專利名稱：大功率led封裝及安裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大功率LED封裝及安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，屬光電子器件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大功率LED作為光源，由于其耗電量少、壽命長，特別是其具有納秒級(jí)的 響應(yīng)速度，使亮度和色彩的動(dòng)態(tài)控制更加容易，可實(shí)現(xiàn)色彩的動(dòng)態(tài)變化和數(shù)字 化控制；可以廣泛用于現(xiàn)代生活的各個(gè)層面。大功率LED根據(jù)其封裝工藝不同 可以分為大尺寸環(huán)氧樹脂封裝大功率LED、仿食人魚式環(huán)氧樹脂封裝大功率 LED、鋁基板(MCPCB)式封裝大功率LED、 T0封裝大功率LED、功率型SMD封裝大 功率LED、 MCPCB集成化封裝大功率LED等等。在現(xiàn)有大功率LED封裝結(jié)構(gòu)中， 存在大功率LED樹脂封裝框架成本較高，散熱效果不好，影響產(chǎn)品使用壽命等 問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有大功率LED封裝結(jié)構(gòu)存在的不足，公開 一種結(jié)構(gòu)簡單，散熱效果和取光效果好，適宜批量生產(chǎn)的大功率LED封裝結(jié)構(gòu) 以及該LED安裝結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型LED封裝結(jié)構(gòu)由熱沉構(gòu)件、封裝透鏡、LED芯片、電極構(gòu)件、鍵
合金絲、熒光粉等部分組成。
熱沉構(gòu)件的上部設(shè)有與聚光杯、封閉透鏡的裝配槽；聚光杯可以為圓臺(tái)形 凹槽、橢圓回旋體或者為拋物線回旋體，芯片焊接位置為圓臺(tái)凹槽的底或者為 回旋體的焦點(diǎn)位置以便符合配光的要求。熱沉構(gòu)件的下部設(shè)有大面積基板；中 心設(shè)有裝配電極構(gòu)件的通孔槽或在側(cè)面設(shè)有裝配電極的凹槽，熱沉構(gòu)件的基板 部分作為LED的一個(gè)電極，其形狀可以為正多邊形、圓形；基板上可以設(shè)有通孔以便LED裝配，基板上表面設(shè)有LED定位裝配的鍵槽，下表面設(shè)有凹槽，以 供電極構(gòu)件中絕緣導(dǎo)線的鑲嵌。本實(shí)用新型LED熱沉構(gòu)件具有多重功能導(dǎo)熱 和散熱、聚光、LED封裝框架(LED電極支架、透鏡裝配支架)、LED—個(gè)電極、 導(dǎo)熱基板的功能，且LED熱沉結(jié)構(gòu)可以通過用高導(dǎo)熱率的銅、鋁一次沖壓而成 或者通過自動(dòng)車床批量加工而成，適合批量生產(chǎn)需要。
電極構(gòu)件為環(huán)氧樹脂澆注包裹電極構(gòu)成，其裝配形式為通孔插入式或者旁 側(cè)插入式。電極部分由與鍵合金絲連接的焊接電極和引出端引線極構(gòu)成，引線 電極可以為絕緣導(dǎo)線式或者銅片引線電極。電極構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單，可以省去傳統(tǒng) LED中復(fù)雜引線框架的制作，降低制造成本。
LED芯片可為單芯片或者為多芯片式。多芯片式LED結(jié)構(gòu)的熱沉中的聚光 杯為2-6個(gè)，LED芯片分別置于聚光杯中。
封裝透鏡可以為球面形、平板形，封裝透鏡與熱沉構(gòu)件裝配時(shí)，可以通過 環(huán)氧樹脂固化粘接。
本實(shí)用新型的單芯片式LED功率可以達(dá)到1-3W，多芯片式LED功率可以達(dá) 到3-20W,可廣泛應(yīng)用于大功率LED路燈照明、LED室內(nèi)照明、LED投射燈、LED 礦燈、手電簡等。
本大功率LED的安裝結(jié)構(gòu)主要由二次散熱構(gòu)件、LED、夾板、螺栓、電路引 線等部分組成。安裝完畢時(shí)，LED裝配在夾板和二次散熱構(gòu)件之間，通過螺栓加 固，使LED基板底面與二次散熱構(gòu)件緊密接觸，以減小熱阻。本實(shí)用新型設(shè)計(jì) 中，LED與二次散熱構(gòu)件直接導(dǎo)熱，并且二者接觸面積較大，熱阻明顯減小，極 利于熱量的散失，可以減小二次散熱構(gòu)件的體積，這種結(jié)構(gòu)對于LED燈具的設(shè) 計(jì)來說，可以擺脫二次散熱構(gòu)件體積的制約，從而燈具設(shè)計(jì)時(shí)更加自由。在安裝夾板上設(shè)有電路引線通道，并通過螺栓的加固，使電路引線與LED 特設(shè)的電極鍵合相連， 一方面省去了以往印刷電路板使用；另一方面，省去以
往LED引線焊接工藝。夾板與二次散熱構(gòu)件可靈活方便拆裝，便于LED的更換， 給LED燈具的維修帶來了方便。
二次散熱構(gòu)件具有散熱翹片，與LED基板接觸的表面具有高導(dǎo)熱的絕緣層 和安裝螺孔。夾板設(shè)有與LED鍵合裝配的臺(tái)階槽、電路引線的嵌入槽、螺栓通 孔等。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較的明顯效果是，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊， 特別是電極構(gòu)件省去了傳統(tǒng)LED技術(shù)中釆用的復(fù)雜引線框架的制作，降低了生 產(chǎn)成本，在大功率LED的安裝結(jié)構(gòu)中，LED與二次散熱構(gòu)件直接導(dǎo)熱，并且二者 接觸面積較大，熱阻明顯減小，提高了 LED散熱效果，能明顯解決大功率LED 模組照明時(shí)散熱問題，增長了 LED的使用壽命。本設(shè)計(jì)中的LED及裝夾結(jié)構(gòu)， 在大功率LED照明，特別是LED模組化(點(diǎn)陣式)照明具有安裝工藝簡便(省 去了以往LED與鋁基板的連接及與基板上電路的引線的焊接)，而且LED更換 靈活。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于大功率LED路燈照明、LED室內(nèi)照明、LED投射 燈、LED礦燈、手電簡等。


附圖1為實(shí)施例1大功率LED電極通孔插入式a系列封裝結(jié)構(gòu)立體示意圖； 附圖2為實(shí)施例1大功率LED電極通孔插入式a系列封裝結(jié)構(gòu)剖視圖； 附圖3為實(shí)施例2大功率LED電極通孔插入式b系列封裝結(jié)構(gòu)剖視圖； 附圖4為實(shí)施例3大功率LED電極側(cè)插式、回旋體聚光式c系列封裝結(jié)構(gòu) 立體示意附圖5為實(shí)施例3大功率LED電極旁側(cè)插入式、回旋體聚光式c系列封裝結(jié)構(gòu)俯視附圖6為實(shí)施例3大功率LED電極旁側(cè)插入式、回旋體聚光式c系列封裝 結(jié)構(gòu)剖視附圖7為實(shí)施例4大功率LED多芯片式d系列立體圖； 附圖8為實(shí)施例4大功率LED多芯片式d系列俯視圖； 附圖9為實(shí)施例4大功率LED多芯片式d系列剖視圖； 附圖IO為實(shí)施例5大功率LED安裝結(jié)構(gòu)立體圖； 附圖11為實(shí)施例5大功率LED安裝結(jié)構(gòu)零件分解圖； 附圖12為實(shí)施例5大功率LED安裝結(jié)構(gòu)剖視圖； 附圖13為實(shí)施例5大功率LED夾板結(jié)構(gòu)仰視圖； 附圖14為實(shí)施例6大功率LED安裝剖視具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
實(shí)施例1是大功率LED電極通孔插入式a系列封裝結(jié)構(gòu)，附圖1為該實(shí)施 例封裝結(jié)構(gòu)的立體示意圖，附圖2為該實(shí)施例封裝結(jié)構(gòu)剖視圖。
本實(shí)施例大功率LED電極通孔插入式a系列封裝結(jié)構(gòu)由熱沉構(gòu)件(al )、電 極構(gòu)件(a2)、芯片(a3)、金絲(a4 )、聚光透鏡(a5)所組成。其中，熱沉構(gòu) 件(al)由聚光杯(all)、透鏡裝配槽(al2)、底位鍵(al3)、底基板(aH) 所構(gòu)成；電極構(gòu)件(a2)由金絲焊接電極(a21)、環(huán)氧樹脂框架(a22)、絕緣 層(a23 )、引線電極(a24 )所構(gòu)成；聚光透鏡邊突緣安置了封裝樹脂注入孔(a51 )。 實(shí)施例2:
實(shí)施例是大功率LED電極通孔插入式b系列封裝結(jié)構(gòu)，附圖3為實(shí)施例2 大功率LED電極通孔插入式b系列封裝結(jié)構(gòu)剖視圖。本實(shí)施例大功率LED電極通孔插入式b系列封裝結(jié)構(gòu)由熱沉構(gòu)件(bl)、電
極構(gòu)件(b2)、芯片(b3)、金絲(b4)所組成。其中，熱沉構(gòu)件(bl)由聚光 杯(bll)、透鏡裝配槽(bl"、底位鍵(bl3)、底基板(bl4)所構(gòu)成；電極構(gòu) 件(b2)由金絲焊接電極(b21)、環(huán)氧樹脂框架(b22)、絕緣層(b23)、引線 電極(b24)所構(gòu)成。 實(shí)施例3:
本實(shí)施例是大功率LED電極側(cè)插式、回旋體聚光式c系列封裝結(jié)構(gòu)，附圖4、 附圖5、附圖6分別為實(shí)施例3大功率LED電極側(cè)插式、回旋體聚光式c系列封 裝結(jié)構(gòu)立體示意圖、俯視圖和剖視圖。
本實(shí)施例大功率LED電極側(cè)插式、回旋體聚光式c系列封裝結(jié)構(gòu)由熱沉構(gòu) 件(cl)、電極構(gòu)件(c2)、芯片(c3)、金絲(")、透鏡(c5)所組成。其中， 熱沉構(gòu)件(cl)由聚光杯(cll)、透鏡裝配槽(cl2)、底基板(cl3)構(gòu)成；電 極構(gòu)件(c2)由金絲焊接電極(c21)、環(huán)氧樹脂框架(c")、絕緣層("3)、 引線電極(c24)構(gòu)成。 實(shí)施例4:
本實(shí)施例為大功率LED多芯片式d系列結(jié)構(gòu)，附圖7、附圖8、附圖9分別 為本實(shí)施例大功率LED多芯片式d系列結(jié)構(gòu)立體圖、俯視圖和剖視圖。
本實(shí)施例為大功率LED多芯片式d系列結(jié)構(gòu)由熱沉構(gòu)件(dl)、電極構(gòu)件 (d2)、芯片(d3)、金絲(d4)組成。其中，熱沉構(gòu)件(dl)由聚光杯(dll)、 透鏡裝配槽(dl2)、定位鍵(dl3)、底基板(dl4)構(gòu)成；電極構(gòu)件(")由金 絲焊接電極(d21)、環(huán)氧樹脂框架(d22)、絕緣層(d23)、引線電極(d24)構(gòu) 成。
實(shí)施例5:本實(shí)施例為大功率LED安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。附圖10、附圖11、附圖12、附圖
13分別為大功率LED安裝結(jié)構(gòu)的立體圖、安裝結(jié)構(gòu)零件分解圖、安裝結(jié)構(gòu)剖視 圖和夾板結(jié)構(gòu)仰視圖。
本實(shí)施例大功率LED安裝結(jié)構(gòu)由二次散熱構(gòu)件(el)、 LED結(jié)構(gòu)(e2)、夾板 (e3)、螺栓(e4)、負(fù)極接線端(e5)、正極接線端(e6)組成。其中，二次散 熱構(gòu)件(el)由高導(dǎo)熱絕緣層(ell)、螺孔(el2)、散熱片(el3)構(gòu)成；LED 結(jié)構(gòu)(e2)由LED定位鍵(e21)、 LED引線電極(e22 )構(gòu)成；夾板(e3)由LED 安裝孔(e31)、電極嵌槽(e32)、螺栓孔(e33)、 LED定位鍵槽(e34 )構(gòu)成。 實(shí)施例6:
本實(shí)施例為大功率LED安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。附圖14為本實(shí)施例大功率LED安裝 剖視圖。
本實(shí)施例大功率LED安裝結(jié)構(gòu)由LED (fl)、夾板(f2)、螺栓(f3 )、電極 接線端(f4)、電路引線(f5)所組成。其中LED (fl)由LED電極(fll)、 LED 電極框架(fl2)、透鏡(fl3)構(gòu)成。
權(quán)利要求1、一種大功率LED封裝及安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述大功率LED封裝結(jié)構(gòu)由熱沉構(gòu)件、封裝透鏡、LED芯片、電極構(gòu)件、鍵合金絲組成；所述大功率LED安裝結(jié)構(gòu)由二次散熱構(gòu)件、LED、夾板、螺栓、電路引線組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED封裝及安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述LED封裝結(jié)構(gòu)熱沉構(gòu)件的上部設(shè)有與聚光杯、封閉透鏡的裝配槽，聚光杯可以為圓臺(tái)形凹槽、橢圓回旋體或者為拋物線回旋體，芯片焊接位置為圓臺(tái)凹槽的底或者為回旋體的焦點(diǎn)位置以便符合配光的要求；所述熱沉構(gòu)件設(shè)有裝配電極構(gòu)件的通孔槽或在側(cè)面設(shè)有裝配電極的凹槽； 所述熱沉構(gòu)件的下部設(shè)有大面積基板，所述熱沉構(gòu)件的基板部分作為LED的一個(gè)電極，其形狀可以為正多邊形、圓形；所述熱沉構(gòu)件的基板上可以設(shè)有通孔以便LED裝配，基板上表面設(shè)有LED定位裝配的鍵槽，下表面設(shè)有凹槽，以供電極構(gòu)件中絕緣導(dǎo)線的鑲嵌。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED封裝及安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 LED封裝結(jié)構(gòu)電極構(gòu)件為環(huán)氧樹脂澆注包裹電極構(gòu)成，其裝配形式為通孔插入式 或者旁側(cè)插入式，電極部分由與鍵合金絲連接的焊接電極和引出端引線極構(gòu)成， 引線電極可以為絕緣導(dǎo)線式或者銅片引線電極。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED封裝及安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 LED封裝結(jié)構(gòu)LED芯片可為單芯片或者為多芯片式，多芯片式LED結(jié)構(gòu)的熱沉中 的聚光杯為2-6個(gè)，LED芯片分別置于聚光杯中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED封裝及安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 LED封裝結(jié)構(gòu)封裝透鏡可以為球面形、平板形，封裝透鏡與熱沉構(gòu)件裝配時(shí)，可以通過環(huán)氧樹脂固化粘接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED封裝及安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述LED封裝結(jié)構(gòu)熱沉構(gòu)件可以通過用高導(dǎo)熱的銅、鋁一次沖壓而成或者通過自動(dòng)車 床批量加工而成。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED封裝及安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述 LED安裝結(jié)構(gòu)中夾板設(shè)有與LED鍵合裝配的臺(tái)階槽、電路引線的嵌入槽、螺栓通 孔，LED裝配在夾板和二次散熱構(gòu)件之間，通過螺栓加固，LED基板底面與二次 散熱構(gòu)件可緊密接觸，減小熱阻。
專利摘要一種大功率LED封裝及安裝結(jié)構(gòu)，其封裝結(jié)構(gòu)由熱沉構(gòu)件(a1)、電極構(gòu)件(a2)、芯片(a3)、金絲(a4)、聚光透鏡(a5)所組成；其安裝結(jié)構(gòu)由二次散熱構(gòu)件、LED、夾板、螺栓、電路引線組成。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，特別是電極構(gòu)件省去了傳統(tǒng)LED技術(shù)中采用的復(fù)雜引線框架的制作，降低了生產(chǎn)成本，在大功率LED的安裝結(jié)構(gòu)中，LED與二次散熱構(gòu)件直接導(dǎo)熱，并且二者接觸面積較大，熱阻明顯減小，提高了LED散熱效果，能明顯解決大功率LED模組照明時(shí)散熱問題，本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于大功率LED路燈照明、LED室內(nèi)照明、LED投射燈、LED礦燈、手電筒等。
文檔編號(hào)H01L33/00GK201435411SQ20092014257
公開日2010年3月31日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者旺 李, 杜國平 申請人:南昌大學(xué)