LED芯片的电极电连接,导线的另一端与第一通孔与LED 芯片之间的布图电路导电层电连接;散热基板背离凸台的一侧与散热气体或散热液体直 接接触。
[0015] 作为第一种改进,在散热基板上设有与散热基板一体成型的一个或一个以上的 凸台,LED芯片通过固晶工艺直接固定在凸台的端面上;凸台置于对应的第一通孔内。
[0016] 作为进一步改进,散热基板背离凸台的一侧与散热气体直接接触;在散热基板 背离凸台的一侧设有置于凸台内的散热盲孔或散热阶梯通孔,LED芯片完全覆盖散热阶 梯通孔的小孔;在散热盲孔的周边或散热阶梯通孔大端的周边背离凸台的一侧的散热基 板上设有与基板一体成型的散热凸筋;凸台为圆柱形,在凸台的顶部设有置放LED芯片 的凹陷部,凹陷部的底面为放置LED芯片的平面;凸台的个数为复数个;布图电路导电 层分布在同一个平面内。
[0017] 作为第二种改进,在散热基板上设有与散热基板一体成型的凹陷部,LED芯片 通过固晶工艺直接固定在凹陷部的底面上。
[0018] 作为第三种改进,散热基板朝向布图电路导电层的面为一平面,LED芯片通过 固晶工艺直接固定该平面上。
[0019] 作为方案一至方案五的第一种共同改进,还包括PCB板,布图电路导电层直接 设置在PCB板上,在PCB板上设有与固定柱配合的第三通孔,PCB板设有布图电路导电 层的一侧背离接触散热基板的接触面,固定柱依次穿过PCB板上的第三通孔和散热基板 上的第四通孔,再通过热熔的方式成型有抵挡部或将散热基板、PCB板置于成型定位透 镜或成型透镜的塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型有抵挡部定 位塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型固定柱端部的抵挡部。
[0020] 作为方案一至方案五的第二种共同改进,散热基板为非金属导热绝缘板,布图 电路导电层直接设置在散热基板上并朝向定位透镜或成型透镜的塑胶件;通过热熔的方 式成型固定柱端部的抵挡部或将散热基板置于成型定位透镜或成型透镜的塑胶件的模具 内在成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型固定柱端部的抵挡部。
[0021] 作为方案一至方案五的第三种共同改进,所述的散热基板为金属基板,布图电 路导电层直接设置在散热基板上并朝向定位透镜或成型透镜的塑胶件,在定位透镜或成 型透镜的塑胶件与金属基板之间设有一绝缘层;通过热熔的方式成型固定柱端部的抵挡 部或将散热基板置于成型定位透镜或成型透镜的塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型 透镜的塑胶件时成型固定柱端部的抵挡部。
[0022] 作为方案一至方案五的第四种共同改进,还包括用来封装LED芯片和导线的封 装胶体;透镜通过与第一通孔紧配合或通过压边机热压固定在定位透镜或成型透镜的塑 胶件上;在定位透镜或成型透镜的塑胶件上对应第一通孔的位置设有注入封装胶体的注 胶通道,注胶通道的胶口置于定位透镜或成型透镜的塑胶件远离抵挡部一侧的端面上, 胶口和注胶通道与第一通孔的内侧壁连通;注入封装胶体后,封装胶体进一步将透镜固定;通过热熔的方式成型固定柱端部的抵挡部或将散热基板置于成型定位透镜或成型透 镜的塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型固定柱端部的抵挡部。
[0023] 作为方案一至方案五的第五种共同改进,透镜为封装LED芯片和导线的封装胶 体;通过热熔的方式成型固定柱端部的抵挡部或将散热基板置于成型定位透镜或成型透 镜的塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型固定柱端部的抵挡部。
[0024] 作为方案一至方案五的第六种共同改进,定位透镜或成型透镜的塑胶件为塑胶 环,在散热基板上固定有两个或两个以上相互独立的所述的塑胶环。
[0025] 作为方案一至方案五的第七种共同改进,定位透镜或成型透镜的塑胶件包括塑 胶环和将设定个数的塑胶环连接在一起的与塑胶环一起注塑成型的连接筋,定位透镜或 成型透镜的塑胶件包括两个或两个以上所述的塑胶环。
[0026] 作为方案一至方案五的第八种共同改进,定位透镜或成型透镜的塑胶件为板 状,在定位透镜或成型透镜的塑胶件上设有两个或两个以上所述的第一通孔;透镜与对 应的第一通孔紧配合或通过压边机与定位透镜或成型透镜的塑胶件热压固定。
[0027] —种LED集成结构,包括散热基板,LED芯片,透镜,定位透镜或成型透镜的 塑胶件,电连接LED芯片电极的导线和电连接导线的布图电路导电层,定位透镜或成型 透镜的塑胶件包括塑胶环和将塑胶环连接在一起与塑胶环一起注塑成型的连接筋;在塑 胶环上设有定位透镜或成型透镜的第一通孔;透镜、第一通孔的个数一一对应;LED芯 片置于对应的第一通孔内,布图电路导电层伸入第一通孔内,导线置于第一通孔内,导 线一端与LED芯片的电极电连接,导线的另一端与伸入第一通孔内的布图电路导电层电 连接;还设有将散热基板与定位透镜或成型透镜的塑胶件精确定位的定位机构和将散热 基板与塑胶件固定在一起的紧固件;散热基板背离芯片固定凸台的一侧与散热气体或散 热液体直接接触。
[0028] 作为改进,还包括PCB板,PCB板置于散热基板设有芯片固定凸台的一侧,布 图电路导电层直接设置在PCB板上,PCB板设有布图电路导电层的一侧背离接触散热基 板的接触面,定位机构将散热基板、PCB板和定位透镜或成型透镜的塑胶件精确定位, 紧固件将散热基板、PCB板和定位透镜或成型透镜的塑胶件固定在一起。
[0029] 一种LED集成结构,包括散热基板,LED芯片,透镜,定位透镜或成型透镜的 塑胶件,电连接LED芯片电极的导线和电连接导线的布图电路导电层,定位透镜或成型 透镜的塑胶件为板状,在定位透镜或成型透镜的塑胶件上设有两个或两个以上所述的第 一通孔,透镜、第一通孔的个数一一对应;LED芯片置于对应的第一通孔内,布图电路 导电层伸入第一通孔内,导线置于第一通孔内,导线一端与LED芯片的电极电连接,导 线的另一端与伸入第一通孔内的布图电路导电层电连接;还设有将散热基板与定位透镜 或成型透镜的塑胶件精确定位的定位机构和将散热基板与塑胶件固定在一起的紧固件; 散热基板背离芯片固定凸台的一侧与散热气体或散热液体直接接触。
[0030] 本实用新型的有益效果是:
[0031] 第一个优点是LED芯片直接通过固晶工艺固定在芯片固定凸台上,散热基 板背离芯片固定凸台的一侧与散热气体或散热液体直接接触。这种LED集成结构的 COB(ChipanB0ard)封装设计,与现有的LED集成结构相比,由于本实用新型直接将 LED芯片通过银胶或共晶焊料等固定在基板的芯片固定凸台上,LED芯片工作时产生的热量经过散热基板的芯片固定凸台薄薄的导热层就直接与散热气体如空气接触或与散热 液体接触,接触散热基板的热量因为热冷气体或液体密度差流动效应迅速被带走,从而 带走基板的热量,可以最大限度的减少中间环节的热阻,大大减少LED芯片p-n结发热 部到外部空气环境或散热液体的传热路径距离,从而大大减少热阻。本结构的散热基板 为薄板,散热基板的厚度范围一般在0.2mm至5mm内,主要应用为在散热基板上与散 热基板一体成型多个芯片固定凸台,基板的面积大大的大于芯片固定凸台顶部的面积。 这样一方面大大减少LED芯片产生的热量散发于散热气体即空气中或散热液体中的中间 路径距离和大大增加了与散热液体和散热气体的接触面积,大大减少了热积聚效应,可 大大提高散热效率和使芯片保持于合适的工作温度,从而保持芯片的长寿命及有效发光 效率。芯片固定凸台与散热基板一体成型,因此芯片产生的热量只透过散热基板就直接 散发于空气中,故热阻小,散热速度快,不须借助其它散热件来散热,散热效果便相当 好。LED芯片通过固晶方式直接固定在芯片固定凸台上,LED芯片通过导线直接与布图 电路导电层电连接,由于有芯片固定凸台,使得电连接导线对LED芯片发出的光线的抵 挡阴影降到最低,利于光学二次优化!省去了现有的LED支架,也就是省去了 LED支架 中的散热金属件,及其电极金属脚等多层中间环节,尤其避免了散热金属件与散热基板 的两个零件之间产生的高热阻,因此热阻小,导热快散热效果好,结构简单可靠,尤其 芯片固定凸台与散热基板一体成型更有利于光源的设计与装配工艺,又节省成本。因此 本实用新型结构简单可靠,零件少,厚度薄,易于装配,特别适用于对光源要求大功率 的场合。
[0032] 第二个优点是由于均设有定位透镜或成型透镜的塑胶件,布图电路导电层可伸 入定位透镜或成型透镜的塑胶件内,一方面导线可直接与布图电路导电层电连接,不再 需要通过导电金属支架将导线与布图电路导电层连接或通过接线脚从背离芯片固定凸台 的散热基板穿出与布图电路导电层连接,简化了结构和最大限度的减少中间环节的热 阻,散热效果好;另一方面不再需要焊接金属支架或接线脚与布图电路导电层电连接, 不需要回流焊或波峰焊,因此封装胶体可以用树脂或硅胶等;而且还可保证LED芯片、 电连接导线及其两个焊接端不会暴露于空气中,有利于使用的长寿命。而需要回流焊或 波峰焊时,由于回流焊或波峰焊的温度一般在250C°或280C°,封装胶体就不可以使用 树脂。由于硅胶的价格远远高于树脂,透光性比树脂差,因此本实用新型可以进一步节 省成本,提高LED芯片的光学性能。这种COB封装设计的优点在于每个LED芯片2的 电极都通过键合导线直接与布图电路导电层形成欧姆接触,多路LED芯片阵列的形成是 通过散热基板与LED芯片的电连接装置实现电气互联,即可实现LED芯片的串并联,又 可提高产品的可靠性和生产合格率。
[0033] 第三个优点是定位透镜或成型透镜的塑胶件通过热熔固定柱与散热基板定位和 固定,或通过将散热基板置于成型定位透镜或成型透镜的塑胶件的模具内在成型定位透 镜或成型透镜的塑胶件时成型抵挡部将散热基板定位和固定,或通过定位机构与散热基 板定位和通过紧固件和散热基板固定,固定可靠,在后续的封装工艺过程中,能耐高 温,在高温条件下其固定的可靠性也不会受影响;相对于用紧固件固定,本技术方案因 不需在定位透镜或成型透镜的塑胶件上设计固定孔,对于同样大小的第一通孔,可以减 少相邻第一通孔之间的距离,因此可在单位面积内布置更多的透镜。特别是定位透镜或成型透镜的塑胶件通过在注塑成形定位透镜或成型透镜的塑胶件时与散热基板固定,一 方面省去了将定位透镜或成型透镜的塑胶件安装到散热基板上的安装工序,对于一个散 热基板上设有多个定位透镜或成型透镜的塑胶件的情况下,大大节约了生产成本,另一 方面定位透镜或成型透镜的塑胶件与散热基板在轴向、径向方向均不存在间隙,固定非 常可靠,散热基板与定位透镜或成型透镜的塑胶件之间的位置关系可以非常精确,定位 透镜或成型透镜的塑胶件上的透镜安装位置尺寸可以非常精确,从而提高LED集成结构 的光学效果。
[0034] 第四个优点是散热盲孔或散热阶梯通孔增大散热基板的散热面积,大大减少 LED芯片与空气之间的距离,也就是大大减少LED芯片热量散发于空气的中间路径距 离,从而大大减少热积聚效应,所以有散热孔比无孔的散热效果好。
[0035] 第五个优点是凸筋进一步增加散热基板与空气接触的面积,使散热效果更好。 因为在LED芯片发光时,隔热盲孔内的空气不流通,因此隔热盲孔对LED芯片产生的 热量具有隔热作用,使LED芯片产生的热量主要沿芯片固定凸台和散热凸筋散发到空气 中。
[0036] 第六个优点是凹陷部便于LED芯片的安装和定位,使LED芯片的定位更精确, 更有利于把芯片发出来的光先行定向集聚,提高光效。
[0037] 第七个优点是散热基板为绝缘的非金属板,将布图电路导电层直接设置在散热 基板上,结构简单,散热效果好。散热基板用绝缘导热非金属材料,因此可以获得低热 阻,能够避免布图电路导电层短路,且又能使芯片在工作期间产生的热量通过绝缘导热 材质基板传导出去,良好的热传导使得高密度大功率LED集成芯片封装能够实现。
[0038] 第八个优点是散热基板采用金属材料,因此可以获得低热阻,其上面的布图电 路导电层采用一个厚度相当小的绝缘层进行分隔,此绝缘层能够避免金属质基板短路, 且又能使芯片在工作期间产生的热量通过金属基板传导出去,良好的热传导使得高密度 大功率LED集成芯片封装能够实现。
[0039] 第九个优点是布图电路导电层设置于PCB板上时,定位透镜或成型透镜的塑胶 件又可实现把散热基板、PCB板固定在一起。使用PCB板,便于布图电路导电层的电 路的布图设计,省掉了原来电路布图于散热基板上的复杂的制造工艺,使用了非常成熟 的PCB板,大大节省了成本,既简化了工艺又提高了布图电路导电层的可靠性和设计灵 活性。同时PCB板具有隔热作用,更利于散热基板上的热量沿与空气接触的一侧散发出 去。
[0040] 第十个优点是芯片置于塑胶透镜定位环内,在成型定位透镜或成型透镜的塑胶 件时塑胶用量大大减少,降低成本。透镜通过紧配合或热压方式固定在定位透镜或成型 透镜的塑胶件上,这样透镜先固定再封装,在封装LED芯片时,透镜不会移位,有利于 灌胶和固化工序,特别是比现有的只通过靠硅胶等的粘结力来固定透镜可靠得多。
[0041] 第十一个优点是在一块散热基板上的全部塑胶定位环可在注塑时通过连接筋连 接成一个整体的定位透镜或成型透镜的塑胶件;也可将一块散热基板上的部分透镜定位 环连接为一个整体的定位透镜或成型透镜的在注塑时塑胶件,在一块散热基板上设有两 个或两个以上这种定位透镜或成型透镜的塑胶件。一个芯片固定凸台对应一个塑胶透镜 定位环,在成型塑胶透镜定位环时塑胶用量少,成本低。通过连接筋将塑胶透镜定位环连接为一个整体,第一是在注塑成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时,其模具浇口可以 设置在塑胶透镜定位环上或连接筋上,便于模具浇口的布置和在注塑时更利于模具内的 塑胶充填平衡,而且不同塑胶透镜定位环之间的塑胶流动通过连接筋来实现,可减少模 具浇口的数量和便于模具流道的设计,可用一个模具浇口成型两个或两个以上的塑胶透 镜定位环,如在塑胶透镜定位环个数较少的情况下可只直接设计一个直浇口就可成型多 个塑胶透镜定位环;第二是可减少固定柱的个数,并不需要在每个塑胶定位环上设有两 个或两个以上的固定柱,这样一方面可降低模具制造成本,另一方面可在注塑成型定位 透镜或成型透镜的塑胶件时减少塑胶的用量;第三是对于同样大小的塑胶透镜定位环, 可将固定柱设计在塑胶透镜定位环和连接筋交界的位置,因此可增加固定柱的横截面; 第四是对于同样大小的塑胶透镜定位环,因为成型相邻的透镜定位环的模腔薄壁被连通 为成型连接筋的型腔,因此在单位面积内可排列更多的塑胶透镜定位环,模具的使用寿 命更长;第五是塑胶透镜定位环与塑胶透镜定位环之间的位置关系更精确、固定更可 靠,从而使透镜之间的位置关系更精确,提高光学效果。透镜通过紧配合或热压方式固 定在定位透镜或成型透镜的塑胶件上,这样透镜先固定再封装,在封装LED芯片时,透 镜不会移位,有利于灌胶和固化工序,特别是比现有的只通过靠硅胶等的粘结力来固定 透镜可靠得多。
[0042] 第十二个优点是在一块散热基板可只设有一个板状的定位透镜或成型透镜的塑 胶件;也可在一块散热基板上设有两个或两个以上的板状的定位透镜或成型透镜的塑胶 件。定位透镜或成型透镜的塑胶件为板状,第一是在注塑成型定位透镜或成型透镜的塑 胶件时,其模具浇口设计更灵活,便于模具浇口的布置和在注塑时更利于模具内的塑胶 充填平衡;第二是可减少固定柱的个数和可增加固定柱的横截面;第三是单位面积内可 布设更多的透镜;第四是透镜之间的位置关系更精确,提高光学效果。透镜通过紧配 合或热压方式固定在定位透镜或成型透镜的塑胶件上,这样透镜先固定再封装,在封装 LED芯片时,透镜不会移位,有利于灌胶和固化工序,特别是比现有的只通过靠硅胶等 的粘结力来固定透镜可靠得多。
[0043] 第十三个优点是,定位透镜或成型透镜的塑胶件为板状,固定柱置于每四个相 邻的第一通孔的中心。对于同样大小的第一通孔,可以最大限度地减少相邻第一通孔之 间的距离,因此可在单位面积内最大限度地布置更多的透镜,应用于点阵显示屏时,可 最大限度实现高清图像显示。
[0044] 第十四个优点是设在散热基板表面的碳化硅涂层,同时具有高热传导率以及高 热辐射率等优点,在无强制风扇对流的应用领域下,例如LED照明,更能显现其散热功 能。碳化硅具有优异之热传导特性(130〜160W/m.K),良好的绝缘性,并具有比铜、 铝等金属高5〜8倍之热辐射率,且为非金属等的应用。例如将铝鰭片喷上碳化硅散热 涂料之后,不但有效将温度降低5度〜7度,整体散热效率更增加10%〜15%。
[0045] 第十五个优点是注胶通道的胶口置于塑胶透镜定位件远离抵挡部一侧的端面 上,注胶通道与塑胶透镜定位件的内侧壁连通,便于注胶;由于塑胶透镜定位件是塑胶 件,因此胶口和注胶通道易成型。在注入封装胶体前,透镜与塑胶透镜定位件紧配合或 热压固定,这样透镜先固定再封装,在封装LED芯片时,透镜不会移位,有利于灌胶和 固化工序,特别是比现有的只通过靠硅胶等的粘结力来固定透镜可靠得多。当封装LED芯片时,先把芯片通过固晶方式固定在散热基板芯片固定凸台上,再焊接电连接导线, 然后再安装透镜,在抽真空环境中通过塑胶透镜定位件上的注胶口进行注胶,因此,塑 胶透镜定位件可实现封装时的透镜位置的精确安装,以及通过抽真空及注胶后把透镜、 LED芯片、电连接导线及其两个焊接端、散热基板及其芯片固定凸台固化在一起,特别 是封装时这种结构可实现在抽真空环境下封装胶体固化时无气泡产生,对LED芯片的发 光质量起到重要的保证作用,不会导致散发出来的光线有光斑,阴影等光学先天缺陷; 由于没有了气泡产生的LED芯片发光质量的光学先天缺陷,更有利于LED光源的光学 二次优化开发,塑胶透镜定位件使透镜安装方便和实现透镜安装位置精确固定和固定可 靠,对光效的聚集利于光学的二次优化,最终实现光学效果好,同时塑胶透镜定位件和 透镜又使注胶时硅胶的填充量少,可降低成本。
附图说明
[0046] 图1是本实用新型实施例1的主视图。
[0047] 图2是沿图1的A-A的剖视图。
[0048] 图3是本实用新型实施例1的立体分解示意图。
[0049] 图4是本实用新型实施例1从另一个方向投影的立体分解示意图。
[0050] 图5是本实用新型实施例2的立体分解示意图。
[0051] 图6是本实用新型实施例3的主视图。
[0052] 图7是沿图6的B-B的剖视图。
[0053] 图8是本实用新型实施例3的立体分解示意图。
[0054] 图9是本实用新型实施例4的立体分解示意图。
[0055] 图10是图9的I部放大图。
[0056] 图11是本实用新型实施例5的立体分解示意图。
[0057] 图12是本实用新型实施例6的立体分解示意图。
[0058] 图13是本实用新型实施例7的立体分解示意图。
[0059] 图14是本实用新型实施例8的塑胶透镜定位板的立体示意图。
[0060] 图15是本实用新型实施例9的立体示意图。
[0061] 图16是本实用新型实施例10的立体示意图。
[0062] 图17是本实用新型实施例10从另一个方向投影的立体示意图。
[0063] 图18是本实用新型实施例10的LED集成结构的立体示意图。
[0064] 图19是本实用新型实施例11的立体示意图。
[0065] 图20是本实用新型实施例12的立体示意图。
[0066] 图21是本实用新型实施例13的立体示意图。
[0067] 图22是本实用新型实施例14的主视图。
[0068] 图23是沿图22的C-C的剖视图。
[0069] 图24是本实用新型实施例14的立体分解示意图。
[0070] 图25是本实用新型实施例15的立体分解示意图。
[0071] 图26是本实用新型实施例16的立体分解示意图。
[0072] 图27是本实用新型实施例17的立体分解示意图。[0073] 图28是图27的II部放大图。
[0074] 图29是本实用新型实施例18的立体分解示意图。
[0075] 图30是本实用新型实施例19的立体分解示意图。
[0076] 图31是本实用新型实施例20的立体分解示意图。
[0077] 图32是本实用新型实施例21的塑胶透镜定位板的立体示意图。
[0078] 图33是本实用新型实施例22的主视图。
[0079] 图34是沿图33的D-D的剖视图。
[0080] 图35是本实用新型实施例23的主视图。
[0081] 图36是沿图35的E-E的剖视图。
[0082] 实施例1
[0083] 如图1至图4所示,一种LED集成结构,包括散热基板1,PCB板2、LED芯 片3,透镜4,透镜定位环5,电连接LED芯片3的电极的金线6和电连接金线6的布图 电路导电层7,用来封装LED芯片3和金线6的封装胶体8。透镜定位环5选用耐高温 的PPA塑料。
[0084] 在透镜定位环5上设有定位透镜4和包覆封装胶体8的第一通孔23,透镜定位环 5上延伸设有固定柱9,在固定柱9的端部通过将散热基板1置于成型透镜定位环5的模 具内在成型塑胶定位环时成型有抵挡部10。在透镜定位环5上设有注入封装胶体8的注 胶通道11,注胶通道11的胶口 12置于透镜定位环5远离抵挡部一侧的端面上,胶口 12 和注胶通道11与第一通孔23的侧壁连通。
[0085] 散热基板1由高导热材质的薄板金属或金属合金冲压而成,其材料可以是不锈 钢、铜、钨、铝、氮化铝、铬等或其合金。散热基板1包括一平板状的底板13,与散热 基板1 一体成型的凸出底板13的复数个芯片固定凸台14,对应每个芯片固定凸台14设 有与固定柱9配合的第二通孔15。芯片固定凸台14的横截面为圆形,底板13的横截面 的面积大大的大于芯片固定凸台13的横截面的面积,至少是芯片固定凸台13的横截面的 面积的三倍或三倍以上。在芯片固定凸台14的顶部设有与芯片固定凸台14同心的置放 LED芯片3的凹陷部16,凹陷部16的底面为放置LED芯片3的平面。在散热基板1背 离芯片固定凸台14的一侧设有置于芯片固定凸台14内与芯片固定凸台14同心的散热阶 梯通孔的大孔17、小孔22。在阶梯通孔的大孔17的周边背离芯片固定凸台14 一侧的 散热基板1上设有与散热基板1 一体成型的散热凸筋18,在散热凸筋18内设有隔热盲孔 19,隔热盲孔19朝向芯片固定凸台14的一侧与散热基板1的底板13朝向芯片固定凸台 14 一侧连通。散热基板1背离芯片固定凸台14的一侧与散热气体直接接触。
[0086] 布图电路导电层7直接设置在PCB板2上,布图电路导电层7分布在同一个平 面上。在PCB板2上对应每个芯片固定凸台14设有与芯片固定凸台14配合的第四通孔 20和与固定柱9配合的第三通孔21,PCB板2置于散热基板1设有芯片固定凸台14的一 侧并与散热基板1直接接触,PCB板2设有布图电路导电层7的一侧背离接触散热基板1 的接触面。
[0087] 散热基板1的芯片固定凸台14穿过PCB板2的第四通孔20,透镜定位环5的固 定柱9穿过PCB板2上的第三通孔21、散热基板1的第二通孔15,通过固定柱9的端部 的抵挡部10与PCB板2、散热基板1固定,这样PCB板2和散热基板1与透镜定位环5固定在一起。芯片固定凸台14置于对应的透镜定位环5的第一通孔23内,布图电路导 电层7伸入第一通孔23的内侧壁与芯片固定凸台14外侧壁之间,LED芯片3通过固晶 工艺直接固定在芯片固定凸台14的端面上,金线6置于透镜定位环5内,金线6—端与 LED芯片3的电极电连接,金线6的另一端与伸入透镜定位环5内的布图电路导电层7电 连接;透镜4安装在透镜定位环5上与透镜定位环5紧配合固定。通过胶口 12和注胶通 道11注入的封装胶体8进一步将透镜4固定。
[0088] 实施例2
[0089] 如图5所示,与实施例1不同的是,一种LED集成结构,包括散热基板50, LED芯片51,透镜52,透镜定位环53,电连接LED芯片51电极的导线54和电连接导 线54的布图电路导电层55,用来封装LED芯片51和导线54的封装胶体56。透镜定位 环53选用耐高温的PPO+GF塑料,透镜定位环的个数为六个。在散热基板50上不设有 散热凸筋和隔热盲孔。
[0090] 散热基板50由高导热材质的陶瓷等压铸而成。布图电路导电层55直接设置在 散热基板50上,布图电路导电层55分布在同一个平面上。
[0091] 透镜定位环53的固定柱57穿过散热基板50通过固定柱57和固定柱57端部的 抵挡部58与散热基板50固定,这样散热基板50与透镜定位环53固定在一起。
[0092] 实施例3
[0093] 如图6至图8所示,与实施例2不同的是,散热基板100由高导热材质的薄板金 属或金属合金冲压而成,其材料可以是不锈钢、铜、钨、铝、氮化铝、铬等或其合金, 在散热基板100表面设有一层碳化硅涂层(未示出),透镜定位环的个数为三个。在散热 基板100背离芯片固定凸台101的一侧设有置于芯片固定凸台101内与芯片固定凸台101 同心的散热盲孔102。
[0094] 在透镜定位环106上延伸设有固定柱104,在固定柱104的端部通过热熔的方式 成型有抵挡部105。
[0095] 透镜定位环106的固定柱104穿过散热基板100通过固定柱104端部热熔抵挡部 与散热基板100固定,这样散热基板100与透镜定位环106固定在一起。
[0096] 实施例4
[0097] 如图9、图10所示,与实施例1不同的是,塑胶透镜定位环201通过连接筋202 连结为一个整体。在芯片固定凸台203的顶部凹陷部204内通过固晶工艺固定有R色LED 芯片208、G色LED芯片209、B色LED芯片210。当散热基板200、PCB板223和塑 胶透镜定位环201固定在一起时,芯片固定凸台203置于对应塑胶透镜定位环201的第一 通孔224内,布图电路导电层212、214、216、218、220、222伸入第一通孔224的内侧 壁与芯片固定凸台203的外侧壁之间并彼此独立,金线211、213、215、217、219、221 置于第一通孔224内。R色的LED芯片208的正极通过金线211与伸入第一通孔224的 内侧壁与芯片固定凸台203的外侧壁之间的第一布图电路导电层212电连接,R色的LED 芯片208的负极通过金线213与伸入第一通孔224的内侧壁与芯片固定凸台203的外侧壁 之间的布图电路导电层214电连接。G色的LED芯片209的正极通过金线215与伸入第 一通孔224的内侧壁与芯片固定凸台203的外侧壁之间的布图电路导电层216电连接,G 色的LED芯片209的负极通过金线217与伸入第一通孔224的内侧壁与芯片固定凸台203的外侧壁之间的布图电路导电层218电连接。B色的LED芯片210的正极通过金线219 与伸入第一通孔224的内侧壁与芯片固定凸台203的外侧壁之间的布图电路导电层220电 连接,B色的LED芯片210的负极通过金线221与伸入第一通孔224的内侧壁与芯片固 定凸台203的外侧壁之间的布图电路导电层222电连接。
[0098] 实施例5
[0099] 如图11所示,与实施例4不同的是,塑胶透镜定位件为透镜定位塑胶板250,透 镜定位塑胶板250的个数为一个。在透镜定位塑胶板250上设有六个与散热基板251的 芯片固定凸台252 —一配合的用来定位透镜254和包覆封装胶体258的第一通孔253。透 镜254通过紧配合固定在第一通孔253内。在透镜定位塑胶板250的端面上延伸设有固 定柱255,在固定柱255的端部通过将散热基板251、PCB板256置于成型透镜定位塑胶 板250的模具内在成型透镜定位塑胶板250时成型有抵挡部257。在透镜定位塑胶板250 上设有注入封装胶体258的注胶通道259,注胶通道259的胶口 260置于透镜定位塑胶板 250远离抵挡部一侧的端面上,胶口 260和注胶通道259与第一通孔253的侧壁连通。
[0100] 实施例6
[0101] 如图12所示,与实施例4不同的是。在塑胶透镜定位环280间还另外连接有连 接筋281、282、283、284。在塑胶透镜定位环280的端面上设有定位柱291,在散热基 板285上设有与定位柱291配合的定位孔286,在PCB板287上设有与定位柱291配合的 定位孔288,PCB板287、散热基板285通过定位柱291精确定位。PCB板287、散热基 板285、塑胶透镜定位件289通过螺钉290固定在一起,而不是通过固定柱和抵挡部固定 在一起。在塑胶透镜定位件289上的固定孔292置于连接筋和塑胶透镜定位环280的连 接处。
[0102] 实施例7
[0103] 如图13所示,与实施例5不同的是,在散热基板300上凸设有定位柱301,在 塑胶透镜定位件303设有与定位柱301配合的定位孔304,在PCB板305上设有与定位 柱301配合的定位孔306,塑胶透镜定位件303、PCB板305通过定位柱301与散热基板 300精确定位。PCB板305、散热基板300、塑胶透镜定位件303通过螺钉302固定在一 起,而不是通过固定柱和抵挡部将固定在一起。
[0104] 实施例8
[0105] 如图14所示,与实施例5不同的是,在塑胶透镜定位板310上的第一通孔311的 个数为24个。固定柱312均勻分布在每四个相邻的第一通孔311的中心和第一通孔311 的外侧。
[0106] 实施例9
[0107] 如图15所示,一种LED灯,包括灯盖321和LED集成结构。灯盖321和LED 集成结构的散热基板322固定在一起,散热基板322直接与外部的空气直接接触。LED 集成结构与实施例4同。
[0108] 实施例10
[0109] 如图16至图18所示,一种LED点阵显示屏,包括顶盖331,透明板332和LED 集成结构。透明板332与顶盖331安装在一起、顶盖331与LED集成结构的散热基板333 安装在一起。与实施例6不同的是,LED集成结构还包括成像控制器334,每个芯片的布图电路导电层与成像控制器334单独电连接。
[0110] 实施例11
[0111] 如图19所示,一种直下式背光装置,包括安装在一起的导光板340和LED背光 源模组341,LED背光源模组341包括LED集成结构,LED集成结构与实施5相同。
[0112] 实施例12
[0113] 如图20所示,一种侧光式背光装置,包括安装在一起的导光板350和LED背光 源模组351,LED背光源模组351包括LED集成结构,LED集成结构与实施5相同。
[0114] 实施例13
[0115] 如图21所示,一种投影装置,包括LED光源360、成像系统361和投影成像屏 幕362,LED光源360包括LED集成结构,LED集成结构与实施5相同。
[0116] 实施例14
[0117] 如图22至图24所示,与实施例1不同的是,一种LED集成结构,包括散热基 板401,PCB板402、LED芯片403,透镜404,塑胶透镜成型环405,电连接LED芯片 403的电极的金线406和电连接金线406的布图电路导电层407。
[0118] 第一通孔408为成型透镜404的锥形孔。通过向成型透镜404的模具灌胶成型透 镜404并对LED芯片403和金线406封装,胶固化透镜404与透镜成型环405、LED芯 片403、金线406和散热基板401的芯片固定凸台414、PCB板402固定。透镜404的侧 壁由第一通孔408成型,为锥形,透镜404的顶部由成形透镜404的模具成型,为弧形。
[0119] 实施例15
[0120] 如图25所示,与实施例4不同的是,一种LED集成结构,包括散热基板450, LED芯片451,透镜452,塑胶透镜成型环453,电连接LED芯片451电极的导线454和 电连接导线454的布图电路导电层455。
[0121] 透镜452的顶部为平面。
[0122] 散热基板450由高导热材质的陶瓷等压铸而成。散热基板450包括一平板状的 底板461,与散热基板450—体成型的凸出底板461的复数个凸台462,对应每个凸台462 设有与固定柱457配合的第二通孔463。布图电路导电层455直接设置在散热基板450 上,布图电路导电层455分布在同一个平面上。
[0123] 实施例16
[0124] 如图26所示,与实施例15不同的是,散热基板500由高导热材质的薄板金属或 金属合金冲压而成,其材料可以是不锈钢、铜、钨、铝、氮化铝、铬等或其合金,在散 热基板500表面设有一层碳化硅涂层(未示出),透镜定位环的个数为六个。在散热基板 500背离凸台501的一侧设有置于凸台501内与凸台501同心的散热盲孔。散热基板500 背离凸台501的一侧与散热气体直接接触。
[0125] 透镜成型环506的固定柱504穿过散热基板500通过固定柱504端部热熔抵挡部 505与散热基板500固定,这样散热基板500与透镜成型环506固定在一起。
[0126] 透镜503的顶部为球面。
[0127] 实施例17
[0128] 如图27、图28所示,与实施例14不同的是,塑胶透镜成型环521通过连接筋 522连结为一个整体的成形透镜的塑胶件519。在凸台523的顶部凹腔524内通过固晶工艺固定有R色LED芯片528、G色LED芯片529、B色LED芯片530。当散热基板520、 PCB板543和成形透镜的塑胶件519固定在一起时,凸台523置于对应塑胶透镜成型环 521的第一通孔544内,布图电路导电层532、534、536、538、540、542伸入第一通孔 544的内侧壁与凸台523的外侧壁之间并彼此独立,金线531、533、535、537、539、541 置于第一通孔544内。R色的LED芯片528的正极通过金线531与伸入第一通孔544的 内侧壁与凸台523的外侧壁之间的第一布图电路导电层532电连接,R色的LED芯片528 的负极通过金线533与伸入第一通孔544的内侧壁与凸台523的外侧壁之间的布图电路导 电层534电连接。G色的LED芯片529的正极通过金线535与伸入第一通孔544的内侧 壁与凸台523的外侧壁之间的布图电路导电层536电连接,G色的LED芯片529的负极 通过金线537与伸入第一通孔544的内侧壁与凸台523的外侧壁之间的布图电路导电层 538电连接。B色的LED芯片530的正极通过金线539与伸入第一通孔544的内侧壁与 凸台523的外侧壁之间的布图电路导电层540电连接,B色的LED芯片530的负极通过 导线541与伸入第一通孔544的内侧壁与凸台523的外侧壁之间的布图电路导电层542电 连接。在透镜525上设有与成形透镜的塑胶件519上的孔526配合的加强固定柱527。
[0129] 实施例18
[0130] 如图29所示,与实施例14不同的是,透镜成型塑胶件为透镜成型塑胶板600, 透镜成型塑胶板600的个数为一个。在透镜成型塑胶板600上设有与散热基板601的凸 台602 —一配合的用来成型透镜604的第一通孔603。在透镜成型塑胶板600的端面上延 伸设有固定柱605,在固定柱605的端部通过将散热基板601、PCB板606置于成型透镜 成型塑胶板600的模具内在成型透镜成型塑胶板600时成型有抵挡部607。
[0131] 实施例19
[0132] 如图30所示,与实施例17不同的是。在塑胶透镜定位环620间还另外连接有 连接筋621、622、623、624。在塑胶透镜定位环620的端面上设有定位柱631,在散热 基板625上设有与定位柱631配合的定位孔626,在PCB板627上设有与定位柱631配合 的定位孔628,PCB板627、散热基板625通过定位柱631精确定位。PCB板627、散热 基板625、塑胶透镜定位件629通过螺钉630固定在一起,而不是通过固定柱和抵挡部固 定在一起。在塑胶透镜定位件629上的固定孔632置于连接筋和塑胶透镜定位环620的 连接处。
[0133] 实施例20
[0134] 如图31所示,与实施例18不同的是,在散热基板650上凸设有定位柱651,在 塑胶透镜定位件653设有与定位柱651配合的定位孔654,在PCB板655上设有与定位 柱651配合的定位孔656,塑胶透镜定位件653、PCB板655通过定位柱651与散热基板 650精确定位。PCB板655、散热基板650、塑胶透镜定位件653通过螺钉652固定在一 起,而不是通过固定柱和抵挡部将固定在一起。
[0135] 实施例21
[0136] 如图32所示,与实施例18不同的是,在塑胶透镜定位板670上的第一通孔671 的个数为24个。固定柱672均勻分布在每四个相邻的第一通孔671的中心和第一通孔 671的外侧。
[0137] 实施例22[0138] 如图33、34所示,与实施例1不同的是,在散热基板681上朝向布图电路导电 层682的一侧设有与散热基板681 —体成型的凹孔683,凹孔683对应背离布图电路导电 层682的一侧为凸出部684,LED芯片685通过固晶工艺直接固定在凹孔683内。
[0139] 实施例23
[0140] 如图35、36所示,与实施例3不同的是,散热基板690为一平板,LED芯片691
通过固晶工艺直接固定在散热基板690端部的平面上。
[0141] 本实用新型并不限于上述实施例。本实用新型散热基板的形状可根据需要设计 各种形状,甚至可设计为产品外观件,本实用新型只是截取其中LED芯片单元,故本实 用新型的模具分型面只是示意说明,可以根据基板的形状来确定分型面。本实用新型中 的芯片固定凸台个数可从一个到很多个,本实用新型只是例举几种LED集成结构单元。 本实用新型中的布图电路导电层只是示意说明。在一个芯片固定凸台上,可固定一个 LED芯片,也可固定两个不同颜色的LED芯片,三个R、G、B不同颜色的芯片,或者是 三个以上的芯片。当芯片个数不同时,布图电路导电层的设计相应修改,属现有技术, 本实用新型不再详细说明。本实用新型中的散热基板与散热液体直接接触,只需散热基 板不漏液体即可,故在本实用新型中不再用实施例说明。

Claims (21)

1.LED集成结构,包括散热基板,LED芯片,透镜,定位透镜或成型透镜的塑胶 件,电连接LED芯片电极的导线和电连接导线的布图电路导电层,其特征在于:在定位 透镜或成型透镜的塑胶件上设有一个或一个以上的第一通孔,在定位透镜或成型透镜的 塑胶件的端面上延伸设有固定柱,在散热基板上设有与固定柱配合的第二通孔,固定柱 穿过散热基板的第二通孔,在固定柱的端部设有抵挡部;定位透镜或成型透镜的塑胶件 通过固定柱和抵挡部与散热基板固定;LED芯片通过固晶工艺直接固定在散热基板上, 并置于对应的第一通孔内;布图电路导电层伸入第一通孔的侧壁与LED芯片之间,导线 置于第一通孔内,导线一端与LED芯片的电极电连接,导线的另一端与第一通孔与LED 芯片之间的布图电路导电层电连接;散热基板背离凸台的一侧与散热气体或散热液体直 接接触。
2.如权利要求1所述的LED集成结构,其特征在于:在散热基板上设有与散热基板 一体成型的一个或一个以上的凸台,LED芯片通过固晶工艺直接固定在凸台的端面上; 凸台置于对应的第一通孔内。
3.如权利要求2所述的LED集成结构,其特征在于:散热基板背离凸台的一侧与散 热气体直接接触;在散热基板背离凸台的一侧设有置于凸台内的散热盲孔或散热阶梯通 孔,LED芯片完全覆盖散热阶梯通孔的小孔;在散热盲孔的周边或散热阶梯通孔大端的 周边背离凸台的一侧的散热基板上设有与基板一体成型的散热凸筋;凸台为圆柱形,在 凸台的顶部设有置放LED芯片的凹陷部,凹陷部的底面为放置LED芯片的平面;凸台的 个数为复数个;布图电路导电层分布在同一个平面内。
4.如权利要求1所述的LED集成结构,其特征在于:在散热基板上设有与散热基板 一体成型的凹陷部,LED芯片通过固晶工艺直接固定在凹陷部的底面上。
5.如权利要求1所述的LED集成结构,其特征在于:散热基板朝向布图电路导电层 的面为一平面,LED芯片通过固晶工艺直接固定该平面上。
6.如权利要求1至5任意一项所述的LED集成结构,其特征在于:还包括PCB板, 布图电路导电层直接设置在PCB板上,在PCB板上设有与固定柱配合的第三通孔,PCB 板设有布图电路导电层的一侧背离接触散热基板的接触面,固定柱依次穿过PCB板上 的第三通孔和散热基板上的第四通孔,再通过热熔的方式成型有抵挡部或将散热基板、 PCB板置于成型定位透镜或成型透镜的塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型透镜的塑 胶件时成型有抵挡部定位塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型固 定柱端部的抵挡部。
7.如权利要求1至5任意一项所述的LED集成结构,其特征在于:散热基板为非金属 导热绝缘板,布图电路导电层直接设置在散热基板上并朝向定位透镜或成型透镜的塑胶 件;通过热熔的方式成型固定柱端部的抵挡部或将散热基板置于成型定位透镜或成型透 镜的塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型固定柱端部的抵挡部。
8.如权利要求1至5任意一项所述的LED集成结构,其特征在于:所述的散热基板 为金属基板,布图电路导电层直接设置在散热基板上并朝向定位透镜或成型透镜的塑胶 件,在定位透镜或成型透镜的塑胶件与金属基板之间设有一绝缘层;通过热熔的方式成 型固定柱端部的抵挡部或将散热基板置于成型定位透镜或成型透镜的塑胶件的模具内在 成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型固定柱端部的抵挡部。
9.如权利要求1至5任意一项所述的LED集成结构,其特征在于:还包括用来封装 LED芯片和导线的封装胶体;透镜通过与第一通孔紧配合或通过压边机热压固定在定位 透镜或成型透镜的塑胶件上;在定位透镜或成型透镜的塑胶件上对应第一通孔的位置设 有注入封装胶体的注胶通道,注胶通道的胶口置于定位透镜或成型透镜的塑胶件远离抵 挡部一侧的端面上,胶口和注胶通道与第一通孔的内侧壁连通;注入封装胶体后,封装 胶体进一步将透镜固定;通过热熔的方式成型固定柱端部的抵挡部或将散热基板置于成 型定位透镜或成型透镜的塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型固 定柱端部的抵挡部。
10.如权利要求1至5任意一项所述的LED集成结构,其特征在于:透镜为封装LED 芯片和导线的封装胶体;通过热熔的方式成型固定柱端部的抵挡部或将散热基板置于成 型定位透镜或成型透镜的塑胶件的模具内在成型定位透镜或成型透镜的塑胶件时成型固 定柱端部的抵挡部。
11.如权利要求1至5任意一项所述的一种LED集成结构,其特征在于:定位透镜或 成型透镜的塑胶件为塑胶环,在散热基板上固定有两个或两个以上相互独立的所述的塑 胶环。
12.如权利要求1至5任意一项所述的一种LED集成结构,其特征在于:定位透镜或 成型透镜的塑胶件包括塑胶环和将设定个数的塑胶环连接在一起的与塑胶环一起注塑成 型的连接筋,定位透镜或成型透镜的塑胶件包括两个或两个以上所述的塑胶环。
13.如权利要求1至5任意一项所述的一种LED集成结构,其特征在于:定位透镜或 成型透镜的塑胶件为板状,在定位透镜或成型透镜的塑胶件上设有两个或两个以上所述 的第一通孔;透镜与对应的第一通孔紧配合或通过压边机与定位透镜或成型透镜的塑胶 件热压固定。
14. 一种LED集成结构,包括散热基板,LED芯片,透镜,定位透镜或成型透镜的塑 胶件,电连接LED芯片电极的导线和电连接导线的布图电路导电层,其特征在于:定位 透镜或成型透镜的塑胶件包括塑胶环和将塑胶环连接在一起与塑胶环一起注塑成型的连 接筋;在塑胶环上设有定位透镜或成型透镜的第一通孔;透镜、第一通孔的个数一一对 应;LED芯片置于对应的第一通孔内,布图电路导电层伸入第一通孔内,导线置于第一 通孔内,导线一端与LED芯片的电极电连接,导线的另一端与伸入第一通孔内的布图电 路导电层电连接;还设有将散热基板与定位透镜或成型透镜的塑胶件精确定位的定位机 构和将散热基板与塑胶件固定在一起的紧固件;散热基板背离芯片固定凸台的一侧与散 热气体或散热液体直接接触。
15.如权利要求14所述的一种LED集成结构,其特征在于:还包括PCB板,PCB板 置于散热基板设有芯片固定凸台的一侧,布图电路导电层直接设置在PCB板上,PCB板 设有布图电路导电层的一侧背离接触散热基板的接触面,定位机构将散热基板、PCB板 和定位透镜或成型透镜的塑胶件精确定位,紧固件将散热基板、PCB板和定位透镜或成 型透镜的塑胶件固定在一起。
16.—种LED集成结构,包括散热基板,LED芯片,透镜,定位透镜或成型透镜的 塑胶件,电连接LED芯片电极的导线和电连接导线的布图电路导电层,其特征在于:定 位透镜或成型透镜的塑胶件为板状,在定位透镜或成型透镜的塑胶件上设有两个或两个以上所述的第一通孔,透镜、第一通孔的个数一一对应;LED芯片置于对应的第一通孔 内,布图电路导电层伸入第一通孔内,导线置于第一通孔内,导线一端与LED芯片的电 极电连接,导线的另一端与伸入第一通孔内的布图电路导电层电连接;还设有将散热基 板与定位透镜或成型透镜的塑胶件精确定位的定位机构和将散热基板与塑胶件固定在一 起的紧固件;散热基板背离芯片固定凸台的一侧与散热气体或散热液体直接接触。
17.如权利要求16所述的一种LED集成结构,其特征在于:还包括PCB板,PCB板 置于散热基板设有芯片固定凸台的一侧,布图电路导电层直接设置在PCB板上,PCB板 设有布图电路导电层的一侧背离接触散热基板的接触面,定位机构将散热基板、PCB板 和定位透镜或成型透镜的塑胶件精确定位,紧固件将散热基板、PCB板和定位透镜或成 型透镜的塑胶件固定在一起。
18. 一种具有如权利要求1至5任意一项所述的LED集成结构的LED灯。
19. 一种具有如权利要求1至5任意一项所述的LED点阵显示屏,在所述的LED点 阵显示屏内包括所述的LED集成结构,所述的LED集成结构还包括成像控制器,每个芯 片的布图电路导电层与成像控制器单独电连接。
20. 一种具有如权利要求1至5任意一项所述的LED集成结构的背光装置,包括安装 在一起的导光板和LED背光源,LED背光源包括所述的LED集成结构。
21. 一种具有如权利要求1至5任意一项所述的LED集成结构的投影装置,包括光 源、成像系统和投影成像屏幕,LED光源包括所述的LED集成结构。
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