一種led光源結(jié)構(gòu)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED光源結(jié)構(gòu)，包括陶瓷基板，陶瓷基板上設(shè)有導(dǎo)通電路，陶瓷基板上還設(shè)有阻焊結(jié)構(gòu)，阻焊結(jié)構(gòu)環(huán)繞設(shè)置在導(dǎo)通電路外部，阻焊結(jié)構(gòu)上設(shè)有擋圈，阻焊結(jié)構(gòu)內(nèi)的陶瓷基板上設(shè)有熱沉，熱沉上設(shè)有LED芯片，LED芯片通過金線與導(dǎo)通電路連接；所述擋圈與陶瓷基板圍成的空間內(nèi)覆蓋有硅膠透鏡；同時還公開了光源結(jié)構(gòu)的制備方法。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，直接將到導(dǎo)通電路與陶瓷基板共燒一體，將LED芯片通過熱沉固定的基板上，本發(fā)明方法避免單顆光源的貼片工序，降低成本，并且陶瓷及燒結(jié)電路可靠，提高LED的整體穩(wěn)定性，同時不與其它材料發(fā)生反應(yīng)，提高LED的壽命。
【專利說明】
一種LED光源結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于LED光源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LED光源結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]LED作為新照明技術(shù)，其節(jié)能效果好、長壽命、啟動快、可控制發(fā)光頻譜而取得優(yōu)良光品質(zhì)等特點(diǎn)取得公認(rèn)的效果，隨著LED光源的普及，LED使用中的各種問題均暴露出來，隨著LED的功率的提高，及集成使用，熱量散出、光效提高及時從芯片熱沉處散出問題更為突出，與此同時，降低成本成為需解決的問題。影響LED功率的問題之一是LED發(fā)光時伴隨80%功率的熱能的散發(fā)，如散熱不良直接影響LED的光衰的效果，溫度每升高I度，光衰約I %，同時，過高的溫度直接影響LED芯片的壽命，因此，提高散熱性能、提高光效、降低成本是LED封裝結(jié)構(gòu)上需解決的問題。
[0003]現(xiàn)行大功率LED支架大部分為銅、鋁復(fù)合基板，COB鋁、銅復(fù)合基板支架，LED晶片直接安裝在復(fù)合基板的固晶區(qū)上，打線區(qū)由銅箔蝕刻而成，并于其他電路相通。上述結(jié)構(gòu)存在以下問題:采用鋁、銅基復(fù)合基板，由金屬基板及銅箔用有機(jī)粘結(jié)絕緣層復(fù)合而成，采用有機(jī)材料，存在熱阻高的問題，熱導(dǎo)為I?2.2w/mk;有機(jī)材料存在長時間使用老化的問題;膨脹系數(shù)與LED晶片(銅:17.7X10—6/K，鋁:23X10—6/K，LED芯片5.2X10—6/Κ:)存在不匹配的問題;隨著高功率LED的使用，其散熱量亦增大，因散熱不良，導(dǎo)致晶片溫升，光衰加劇，亮度及壽命降低，因膨脹系數(shù)不匹配，導(dǎo)致焊接面產(chǎn)生裂紋或完全斷裂，熱阻進(jìn)一步加大，熱量無法有效散出。
[0004]除上述問題外，還存在封裝工藝繁瑣、擋光及可靠性問題:如在封裝前將擋圈制造完成，一般采用耐高溫膠粘合金屬或非金屬圈，存在可靠性差問題，會脫離基板面或漏膠；如直接采用基板在封裝過程中涂覆膠圈，有涂覆及烘干工藝，較為繁瑣，二者均存在在光源使用過程因老化、熱疲勞等導(dǎo)致脫落等問題，導(dǎo)致光源損壞;且擋圈存在高度，會將側(cè)出光擋住或吸收，導(dǎo)致光效降低。因此急需一種光效高、壽命長、可靠性高的LED光源結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種LED光源結(jié)構(gòu)，同時該光源結(jié)構(gòu)的制備方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種LED光源結(jié)構(gòu)，包括陶瓷基板，陶瓷基板上設(shè)有導(dǎo)通電路，所述導(dǎo)通電路可以通過厚膜印刷燒結(jié)、真空鍍膜蝕刻等方法固定在陶瓷基板上，一體成型；陶瓷基板上還設(shè)有阻焊結(jié)構(gòu)，阻焊結(jié)構(gòu)環(huán)繞設(shè)置在導(dǎo)通電路外部，阻焊結(jié)構(gòu)上設(shè)有擋圈，阻焊結(jié)構(gòu)內(nèi)的陶瓷基板上設(shè)有熱沉，熱沉上設(shè)有LED芯片，LED芯片通過金線與導(dǎo)通電路連接;所述擋圈與陶瓷基板圍成的空間內(nèi)覆蓋有硅膠透鏡。
[0008]優(yōu)選的，為了達(dá)到更好的散熱和絕緣效果，所述陶瓷基板為氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷;所述阻焊結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為玻璃、陶瓷或絕緣的有機(jī)材料;所述擋圈材質(zhì)為硅膠、玻璃或陶瓷。
[0009]為了達(dá)到更好的效果，所述熱沉為金屬熱沉;所述LED芯片為多個。多個LED芯片可以通過陶瓷基板上的導(dǎo)通電路進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)整個光源結(jié)構(gòu)的高功率。
[0010]為提高光效率，降低電阻，減少發(fā)熱，所述導(dǎo)通電路的材質(zhì)為金屬。
[0011]上述LED光源結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:將陶瓷基板切割、清洗后，利用厚膜法或移印法在陶瓷基板上制作電路圖形，接著在850-900 0C下燒結(jié)15-30min得到與陶瓷基板一體的導(dǎo)通電路，再采用傳統(tǒng)常用方式將其他部件組裝即可;其中所述導(dǎo)通電路的厚度為5_50ymo
[0012]所述所述厚膜法是采用絲網(wǎng)印刷方式，將電路金屬漿料通過帶有線路圖形的絲網(wǎng)的網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到陶瓷基板表面，從而形成各種不同的電路圖形。
[0013]所述移印法是采用制作所需電路圖形的鋼板，將電路金屬漿料填充在鋼板上的圖形凹槽內(nèi)，然后通過柔性轉(zhuǎn)印頭擠壓鋼板，使得凹槽內(nèi)的漿料粘附在轉(zhuǎn)印頭上，然后將轉(zhuǎn)印頭在陶瓷基板上相應(yīng)的位置進(jìn)行擠壓，使金屬漿料粘附在陶瓷基板上并保持填充在鋼板上的形狀，從而形成各種不同的電路圖形。
[0014]上述LED光源結(jié)構(gòu)還可以采用以下方法進(jìn)行制備，將陶瓷基板切割、清洗后，利用薄膜法在陶瓷基板上制作導(dǎo)通電路，再采用傳統(tǒng)常用方法將其他部件組裝即可;其中所述導(dǎo)通電路的厚度為3-200μπι。
[0015]所述薄膜法采用真空鍍膜方法，在陶瓷表面形成所需的金屬層，通過電鍍或者化學(xué)鍍形成陶瓷金屬化板材，通過蝕刻形成所需的電路，然后通過電鍍或化學(xué)鍍在線路上鍍上相應(yīng)的功能層從而形成陶瓷基板上的導(dǎo)通電路。
[0016]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，直接將到導(dǎo)通電路與陶瓷基板共燒一體，利用陶瓷的高導(dǎo)熱性(96 %氧化鋁陶瓷熱導(dǎo)為16?20W/mk)，可以將熱量導(dǎo)出，降低LED芯片問題的概率，同時陶瓷絕緣性高，提高電路安全性及安裝光源的安全性，提高了光源的壽命;陶瓷和導(dǎo)線具有高反光性，將光線反射至上方，同時擋圈可將芯片及光源內(nèi)部側(cè)出光導(dǎo)出，提高了光效;硅膠透鏡一方面能夠提高光效，另一方面可以固化、保護(hù)光源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高了光源的可靠性;本發(fā)明方法簡單將LED芯片通過熱沉固定的基板上，避免單顆光源的貼片工序，降低成本，并且陶瓷及燒結(jié)電路可靠，提高LED的整體穩(wěn)定性，同時不與其它材料發(fā)生反應(yīng)，提高LED的壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示的LED光源結(jié)構(gòu)，包括陶瓷基板I，陶瓷基板I上設(shè)有導(dǎo)通電路2，陶瓷基板I上還設(shè)有阻焊結(jié)構(gòu)3，阻焊結(jié)構(gòu)3環(huán)繞設(shè)置在導(dǎo)通電路2外部，阻焊結(jié)構(gòu)3上設(shè)有擋圈4，阻焊結(jié)構(gòu)3內(nèi)的陶瓷基板I上設(shè)有熱沉5，熱沉5上設(shè)有LED芯片6，LED芯片6通過金線7與導(dǎo)通電路2連接;所述擋圈4與陶瓷基板I圍成的空間內(nèi)覆蓋有硅膠透鏡8。
[0019]所述陶瓷基板I為氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷;所述阻焊結(jié)構(gòu)3的材質(zhì)為玻璃、陶瓷或絕緣的有機(jī)材料;所述擋圈材質(zhì)4為硅膠、玻璃或陶瓷;所述熱沉5為金屬熱沉;所述LED芯片6為多個。
[0020]實(shí)施例1
[0021]LED光源結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:將陶瓷基板用激光切割、噴砂清洗后，采用絲網(wǎng)印刷方式，將電路金屬漿料通過帶有線路圖形的絲網(wǎng)的網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到陶瓷基板表面，在陶瓷基板上制作電路圖形，接著在870°C下燒結(jié)20min得到與陶瓷基板一體的導(dǎo)通電路，再采用傳統(tǒng)常用方式將其他部件組裝即可;其中所述導(dǎo)通電路的厚度為5-10μπι;
[0022]實(shí)施例2
[0023]LED光源結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:將陶瓷基板用激光切割、噴砂清洗后，采用制作所需電路圖形的鋼板，將電路金屬漿料填充在鋼板上的圖形凹槽內(nèi)，然后通過柔性轉(zhuǎn)印頭擠壓鋼板，使得凹槽內(nèi)的漿料粘附在轉(zhuǎn)印頭上，然后將轉(zhuǎn)印頭在陶瓷基板上相應(yīng)的位置進(jìn)行擠壓，使金屬漿料粘附在陶瓷基板上并保持填充在鋼板上的形狀，在陶瓷基板上制作電路圖形，接著在850-900 0C下燒結(jié)15-30min得到與陶瓷基板一體的導(dǎo)通電路，再采用傳統(tǒng)常用方式將其他部件組裝即可;其中所述導(dǎo)通電路的厚度為5_20μπι。
[0024]實(shí)施例3
[0025]LED光源結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟:將陶瓷基板用激光切割、噴砂清洗后，采用真空鍍膜方法，在陶瓷表面形成所需的金屬層，通過電鍍或者化學(xué)鍍形成陶瓷金屬化板材，通過蝕刻形成所需的電路，然后通過電鍍或化學(xué)鍍在線路上鍍上相應(yīng)的功能層從而形成陶瓷基板上的導(dǎo)通電路，再采用傳統(tǒng)常用方法將其他部件組裝即可;其中所述導(dǎo)通電路的厚度為3-200μηι;根據(jù)成本和性能要求可以做到0.1?ΙΟμπι。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED光源結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括陶瓷基板，陶瓷基板上設(shè)有導(dǎo)通電路，陶瓷基板上還設(shè)有阻焊結(jié)構(gòu)，阻焊結(jié)構(gòu)環(huán)繞設(shè)置在導(dǎo)通電路外部，阻焊結(jié)構(gòu)上設(shè)有擋圈，阻焊結(jié)構(gòu)內(nèi)的陶瓷基板上設(shè)有熱沉，熱沉上設(shè)有LED芯片，LED芯片通過金線與導(dǎo)通電路連接;所述擋圈與陶瓷基板圍成的空間內(nèi)覆蓋有硅膠透鏡。2.如權(quán)利要求1所述的一種LED光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述陶瓷基板為氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷;所述阻焊結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為玻璃、陶瓷或絕緣的有機(jī)材料;所述擋圈材質(zhì)為硅膠、玻璃或陶瓷。3.如權(quán)利要求2所述的一種LED光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱沉為金屬熱沉;所述LED芯片為多個;所述導(dǎo)通電路的材質(zhì)為金屬銀。4.權(quán)利要求1-3任一所述的LED光源結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:將陶瓷基板切割、清洗后，利用厚膜法或移印法在陶瓷基板上制作電路圖形，接著在850-900°C下燒結(jié)15-30min得到與陶瓷基板一體的導(dǎo)通電路，再將其他部件組裝即可;其中所述導(dǎo)通電路的厚度為5_50μπι。5.如權(quán)利要求4所述的的LED光源結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述厚膜法是采用絲網(wǎng)印刷方式，將電路金屬漿料通過帶有線路圖形的絲網(wǎng)的網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到陶瓷基板表面，從而形成各種不同的電路圖形。6.如權(quán)利要求4所述的的LED光源結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述移印法是采用制作所需電路圖形的鋼板，將電路金屬漿料填充在鋼板上的圖形凹槽內(nèi)，然后通過柔性轉(zhuǎn)印頭擠壓鋼板，使得凹槽內(nèi)的漿料粘附在轉(zhuǎn)印頭上，然后將轉(zhuǎn)印頭在陶瓷基板上相應(yīng)的位置進(jìn)行擠壓，使金屬漿料粘附在陶瓷基板上并保持填充在鋼板上的形狀，從而形成各種不同的電路圖形。7.權(quán)利要求1-3任一所述的LED光源結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:將陶瓷基板切割、清洗后，利用薄膜法在陶瓷基板上制作導(dǎo)通電路，再將其他部件組裝即可;其中所述導(dǎo)通電路的厚度為3_200μπι。
【文檔編號】H01L33/64GK105870113SQ201610355896
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】付國軍, 吳崇雋, 蔡斌斌
【申請人】鄭州中瓷科技有限公司