多層led光引擎結(jié)構(gòu)及其加工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了多層LED光引擎封裝結(jié)構(gòu)及其加工方法，多層LED光引擎結(jié)構(gòu)包括基板、導(dǎo)電組件、驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光件，導(dǎo)電組件設(shè)于基板的上表面；導(dǎo)電組件包括不少于兩個(gè)、并從上至下依次連接固定的導(dǎo)電層；導(dǎo)電層包括絕緣片和設(shè)有預(yù)設(shè)電路的導(dǎo)電片，導(dǎo)電片設(shè)于絕緣片上方且與絕緣片連接固定；所述導(dǎo)電組件中每個(gè)導(dǎo)電層上均設(shè)有貫穿絕緣片和導(dǎo)電片的第一通孔；導(dǎo)電組件中除了位于最下層的導(dǎo)電層，其他導(dǎo)電層上均設(shè)有若干個(gè)貫穿絕緣片和導(dǎo)電片的第二通孔；第一通孔和第二通孔內(nèi)均設(shè)有連接線，連接線用于連接發(fā)光件和導(dǎo)電組件，以及使導(dǎo)電層和導(dǎo)電層之間電連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)熱電分離，并且通過(guò)多層導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)多層立體式布線。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
多層LED光引擎結(jié)構(gòu)及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及LED封裝結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及多層LED光引擎封裝結(jié)構(gòu)及其加工方法。 【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)光源一樣，半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)在工作期間也會(huì)產(chǎn)生熱量，其多少取決于整體的發(fā)光效率。在外加電能量作用下，電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)生電致發(fā)光，在PN結(jié)附近輻射出來(lái)的光還需經(jīng)過(guò)晶片本身的半導(dǎo)體介質(zhì)和封裝介質(zhì)才能抵達(dá)外界。綜合電流注入效率、輻射發(fā)光量子效率、晶片外部光取出效率等，最終大概只有30 % -40 %的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能，其余60%_70%的能量主要以非輻射復(fù)合發(fā)生的點(diǎn)陣振動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化熱能，所以如何解決LED的散熱問(wèn)題成為了制作高可靠性低光衰的LED的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003] 一般的，LED芯片是用具有高導(dǎo)熱率的粘接膠水固定在熱電分離的線路層上，熱電分離的線路層一般是鋁/銅基線路層或陶瓷基線路層，以利于LED芯片產(chǎn)生的熱量快速的從高導(dǎo)熱的線路基層上傳遞到燈具的散熱外殼上。
[0004]LED光引擎是把LED驅(qū)動(dòng)電源和LED發(fā)光器件集成在一塊線路層上，這樣的技術(shù)改變了傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)與LED發(fā)光器件分離的弊端。光電一體化的光引擎技術(shù)，去掉了笨重，碩大的LED驅(qū)動(dòng)，以利于燈具的小型號(hào)，輕薄化設(shè)計(jì)。
[0005]LED線路層在光引擎LED產(chǎn)品中扮演的角色是:一方面它有電氣連接的線路，可以使得市電電流經(jīng)線路層上的導(dǎo)線輸入到LED驅(qū)動(dòng)電源上，電流經(jīng)過(guò)LED驅(qū)動(dòng)電源的處理輸出合適的電流經(jīng)線路層上的導(dǎo)線傳遞到LED芯片上，使得LED發(fā)光器件能正常發(fā)光；另一方面線路層是把LED芯片產(chǎn)生的熱量傳遞到燈具的鋁質(zhì)散熱外殼上，最終散發(fā)到空氣中。
[0006]目前大多數(shù)常規(guī)的LED燈是發(fā)光器件與LED電源驅(qū)動(dòng)分離的技術(shù)，因?yàn)榘l(fā)光器件與 LED電源驅(qū)動(dòng)是分離的，LED線路層輸入的就已經(jīng)是外邊驅(qū)動(dòng)器處理好的電流。
[0007]但是在一體化的光引擎，因?yàn)橛蠰ED驅(qū)動(dòng)電源，它要對(duì)輸入的市電處理成適合LED 發(fā)光器件的電流再輸出給發(fā)光器件。因?yàn)橛袑?duì)市電的電流做處理，涉及到電流的轉(zhuǎn)化，一般的LED驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜多變，而常規(guī)的LED單層線路層已不能滿(mǎn)足需求，因?yàn)閺?fù)雜的互相交叉的布線會(huì)破壞LED驅(qū)動(dòng)電源的正常工作，所以一般的LED驅(qū)動(dòng)電源是使用2層或以上的線路層，我們常見(jiàn)的電腦主板或者手機(jī)主板都是使用的2層或以上層數(shù)的線路層。
[0008]光引擎模組的2個(gè)功能:提供電路連接和傳遞熱量;雖然一般熱電分離的基層導(dǎo)熱系數(shù)>25W/M.K，但是一般的熱電分離的線路板只有一層線路層，無(wú)法滿(mǎn)足一些需要布多層線路的復(fù)雜電路;而現(xiàn)有技術(shù)中的能滿(mǎn)足需要多層布線的復(fù)雜電路的多層線路板的導(dǎo)熱系數(shù)僅僅只有1.0W/M.K，這就是為什么多層線路主板上的的CPU發(fā)熱器件必須加風(fēng)扇幫助散熱才行。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供多層LED光引擎封裝結(jié)構(gòu)， 其能實(shí)現(xiàn)多層線路板功能并且具有良好的導(dǎo)熱能力。
[0010]本發(fā)明的目的之二在于提供多層LED光引擎封裝加工方法，其能實(shí)現(xiàn)多層線路板功能并且具有良好的導(dǎo)熱能力。
[0011]本發(fā)明的目的之一采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0012]多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，包括基板、導(dǎo)電組件、驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光件，導(dǎo)電組件設(shè)于基板的上表面;導(dǎo)電組件包括不少于兩個(gè)、并從上至下依次連接的導(dǎo)電層;導(dǎo)電層包括絕緣片和設(shè)有預(yù)設(shè)電路的導(dǎo)電片，導(dǎo)電片設(shè)于絕緣片上方且與絕緣片連接；
[0013]所述導(dǎo)電組件中每個(gè)導(dǎo)電層上均設(shè)有貫穿絕緣片和導(dǎo)電片的第一通孔，每個(gè)導(dǎo)電層的第一通孔從上至下均位置對(duì)應(yīng)；導(dǎo)電組件中除了位于最下層的導(dǎo)電層，其他導(dǎo)電層上均設(shè)有若干個(gè)貫穿絕緣片和導(dǎo)電片的第二通孔，且每個(gè)導(dǎo)電層的第二通孔從上至下均位置對(duì)應(yīng)；
[0014]所述發(fā)光件設(shè)于第一通孔中，驅(qū)動(dòng)器件設(shè)于導(dǎo)電組件的預(yù)設(shè)位置上；第一通孔和第二通孔內(nèi)均設(shè)有連接線，連接線用于連接發(fā)光件和導(dǎo)電組件，以及使導(dǎo)電層和導(dǎo)電層之間電連接。
[0015]作為優(yōu)選，任意兩個(gè)相鄰的導(dǎo)電層中，位于下方的導(dǎo)電層的第二通孔的孔徑小于上方的導(dǎo)電層的第二通孔的孔徑預(yù)設(shè)尺寸。
[0016]作為優(yōu)選，任意兩個(gè)相鄰的導(dǎo)電層中，位于下方的導(dǎo)電層的第一通孔的孔徑小于上方的導(dǎo)電層的第一通孔的孔徑預(yù)設(shè)尺寸。[0〇17] 作為優(yōu)選，所述預(yù)設(shè)尺寸為0.5mm-lmm。
[0018]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)電組件的上表面設(shè)有阻焊層。[〇〇19]作為優(yōu)選，所述第二通孔內(nèi)填充有絕緣材料。
[0020]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)電片為銅箱層。
[0021]作為優(yōu)選，所述基板為高導(dǎo)熱材料板。[〇〇22]作為優(yōu)選，所述連接線為鍵合線。
[0023]本發(fā)明的目的之二采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0024]多層LED光引擎加工方法，包括如下步驟:
[0025]S1、獲取不少于兩個(gè)的導(dǎo)電層，選取任一個(gè)導(dǎo)電層鉆取第一通孔，形成下導(dǎo)電層； 在其他所有導(dǎo)電層上鉆取第一通孔，以及在其他所有導(dǎo)電層的預(yù)設(shè)位置鉆取第二通孔，形成不少于一個(gè)的上導(dǎo)電層；
[0026]S2、將所有上導(dǎo)電層一一放置于下導(dǎo)電層上方，將所有上導(dǎo)電層和和下導(dǎo)電層進(jìn)行壓合形成導(dǎo)電組件；
[0027]S3、獲取一基板，將導(dǎo)電組件放置于基板上方，壓合導(dǎo)電組件和基板使導(dǎo)電組件和基板連接固定；
[0028]S4、在導(dǎo)電組件上設(shè)置阻焊層;且在導(dǎo)電組件的預(yù)設(shè)位置上安裝驅(qū)動(dòng)器件;在第一通孔內(nèi)安裝發(fā)光件；
[0029]S5、在第一通孔中設(shè)置用于連接發(fā)光件和導(dǎo)電組件的連接線，在第二通孔中設(shè)置用于使導(dǎo)電層和導(dǎo)電層之間電連接的連接線；
[0030]S6、在第二通孔內(nèi)填充絕緣材料。
[0031]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:實(shí)現(xiàn)熱電分離，并且通過(guò)多層導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)多層立體式布線?！靖綀D說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明的多層LED光引擎結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明的多層LED光引擎加工方法的流程圖。[〇〇34]圖中:00、基板;01、驅(qū)動(dòng)器件；02、發(fā)光件;03、絕緣片；04、導(dǎo)電片；05、第一通孔； 06、第二通孔;07、連接線;08、絕緣材料。【具體實(shí)施方式】[〇〇35]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:[〇〇36]多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括基板00、導(dǎo)電組件、驅(qū)動(dòng)器件01和發(fā)光件02; 所述基板〇〇為高導(dǎo)熱材料板，基板〇〇可以是但不限于銅板、鋁板、鐵板或陶瓷板等。
[0037]導(dǎo)電組件包括不少于兩個(gè)的從上至下依次連接固定的導(dǎo)電層；導(dǎo)電層包括絕緣片 03和導(dǎo)電片04,導(dǎo)電片04可以是但不限于銅箱層，銅箱層設(shè)于絕緣片03上方且與絕緣片03 連接固定，銅箱層上已蝕刻了預(yù)設(shè)導(dǎo)電線路。[〇〇38]所述導(dǎo)電組件中所有導(dǎo)電層上均設(shè)有第一通孔05,所述第一通孔05貫穿絕緣片03 和銅箱層;導(dǎo)電組件中的所有導(dǎo)電層的第一通孔05從上到下位置對(duì)應(yīng)，且每相鄰的兩個(gè)導(dǎo)電層，位于下方的導(dǎo)電層的第一通孔05的孔徑小于上方的導(dǎo)電層的第一通孔05的孔徑預(yù)設(shè)尺寸，預(yù)設(shè)尺寸為每?jī)蓚€(gè)相鄰的導(dǎo)電層中位于下方的導(dǎo)電層曝露在上方的導(dǎo)電層的第一通孔05中的區(qū)域?yàn)榈谝活A(yù)留區(qū)域;第一預(yù)留區(qū)域內(nèi)有導(dǎo)電層上的預(yù)設(shè)導(dǎo)電線路。
[0039]導(dǎo)電組件中除了位于最下層的導(dǎo)電層，其他導(dǎo)電層上均設(shè)有若干個(gè)第二通孔06， 第二通孔06貫穿絕緣片03和銅箱層;所有導(dǎo)電層的第二通孔06從上到下均位置對(duì)應(yīng)，且每?jī)蓚€(gè)相鄰的導(dǎo)電層，位于下方的導(dǎo)電層的第二通孔06的孔徑小于上方的導(dǎo)電層的第二通孔 06的孔徑預(yù)設(shè)尺寸，預(yù)設(shè)尺寸為0.5mm-lmm，每?jī)蓚€(gè)相鄰的導(dǎo)電層中位于下方的導(dǎo)電層曝露在上方的導(dǎo)電層的第二通孔06中的區(qū)域?yàn)榈诙A(yù)留區(qū)域。第二預(yù)留區(qū)域內(nèi)有導(dǎo)電層上的預(yù)設(shè)導(dǎo)電線路。
[0040]導(dǎo)電組件的上表面需要電氣絕緣的區(qū)域設(shè)有阻焊層，阻焊層用于避免導(dǎo)電組件中最上層的銅箱層的導(dǎo)電線路被氧化;所述驅(qū)動(dòng)器件01安裝在導(dǎo)電組件的上表面的預(yù)設(shè)位置。
[0041]所述導(dǎo)電組件設(shè)于基板00的上表面且與基板00連接固定，發(fā)光件02位于基板00的上表面且位于第一通孔05中。[〇〇42]所述導(dǎo)電組件的第一通孔05和第二通孔06均設(shè)有連接線07,連接線07可以是但不限于鍵合線;鍵合線用于連接導(dǎo)電組件中的銅箱層的第一預(yù)留區(qū)域，使銅箱層與銅箱層之間電連接;鍵合線還用于連接導(dǎo)電組件中的銅箱層的第二預(yù)留區(qū)域，使銅箱層與銅箱層之間電連接;鍵合線還用于電連接發(fā)光件02和銅箱層。[〇〇43]第二通孔06內(nèi)填充有絕緣材料08,絕緣材料08用于保護(hù)第二通孔06內(nèi)的連接線 07;所述絕緣材料08可以是但不限于硅膠。
[0044]本發(fā)明公開(kāi)了多層LED光引擎加工方法，如圖2所示，包括如下步驟:
[0045]步驟100、獲取不少于兩個(gè)的導(dǎo)電層，選取任一個(gè)導(dǎo)電層，通過(guò)PCB鑼刀鉆取第一通孔05，形成下導(dǎo)電層;在其他所有導(dǎo)電層通過(guò)PCB鑼刀鉆取第一通孔05，以及在其他所有導(dǎo)電層的預(yù)設(shè)位置上鉆取第二通孔06,形成不少于一個(gè)的上導(dǎo)電層。
[0046]導(dǎo)電組件中的所有導(dǎo)電層的第一通孔05從上到下位置對(duì)應(yīng)，且每相鄰的兩個(gè)導(dǎo)電層，位于下方的導(dǎo)電層的第一通孔05的孔徑小于上方的導(dǎo)電層的第一通孔05的孔徑預(yù)設(shè)尺寸;所有導(dǎo)電層的第二通孔06從上到下均位置對(duì)應(yīng)，且每?jī)蓚€(gè)相鄰的導(dǎo)電層，位于下方的導(dǎo)電層的第二通孔06的孔徑小于上方的導(dǎo)電層的第二通孔06的孔徑預(yù)設(shè)尺寸，預(yù)設(shè)尺寸為 0.5mm-lmm〇
[0047]步驟101、將不少于一個(gè)的上導(dǎo)電層一一放置于下導(dǎo)電層上方，將所有上導(dǎo)電層和和下導(dǎo)電層進(jìn)行壓合形成導(dǎo)電組件。
[0048]步驟102、獲取一基板00,將導(dǎo)電組件放置于基板00上方，通過(guò)熱壓壓合導(dǎo)電組件和基板〇〇，使導(dǎo)電組件和基板〇〇連接固定。
[0049]步驟103、在導(dǎo)電組件上需要電氣絕緣的區(qū)域設(shè)置阻焊層;且在導(dǎo)電組件的預(yù)設(shè)位置上安裝驅(qū)動(dòng)器件01;在第一通孔05內(nèi)安裝發(fā)光件02。阻焊層的設(shè)置方式可以是但不限于印刷或噴涂。
[0050]步驟104、在第一通孔05和第二通孔06中設(shè)置連接線07,用于連接發(fā)光件02和導(dǎo)電組件，以及使導(dǎo)電層和導(dǎo)電層之間電連接。[0051 ] 步驟105、在第二通孔06內(nèi)填充絕緣材料08。[〇〇52]本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
[0053]1)多層導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)，使得復(fù)雜的LED驅(qū)動(dòng)電源布線成為可能，不會(huì)使得LED驅(qū)動(dòng)線路存在交叉沖突。[〇〇54]2)熱電分離結(jié)構(gòu)，發(fā)光件直接粘接在高導(dǎo)熱基板上，基板可以是鋁板、銅線路板或陶瓷線路板，可以輕松的把發(fā)光件產(chǎn)生的熱量傳遞到外部的散熱器上。
[0055]3)多層導(dǎo)電層布線結(jié)構(gòu)，多層立體式的布線方式，減少了單層線路板需要大的線路面積。
[0056]4)利用此工藝可以無(wú)限的增加導(dǎo)電層，直至往上增加的導(dǎo)電層無(wú)法滿(mǎn)足需要切割的第一通孔或第二通孔面積。
[0057]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括基板、導(dǎo)電組件、驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光件，導(dǎo)電組 件設(shè)于基板的上表面;導(dǎo)電組件包括不少于兩個(gè)、并從上至下依次連接的導(dǎo)電層;導(dǎo)電層包 括絕緣片和設(shè)有預(yù)設(shè)電路的導(dǎo)電片，導(dǎo)電片設(shè)于絕緣片上方且與絕緣片連接；所述導(dǎo)電組件中每個(gè)導(dǎo)電層上均設(shè)有貫穿絕緣片和導(dǎo)電片的第一通孔，每個(gè)導(dǎo)電層的 第一通孔從上至下均位置對(duì)應(yīng)；導(dǎo)電組件中除了位于最下層的導(dǎo)電層，其他導(dǎo)電層上均設(shè) 有若干個(gè)貫穿絕緣片和導(dǎo)電片的第二通孔，且每個(gè)導(dǎo)電層的第二通孔從上至下均位置對(duì) 應(yīng)；所述發(fā)光件設(shè)于第一通孔中，驅(qū)動(dòng)器件設(shè)于導(dǎo)電組件的預(yù)設(shè)位置上;第一通孔和第二 通孔內(nèi)均設(shè)有連接線，連接線用于連接發(fā)光件和導(dǎo)電組件，以及使導(dǎo)電層和導(dǎo)電層之間電連接。2.如權(quán)利要求1所述的多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，其特征在于，任意兩個(gè)相鄰的導(dǎo)電層中，位 于下方的導(dǎo)電層的第二通孔的孔徑小于上方的導(dǎo)電層的第二通孔的孔徑預(yù)設(shè)尺寸。3.如權(quán)利要求1所述的多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，其特征在于，任意兩個(gè)相鄰的導(dǎo)電層中，位 于下方的導(dǎo)電層的第一通孔的孔徑小于上方的導(dǎo)電層的第一通孔的孔徑預(yù)設(shè)尺寸。4.如權(quán)利要求2或3所述的多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)尺寸為0.5mm-lmm〇5.如權(quán)利要求1所述的多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電組件的上表面設(shè)有 阻焊層。6.如權(quán)利要求1所述的多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，其特征在于，第二通孔內(nèi)填充有絕緣材料。7.如權(quán)利要求1所述的多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，其特征在于，導(dǎo)電片為銅箱層。8.如權(quán)利要求1所述的多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，其特征在于，基板為高導(dǎo)熱材料板。9.如權(quán)利要求1所述的多層LED光引擎結(jié)構(gòu)，其特征在于，連接線為鍵合線。10.多層LED光引擎加工方法，其特征在于，包括如下步驟:S1、獲取不少于兩個(gè)的導(dǎo)電層，選取任一個(gè)導(dǎo)電層鉆取第一通孔，形成下導(dǎo)電層;在其 他所有導(dǎo)電層上鉆取第一通孔，以及在其他所有導(dǎo)電層的預(yù)設(shè)位置鉆取第二通孔，形成不 少于一個(gè)的上導(dǎo)電層；S2、將所有上導(dǎo)電層一一放置于下導(dǎo)電層上方，將所有上導(dǎo)電層和和下導(dǎo)電層進(jìn)行壓 合形成導(dǎo)電組件；S3、獲取一基板，將導(dǎo)電組件放置于基板上方，壓合導(dǎo)電組件和基板使導(dǎo)電組件和基板 連接固定；S4、在導(dǎo)電組件上設(shè)置阻焊層;且在導(dǎo)電組件的預(yù)設(shè)位置上安裝驅(qū)動(dòng)器件;在第一通孔 內(nèi)安裝發(fā)光件；S5、在第一通孔中設(shè)置用于連接發(fā)光件和導(dǎo)電組件的連接線，在第二通孔中設(shè)置用于 使導(dǎo)電層和導(dǎo)電層之間電連接的連接線；S6、在第二通孔內(nèi)填充絕緣材料。
【文檔編號(hào)】H01L33/48GK105977364SQ201610576274
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月20日
【發(fā)明人】肖浩, 劉俊達(dá), 李明珠, 蘇佳檳, 孫婷
【申請(qǐng)人】廣州硅能照明有限公司