專利名稱：一種大功率led支架及大功率led封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于LED封裝的支架，具體是ー種耐高溫且適用于大功率發(fā)光二極管(LED)封裝的支架，以及使用上述支架的大功率LED封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
白光發(fā)光二極管(Lighting Emitting Diode)具有效率高,壽命長,可靠性高,環(huán)保節(jié)能，應(yīng)用靈活等諸多優(yōu)點，被普遍認(rèn)可為第四代的照明光源，具有廣闊的發(fā)展前景。制作大功率的光源更是未來LED主要發(fā)展的趨勢，隨著LED技術(shù)的進(jìn)展，LED的光效率增加，導(dǎo)致更多的光和熱被耗散掉，這要求LED具有更好的耐熱性能和反射光的能力。大功率發(fā)光二極管封裝支架基座是把發(fā)光二極管芯片向側(cè)面發(fā)出的光大部分甚至全部反射出去的元件。因此，形成基座的材料必須具有良好的不透明性、反射性和耐熱性。目前，大功率LED封裝支架的基座都是使用類似于尼龍的聚鄰苯ニ甲酰胺(PPA) 的塑料組合物制成。在該塑料組合物中加入了纖維玻璃顆粒和氧化鈦顆粒以提供反射性，讓該塑料組合物具有一定的耐熱性和反射性且成本低。但是，在大功率LED封裝過程中，該塑料組合物因為它的耐熱性不夠好而很難使用高回流溫度的回流焊封裝。另外，因為該塑料組合物比用于將LED焊接到底座上的金錫共晶焊料有更低的熔融溫度，所以該塑料組合物與使用廣泛的金錫共晶焊料缺少相容性，妨礙著大功率LED性能的提高。針對上述情況，也有人使用陶瓷為基座，這種陶瓷基座可提供良好的傳導(dǎo)率和耐熱性，從而很好的解決了以PPA為主的塑料組合物的缺陷。但是，由于陶瓷本身エ藝與原料的原因?qū)е率褂锰沾芍Ъ艿某杀鞠鄬^高，較高的成本變成了 LED快速推向市場的障礙。現(xiàn)今，各公司都希望能夠找到ー種耐高溫、成本低的大功率LED支架。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種耐高溫、成本低的大功率LED支架。為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)手段是ー種大功率LED支架，包括導(dǎo)電腳以及包裹所述導(dǎo)電腳的基座，所述基座的頂部形成一凹腔，所述凹腔底部固設(shè)ー熱沉，所述基座為耐高溫材料制作，所述的耐高溫材料主要是液晶高分子聚合物，且含有多個填料顆粒。有益效果本發(fā)明具有高耐熱性、高出光效率和高紫外光屏蔽性，并且成本低廉的優(yōu)點，相對于現(xiàn)今使用的PPA支架，本發(fā)明有更高的耐熱性能，從而與用于將LED焊接到底座上的金錫共晶焊料有很好的相容性，提高了 LED燈具的生產(chǎn)效率；相對于現(xiàn)今使用的陶瓷支架,本發(fā)明可通過注塑成型的方法實現(xiàn)高效率、低成本生產(chǎn)。優(yōu)選地，所述基座為白色基座。優(yōu)選地，所述基座高度為0. 8mnTl. 5mm,所述熱沉高度為0. lmnTO. 5mm。優(yōu)選地，所述所述液晶高分子聚合物包括了以下化學(xué)基團對羥基苯甲酸、聯(lián)苯ニ酚、酸酐、對苯ニ甲酸、4，4_苯甲酸、2，6_萘ニ甲酸、6-こ酰氧基-2-萘甲酸。
優(yōu)選地，所述耐高溫材料含有159^55%的填料。優(yōu)選地，所述填料包括納米TiO2、被ZnO包覆的Ti02、CeO2, CaCO3和玻璃。優(yōu)選地，所述納米TiO2以及被ZnO包覆的TiO2在耐高溫材料中的含量為12% 23%。優(yōu)選地，所述ZnO在耐高溫材料中的含量小于0. 8%。優(yōu)選地，所述納米TiO2的晶體結(jié)構(gòu)為金紅石。優(yōu)選地，所述被ZnO包覆的TiO2的晶 體結(jié)構(gòu)為銳鈦礦，外層ZnO顆粒大小為0. lnnTO. 4nm,被ZnO包覆的TiO2顆粒大小小于80nm。優(yōu)選地，所述金紅石納米TiO2顆粒摻雜有亞鐵離子或者是經(jīng)過氨基硅烷偶聯(lián)劑改性處理。優(yōu)選地，所述凹腔的底部和側(cè)面有ー層光反射薄膜。本發(fā)明還提供了一種采用前述ー種大功率LED支架的大功率LED封裝結(jié)構(gòu)，其中LED芯片固定在熱沉上，所述芯片與所述導(dǎo)電腳電連接，所述LED芯片被封裝膠體覆蓋，所述封裝膠體填充在所述凹腔內(nèi)將LED芯片覆蓋。有益效果本發(fā)明提供的大功率LED封裝結(jié)構(gòu)成功引入了高回流溫度的回流焊技術(shù)，提高了 LED燈具的生產(chǎn)效率。優(yōu)選地，所述封裝膠體為熒光膠體。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電腳是ー立方體，所述導(dǎo)電腳的上端部為焊線區(qū)，所述導(dǎo)電腳的底面與熱沉的底面以及基座的底面平齊，所述導(dǎo)電腳正對熱沉的外側(cè)面與基座的側(cè)面平齊，所述導(dǎo)電腳與熱沉之間預(yù)留有絕緣間隙。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電腳包括焊盤以及沿焊盤向下折彎的延展部，所述延展部穿過基座的底部端面并在基座的底部端面形成ー折邊，所述折邊的底面與熱沉的底面以及基座的底面平齊，所述焊盤與熱沉之間預(yù)留有絕緣間隙。


本發(fā)明將在一下詳細(xì)的說明書中結(jié)合附圖來全面描述，其中
圖I為本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的底部結(jié)構(gòu)示意 圖3為圖I中A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明另ー優(yōu)選方案的結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明另ー優(yōu)選方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖I、2、3所示，本發(fā)明公開了ー種大功率LED支架，包括導(dǎo)電腳la、Ib以及包裹所述導(dǎo)電腳la、Ib的基座2,所述基座2的頂部形成一凹腔6,所述凹腔6底部固設(shè)ー熱沉3，所述基座2為耐高溫材料制作，所述的耐高溫材料主要是液晶高分子聚合物，且含有多個填料顆粒。在模制材料制備過程中，將填料顆粒均勻地混煉到液晶高分子聚合物中。優(yōu)選地，可通過已知的混煉和模制成型方法實現(xiàn)填料顆粒在材料的外表面附近更多。
因液晶高分子聚合物只需要羥基苯甲酸、酸酐、聯(lián)苯二酚、對苯二甲酸便可熔融聚合而成，耐熱性能更可達(dá)到410°C以上，但其顏色為微黃色。由于本發(fā)明公開的一種大功率LED支架用于LED封裝，因此要求支架具有良好的光反射能力，故在熔融聚合液晶高分子聚合物時另外加入4，4_苯甲酸、2，6_萘二甲酸、6-乙酰氧基-2-萘甲酸等化學(xué)基團使液晶高分子聚合物變白，從而有效的提高支架的反射能力，另加入上述化學(xué)基團后雖降低了液晶高分子聚合物的耐熱性能，但其耐熱性能仍大于350°C，因此與用于將LED焊接到底座上的金錫共晶焊料有很好的相容性，提聞了 LED燈具的生廣效率。本發(fā)明公開的一種大功率LED支架中所述基座2的高度為O. 8mnTl. 5mm，優(yōu)選I. 1mm，所述熱沉3的高度為O. lmnTO. 5mm,優(yōu)選O. 3mm。本實施例中，支架為一個面積是7mm乘7mm,高為I. 4mm (其中基座2高為I. Imm,熱沉3高為O. 3mm)的長方體支架，相對于傳統(tǒng)的IW大功率LED支架中3mm的熱沉高度，本發(fā)明公開的一種大功率LED支架具有很短的熱輸送路徑，散熱性能高，另外熱沉3呈倒“凸”狀，有效增加了封裝后濕氣到達(dá)芯片出的路徑，增強了支架的氣密性，并且可以提高最大的反光面積，提升光萃取率。·本發(fā)明公開的一種大功率LED支架中，填料顆粒大小為400nm以下，填料顆粒占所述耐高溫材料的15%到55%之間。所述耐聞溫材料的優(yōu)選方案為液晶聞分子聚合物占68%,金紅石型納米TiO2占20%，銳鈦礦型 TiO2 占 O. 3%, CeO2 占 O. 9%, CaCO3 占 10%，玻璃占 O. 7%。金紅石型納米TiO2的粒徑為34nm，銳鈦礦型TiO2的粒徑為40nm，ZnO的粒徑為O. 2nm, CaCO3 的粒徑為 lOOnm。經(jīng)過折射率的比較和實驗發(fā)現(xiàn)，金紅石型納米TiO2以其折射率n=2. 71為最好，故優(yōu)選金紅石型納米TiO2,并且把金紅石型納米TiO2顆粒經(jīng)氨基硅烷偶聯(lián)劑改性處理，改性后的金紅石型納米TiO2具有更好的分散性，顆粒間不容易團聚，能夠更好的與液晶高分子聚合物混合；改性后的金紅石型納米TiO2更具有活性，能夠以共價鍵結(jié)合的方式引入到玻纖上，使液晶高分子聚合物的力學(xué)、熱學(xué)、耐久性能有較好的提高；改性后的金紅石型納米TiO2具有良好的紫外光屏蔽能力。填料CaCO3能對液晶該分子聚合物的抗拉性能有著明顯的改善以此改善支架的抗拉能力。紫外光通常會被吸收到有機材料中，從而破壞聚合物鏈。因此，優(yōu)選在耐高溫材料中包括氧化鋅及其包覆的TiO2 (經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)合成的ZnO包覆超細(xì)銳鈦礦型TiO2比銳鈦礦型超細(xì)TiO2、金紅石型TiO2及市售氧化鋅的紫外吸收能力都有明顯提高)、CeO2 (CeO2與ZnO混合的復(fù)合粉體的紫外光屏蔽性能比單一的性能高)。這些無機紫外穩(wěn)定劑可以在波長300nnT450nm的范圍內(nèi)改善反射率，保護(hù)材料免受紫外光降解，另外也降低了紫外光對熒光膠、填充硅膠的影響。本發(fā)明公開的一種大功率LED支架還可以在支架凹腔6的底部和側(cè)面形成一層光反射膜，形成方法可以是電漿離子法、蒸鍍法、電鍍、濺射。光反射膜可為金屬膜或無機材料膜或金屬膜加無機材料膜，金屬膜材料可選用金、銀、鋁及其合金。上述無機材料膜可為二氧化鈦(TiO2, n=2. 6)或硫化鋅(ZnS, n=2. 35)。優(yōu)選地,光反射膜為納米級光反射膜。以一較佳實施例而言，光學(xué)薄膜制造方法為蒸鍍法，其方法為將薄膜材料固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)或離子態(tài)，而氣態(tài)或離子態(tài)的材料籍由蒸發(fā)方式，抵達(dá)支架表面。當(dāng)氣態(tài)或離子態(tài)材料抵達(dá)支架表面后，逐漸沉積形成薄膜(薄膜厚度優(yōu)選113nm到145nm之間)，為了使薄膜能擁有高純度，較宜者應(yīng)于高真空環(huán)境下沉積。以另一較佳實施例，薄膜可利用離子電漿輔助電子槍方式沉積而成(薄膜厚度優(yōu)選568nm到725nm之間)。離子源的功率須視支架材料性質(zhì)調(diào)整強弱。本發(fā)明公開的一種大功率LED支架中凹腔6的側(cè)面向外傾斜40度，兩側(cè)面相互對稱，能讓射到凹腔6側(cè)面的光大部分反射出去，并且凹腔6的平面面積在18mm2到33mm2之間，具有寬闊的光發(fā)散空間，讓更多的光不用經(jīng)過反射直接發(fā)散出去，減少了光在反射過程中的損失。支架的導(dǎo)電腳la、lb上端部為焊盤lla、llb,焊盤lla、llb為非對稱狀,有利于固晶機有效分辨支架的正負(fù)極，杜絕固晶固反情況的出現(xiàn)，并有效提高封裝效率。導(dǎo)電腳la、lb包括焊盤IlaUlb (焊盤11a、Ilb位于凹腔6的底部)以及沿焊盤IlaUlb向下折彎的延展部12。所述延展部12穿過基座的底部端面20并在基座的底部端面20形成一折邊13，所述折邊的底面10與熱沉的底面30以及基座的底面20平齊，所述焊盤與熱沉之間預(yù)留有絕緣間隙7，所述絕緣間隙7的寬度H為O. lmnTO. 3mm，優(yōu)選O. Imm或
O.2mm,以提供更大的反光區(qū)域，提升光萃取效率。本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實施方式如圖4所示，即導(dǎo)電腳la、lb是一立方體，所述導(dǎo)電腳la、lb的上端部IlaUlb為焊盤，所述導(dǎo)電腳la、lb的底面10與熱沉3的底面30以及基座2的底面20平齊，所述導(dǎo)電腳la、lb正對熱沉3的外側(cè)面12與基座2的側(cè)面22平齊，所述導(dǎo)電腳la、lb與熱沉3之間預(yù)留有絕緣間隙。如圖5所示,本發(fā)明還提供一種采用前述一種大功率LED支架9的大功率LED封裝結(jié)構(gòu)，包括LED支架9、固定在LED支架9內(nèi)的LED芯片4以及覆蓋LED芯片4的封裝膠體5,所述支架9包括導(dǎo)電腳la、Ib以及包裹所述導(dǎo)電腳la、Ib的基座2,所述基座2的頂部形成一凹腔6，所述凹腔6底部固設(shè)一熱沉3，所述導(dǎo)電腳包括焊盤11以及沿焊盤向下折彎的延展部12，所述延展部12穿過基座2的底部端面20并在基座的底部端面20形成一折邊13，所述焊盤11與熱沉3之間預(yù)留有絕緣間隙7，所述LED芯片4固定在熱沉3上，所述芯片4與所述焊盤11電連接，所述封裝膠體5填充在所述凹腔6內(nèi)將LED芯片4覆蓋；所述折邊13的底面10與熱沉3的底面30以及基座2的底面20平齊，以便于后續(xù)的LED燈珠的自動化分光。本發(fā)明所述熱沉3的頂部形成有一凹陷部31，該凹陷部31用來盛放LED芯片4。本發(fā)明所述封裝膠體5為熒光膠體，該熒光膠體為均勻混合有熒光粉的封裝膠體。優(yōu)選LED芯片4為藍(lán)光LED芯片，所述熒光膠體為黃色熒光膠體，此時藍(lán)光LED芯片激發(fā)黃色熒光膠體可以得到白光。以上均是方便說明本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的實施例，本發(fā)明的保護(hù)范疇不局限于此。本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的另一實施方式如圖6所示，即導(dǎo)電腳la、lb是一立方體，導(dǎo)電腳la、lb的上端部IlaUlb為焊線區(qū)，所述導(dǎo)電腳la、lb的底面10與熱沉3的底面30以及基座2的底面20平齊，所述導(dǎo)電腳la、lb正對熱沉3的外側(cè)面12與基座2的側(cè)面22平齊，所述導(dǎo)電腳la、lb與熱沉3之間預(yù)留有絕緣間隙，LED芯片4固定在熱沉3上，封裝膠體5覆蓋LED芯片4。以上所述僅以方便說明本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明的創(chuàng)作精神范疇內(nèi)，熟知此技術(shù)的人員所做的任何簡單的修飾與變形，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種大功率LED支架，包括導(dǎo)電腳以及包裹所述導(dǎo)電腳的基座，所述基座的頂部形成一凹腔，所述凹腔底部固設(shè)一熱沉，其特征在于所述基座為耐高溫材料制作，所述的耐高溫材料主要是液晶高分子聚合物，且含有多個填料顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述基座為白色基座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述基座高度為O.8_ 1. 5mm,所述熱沉高度為O. 1_ O. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述液晶高分子聚合物包括了以下化學(xué)基團對羥基苯甲酸、聯(lián)苯二酚、酸酐、對苯二甲酸、4，4_苯甲酸、2，6_萘二甲酸、6-乙酰氧基-2-萘甲酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述耐高溫材料含有15% 55%的填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述填料包括納米Ti02、被ZnO包覆的Ti02、CeO2、CaCO3和玻璃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述納米TiO2以及被ZnO包覆的TiO2在耐高溫材料中的含量為12°/Γ23%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述ZnO在耐高溫材料中的含量小于O. 8%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述納米TiO2的晶體結(jié)構(gòu)為金紅石。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述被ZnO包覆的TiO2的晶體結(jié)構(gòu)為銳鈦礦，外層ZnO顆粒大小為O. ΙηπΓΟ. 4nm,被ZnO包覆的TiO2顆粒大小小于80nm。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述金紅石納米1102顆粒摻雜有亞鐵離子或者是經(jīng)過氨基硅烷偶聯(lián)劑改性處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大功率LED支架，其特征在于所述凹腔的底部和側(cè)面有一層光反射薄膜。
13.一種采用如權(quán)利要求I到12任一項所述的大功率LED支架的大功率LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于=LED芯片固定在熱沉上，所述LED芯片與所述導(dǎo)電腳電連接，所述LED芯片被封裝膠體覆蓋，所述封裝膠體填充在所述凹腔內(nèi)將LED芯片覆蓋。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種大功率LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封裝膠體為熒光膠體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種大功率LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)電腳是一立方體，所述導(dǎo)電腳的上端部為焊線區(qū)，所述導(dǎo)電腳的底面與熱沉的底面以及基座的底面平齊，所述導(dǎo)電腳正對熱沉的外側(cè)面與基座的側(cè)面平齊，所述導(dǎo)電腳與熱沉之間預(yù)留有絕緣間隙。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種大功率LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)電腳包括焊盤以及沿焊盤向下折彎的延展部，所述延展部穿過基座的底部端面并在基座的底部端面形成一折邊，所述折邊的底面與熱沉的底面以及基座的底面平齊，所述焊盤與熱沉之間預(yù)留有絕緣間隙。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大功率LED支架，包括導(dǎo)電腳以及包裹所述導(dǎo)電腳的基座，所述基座的頂部形成一凹腔，所述凹腔底部固設(shè)一熱沉，所述基座為耐高溫材料制作，所述的耐高溫材料主要是液晶高分子聚合物，且含有多個填料顆粒。本發(fā)明具有高耐熱性、高出光效率、高紫外光屏蔽性以及成本低廉的優(yōu)點，相對于現(xiàn)今使用的PPA支架，本發(fā)明有更高的耐熱性能，從而與用于將LED焊接到底座上的金錫共晶焊料有很好的相容性，提高了LED燈具的生產(chǎn)效率；相對于現(xiàn)今使用的陶瓷支架，本發(fā)明可通過注塑成型的方法實現(xiàn)高效率、低成本生產(chǎn)。另外本發(fā)明還公開了一種采用上述支架的大功率LED封裝結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L33/48GK102820409SQ20121028569
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者盧志榮 申請人:深圳市灝天光電有限公司