CN204045622U - Led 封装器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种LED封装器件，用于解决现有LED器件使用过程中质量劣化的问题。其所采用的技术方案如下：该LED封装器件包括支架，支架包括金属基板以及设在金属基板上的围墙体，围墙体内有槽，LED芯片设在槽内；所述围墙体包括所述槽的槽侧壁，在槽侧壁上有一层反射颗粒层；在所述槽底、所述金属基板上面设有绝缘导热颗粒层，该绝缘导热颗粒层设在所述LED芯片周围，且其高度不高过LED芯片的高度。本实用新型可以明显改善器件的出光率，提高了其光通量，增加其稳定性和延长其使用寿命，优化产品的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED器件，特别是涉及LED封装技术。
背景技术
现有的LED封装器件为了便于散热会采用金属材料作为基板，在基板上用白色热固性材料作为LED芯片槽的围墙体，其中白色热固性围墙体同时起到一定的反射作用。LED芯片被荧光粉胶封装在槽内。
由于LED芯片在工作过程中会产生大量的热量。释放的热量会使金属基板慢慢氧化，从而降低了其导热性能，散热效率降低将导致基板在槽的一面进一步积热，进而温度进一步升高，高温会加快金属基板的氧化或硫化，并且使LED芯片的寿命缩短。除此以外，由于围墙体采用的是白色热固性材料，其在长时间受热后，会发生氧化，其颜色会发生变化，即颜色会变深，甚至发生黄化，进而降低了其反射作用，导致出光率降低。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种LED封装器件，用于解决现有LED器件使用过程中质量劣化的问题。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
该LED封装器件包括支架，支架包括金属基板以及设在金属基板上的围墙体，围墙体内有槽，LED芯片设在槽内；所述围墙体包括所述槽的槽侧壁，在槽侧壁上有一层反射颗粒层；在所述槽底、所述金属基板上面设有绝缘导热颗粒层，该绝缘导热颗粒层设在所述LED芯片周围，且其高度不高过LED芯片的高度。在槽内可以设置一颗LED芯片，也可以设置两颗或两颗以上的LED芯片。
优选地：所述反射颗粒层为反射颗粒与胶体的混合物。胶体可以是环氧树脂或硅胶。如果没有胶体作为颗粒的载体，则可以将反射颗粒烧结后置于槽侧壁上；或者将反射颗粒搅拌于用可挥发性载体溶液中，喷涂在槽侧壁上，等载体溶液挥发，反射颗粒可自行依附与槽侧壁上。
优选地：所述金属基板为镀银的铜基板。所述铜基板为纯铜、青铜、紫铜或红铜，也可以为其它主要成为铜的合金。
优选地：所述围墙体的槽侧壁的敞口倾角为5°至25°。倾角可以是5°和25°，也可以是它们之间的任意角度。敞口角度的选择，主要是考虑到有利于出光。本发明的围墙体采用的是不透光的材料，例如黑色。因此，其制成的器件强调其聚光性，而过大的敞口倾角不利于聚光，所以较小范围的敞口角度即可以保证较高的出光率，又可以保证其一定的聚光性。
优选地：所述围墙体为黑色热固化材料。黑色热固化材料的成本通常都比较低。例如可以采用黑色电木，或者黑色热固化材料的回料。由于黑色热固化材料具有很强的吸光吸热特性，因此，一定要在槽侧壁上设一层反射层。由于黑色有利于散热，因此，相比白色，黑色的围墙体还可以起到加强散热的作用。
优选地：所述反射颗粒为氧化钛或硫酸钡材料。或者它们的混合体。它们可以为纳米级别的材料。白色材料具有很强的反射特性，上述的氧化钛和硫酸钡只是常用的积分球中用到的反光材料，但是本发明不限于上述两种白色反光材料。
优选地：所述绝缘导热颗粒层为氧化铝、氧化硅或氧化钛材料。或者它们的混合体。所述绝缘导热颗粒为纳米级别颗粒。绝缘导热颗粒的粒度越细，其导热性能就越好。当绝缘导热颗粒的粒度直径达到纳米级别的时候，导热颗粒会形成一定的导热通道，其会强化导热效果。除此以外，纳米级别的绝缘导热颗粒会充分填充金属基板表面的缝隙和孔隙，例如，镀银铜基板，纳米绝缘导热颗粒会充分填充银表面的孔隙，这种行为，会增加接触面积，即增加导热效果；除此以外，还会防止这些孔隙与空气接触，进而防止银被硫化，也就是说，该那么绝缘导热颗粒会形成一层银的保护层。这种结构可以明显增加基板的寿命，进而延长整个器件的稳定性和使用寿命。
优选地：所述绝缘导热颗粒层覆盖槽的除LED芯片区域外的整个底面。相比LED芯片，绝缘导热颗粒层具有与金属基板更大的接触面积，其覆盖整个槽的底部可以实现最大的散热效果。
优选地：所述热固化材料为酚醛树脂或环氧树脂。酚醛树脂俗称“电木”。热固化材料需要考虑到其阻燃性。热固化材料还可以是酚醛树脂或环氧树脂的回料。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
白色围墙体在长时间受热后，其颜色容易变深，其本身具有的反射作用会明显减弱。本发明在槽侧壁上增加一层白色的反射颗粒层，作为反射的颗粒层材料一般为应用于积分球内的白色硫酸钡或钛白，这些材料化学性质稳定，无论围墙体是什么颜色或在使用过程中变成什么颜色，这些反射颗粒均不会变色，其保持持续高效的反射功能。如果围墙体采用价格低廉的黑色热固化材料，其作用和重要性更加明显和突出。
在金属基板上设热固化材料的围墙体的技术方案，一般适用于较大功率的器件。器件功率大，其内的芯片散热问题非常凸出。特别是芯片周围热量非常集中，形成局部高温热点。芯片的周边散热不畅，会导致芯片的寿命缩短。本发明采用了在芯片周围铺设绝缘导热颗粒层的方案，这个技术方案有利于芯片产生的热量的扩散，特别是绝缘导热颗粒采用了纳米级别的粒度，其导热性能成倍增强，甚至达到与LED芯片自身半导体材料导热性能的水平。
本发明创造可以明显改善器件的出光率，提高了其光通量，增加其稳定性和延长其使用寿命，优化产品的性能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图说明：1、围墙体；2、反射颗粒层；3、槽；4、荧光粉胶；5、绝缘导热颗粒层；6、引线；7、LED芯片；8、金属基板；9、孔；10、支架；11、绝缘填充物；30、槽侧壁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型的LED封装器件包括支架10，支架10包括金属基板8以及设在金属基板上的围墙体1。围墙体1内有槽3，LED芯片7设在槽3内。
围墙体1包括槽的槽侧壁30，在槽侧壁30上有一层反射颗粒层2。在槽底、金属基板上面设有绝缘导热颗粒层5，该绝缘导热颗粒层设在LED芯片周围，且其高度不高过LED芯片的高度。
反射颗粒层2为反射颗粒与胶体的混合物。胶体可以是环氧树脂、硅胶或其它将反射颗粒粘合在一起的粘合载体。
在其他实施例中，如果没有胶体作为颗粒的载体，则可以将反射颗粒烧结后置于槽侧壁上；或者将反射颗粒搅拌于用可挥发性载体溶液中，喷涂在槽侧壁上，等载体溶液挥发，反射颗粒可自行依附与槽侧壁上。
金属基板8为镀银的铜基板。
围墙体的槽侧壁的敞口倾角为5°至25°。本发明的围墙体采用的是黑色材料。因此，其制成的器件强调其聚光性，而过大的敞口倾角不利于聚光，所以较小范围的敞口角度即可以保证较高的出光率，又可以保证其一定的聚光性。
围墙体1为黑色热固化材料。黑色热固化材料的成本通常都比较低。例如可以采用黑色电木，或者黑色热固化材料的回料。由于黑色热固化材料具有很强的吸光吸热特性，因此，一定要在槽侧壁上设一层反射层。由于黑色有利于散热，因此，相比白色，黑色的围墙体还可以起到加强散热的作用。
反射颗粒为氧化钛或硫酸钡材料。它们可以为纳米级别的材料。白色材料具有很强的反射特性，上述的氧化钛和硫酸钡只是常用的积分球中用到的反光材料，但是本发明不限于上述两种白色反光材料。
绝缘导热颗粒层5为氧化铝、氧化硅或氧化钛材料。绝缘导热颗粒为纳米级别颗粒。绝缘导热颗粒的粒度越细，其导热性能就越好。当绝缘导热颗粒的粒度直径达到纳米级别的时候，导热颗粒会形成一定的导热通道，其会强化导热效果。除此以外，纳米级别的绝缘导热颗粒会充分填充金属基板表面的缝隙和孔隙，例如，镀银铜基板，纳米绝缘导热颗粒会充分填充银表面的孔隙，这种行为，会增加接触面积，即增加导热效果；除此以外，还会防止这些孔隙与空气接触，进而防止银被硫化，也就是说，该那么绝缘导热颗粒会形成一层银的保护层。这种结构可以明显增加基板的寿命，进而延长整个器件的稳定性和使用寿命。
在一个实施例中，金属基板8为镂空的铜片，即在金属基板8上设有孔9，绝缘填充物11可以是与围墙体相同的材料，这样做的目的是一方面区分正负极，另一方面不使正负极出现短路。一个引线6连接在LED芯片与金属基板的两个电极之间。
热固化材料为酚醛树脂或环氧树脂。酚醛树脂俗称“电木”。热固化材料需要考虑到其阻燃性。热固化材料还可以是酚醛树脂或环氧树脂的回料。
在槽3内填充有荧光粉胶4。在另外一个实施例中，还可以采用远端荧光粉技术方案。
本发明创造的技术方案可以解决现有技术由于结构热阻大，致使芯片PN结结温高，同时表现出的光色、光斑不均匀问题。
本发明创造的制造方法举例如下：
本技术采用一种热固性支架作为基材，支架由镀银铜片以及黑色热固性材料形成的5°或者25°碗杯组成。
步骤1：在支架上固晶焊线，再涂覆一层高热导率纳米级绝缘粉粒(例如Al2O3、SiO2或TiO2)，将银层覆盖。高度不超过芯片高度。
步骤2：再在黑色热固性材料碗杯内壁涂覆的一层高反射材料(主要有TiO2或BaSO4或它们的混合物)。
步骤4：再在高热导率的材料上面涂覆荧光粉胶，形成LED器件。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种LED封装器件，包括支架，支架包括金属基板以及设在金属基板上的围墙体，围墙体内有槽，LED芯片设在槽内；其特征在于：所述围墙体包括所述槽的槽侧壁，在槽侧壁上有一层反射颗粒层；
在所述槽底、所述金属基板上面设有绝缘导热颗粒层，该绝缘导热颗粒层设在所述LED芯片周围，且其高度不高过LED芯片的高度。
2.根据权利要求1所述的LED封装器件，其特征在于：所述反射颗粒层为反射颗粒与胶体的混合物。
3.根据权利要求1所述的LED封装器件，其特征在于：所述金属基板为镀银的铜基板。
4.根据权利要求1所述的LED封装器件，其特征在于：所述围墙体的槽侧壁的敞口倾角为5°至25°。
5.根据权利要求1所述的LED封装器件，其特征在于：所述围墙体为黑色热固化材料。
6.根据权利要求2所述的LED封装器件，其特征在于：所述反射颗粒为氧化钛或硫酸钡材料。
7.根据权利要求1所述的LED封装器件，其特征在于：所述绝缘导热颗粒层为氧化铝、氧化硅或氧化钛材料。
8.根据权利要求1所述的LED封装器件，其特征在于：所述绝缘导热颗粒层覆盖槽的除LED芯片区域外的整个底面。
9.根据权利要求5所述的LED封装器件，其特征在于：所述热固化材料为酚醛树脂或环氧树脂。
10.根据权利要求1所述的LED封装器件，其特征在于：所述绝缘导热颗粒为纳米级别颗粒。
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