專利名稱：防水防腐散熱高絕緣led陶瓷集成光源及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED技術領域，尤其涉及LED陶瓷集成光源及其制作方法。
背景技術：
發(fā)光二極管(LED)作為一種新型的發(fā)光器件，具有節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長、啟動速度快等諸多優(yōu)點，可應用于電子通訊、電光板以及液晶顯示器等眾多領域。LED作為光源，其制造工藝包括芯片制備和芯片封裝兩個階段，在芯片封裝方面目前基本采取單顆粒封裝和集成封裝兩種方式?，F(xiàn)有的通過集成封裝制得的LED集成光源一般都包括金屬基板、附著在金屬基板上并與金屬基板用金線連接的多顆LED晶粒、設置在多顆LED晶粒周圍的塑料圍框(與金屬引線架一起注塑成型)、以及灌膠于塑料圍框內(nèi)并覆蓋住所有LED晶粒的熒光 粉膠體?，F(xiàn)有LED集成光源具有以下缺陷基板采用金屬材料制成，由于金屬材料的熱膨脹系數(shù)與LED晶粒的差異很大，當溫度變化很大或封裝作業(yè)不當時基板極易產(chǎn)生熱歪斜，引發(fā)芯片瑕疵并導致發(fā)光效率降低；金屬基板的防腐性、散熱性、絕緣性差，使用時存在安全隱患；金屬基板的線路連接通過塑料圍框內(nèi)的金屬引線架完成，而引線架是沖壓成型的，因此限制了線路連接方式的靈活性，且塑料圍框散熱性差，使LED集成光源的使用壽命受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種防水、防腐、高散熱以及高絕緣性能的LED陶瓷集成光源。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為一種防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源，包括圍框、基板、設置在基板上的多顆LED晶粒、以及灌膠于所述圍框內(nèi)并將多顆LED晶粒覆蓋住的熒光粉膠體，所述的基板與圍框均由陶瓷材料制成，所述的基板嵌設在所述的圍框內(nèi)，且所述的基板與圍框嵌設連接處以及LED正負極引線孔通過導熱絕緣膠密封。對上述技術方案所進一步變換或優(yōu)化的方式包括
所述的基板與圍框優(yōu)選氧化鋁及氮化鋁陶瓷材料制成。它還包括設置在所述的基板表面上的金屬膜電極線路，所述的多顆LED晶粒固定在金屬膜電極線路上且與金屬膜電極線路相連接。所述的基板的底部與所述圍框的底部相平齊設置。所述的金屬膜電極線路為金屬銀材質(zhì)，表面呈光滑鏡面。本發(fā)明還提供一種防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源制作方法，它包括如下步驟
a.基板及圍框制作選用陶瓷材料制作基板，根據(jù)陶瓷基板的各種形狀和尺寸大小制作陶瓷圍框，在基板或圍框內(nèi)預先開設LED正負極引線孔；
b.金屬膜電極線路制作在制成陶瓷基板上通過絲網(wǎng)印刷的方式根據(jù)電極圖案設計要求印上電極線路金屬漿料，通過烘干和高溫燒結制的金屬膜電極線路，并對該金屬膜電極線路板進行鏡面拋光； c.固晶通過背膠機在LED晶粒背面背膠，采用SMT方式將背膠后的LED晶粒貼附在所述金屬膜電極線路板的指定位置上并通過高溫固定；
d.金線鍵合通過焊線機打線使LED晶粒與金屬膜電極線路相連接；
e.陶瓷基板與陶瓷圍框嵌設連接將陶瓷基板嵌設在圍框內(nèi)，嵌設連接處及正負極引線用導熱絕緣膠體密封；
f.灌膠成型向所述圍框中灌注熒光粉膠，通過高溫燒結固化成型即可。進一步地，步驟a中，所述的基板與圍框優(yōu)選氧化鋁及氮化鋁陶瓷材料制成。步驟b中，金屬膜電極線路在800°C左右的溫度下燒結約15分鐘。步驟e中，所述陶瓷基板的底部與陶瓷圍框底部相平齊設置。由于上述技術方案的運用，本發(fā)明相對現(xiàn)有技術的優(yōu)點本發(fā)明LED陶瓷集成光源的基板及圍框選用陶瓷材料制成，與現(xiàn)有使用金屬基板的LED集成光源相比，防水性、防腐性、散熱性、絕緣性更好，可適用沿海碼頭燈、淡水、海水以及各類水下作業(yè)燈在各種惡劣環(huán)境中的照明，使用壽命更長，可適用于制作不同環(huán)境，尤其是大功率LED集成光源；另外，本發(fā)明使用陶瓷材料制作基板及圍框，材質(zhì)一樣熱膨脹系數(shù)也就一樣，所以它的防水密封性也就更好。采用將基板嵌設在陶瓷圍框內(nèi)的結構，克服了使用塑料圍框存在的散熱性差等不足，基板和圍框可同時散熱，增大了散熱面積，散熱性也更好。本發(fā)明的LED防水、防腐、散熱、高絕緣陶瓷集成光源的制作方法具有工藝簡單，制作成本低，生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。


圖I為本發(fā)明LED集成光源的俯視 圖2為圖I的A-A方向剖面示意 其中1、基板；2、圍框；3、金屬膜電極線路；4、LED晶粒；5、熒光粉膠體；6、金線；7、正負極引線孔。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方式作進一步詳細的說明
實施例I:
參見圖I和2，本實施例的LED集成光源，包括基板I、圍框2、設置在基板I上的多顆LED晶粒4，以及灌膠于圍框2內(nèi)并將所述多顆LED晶粒4覆蓋住的熒光粉膠體5。其中，基板I和圍框2均由陶瓷材料制成，基板I是嵌設在圍框2內(nèi)的，其嵌設連接處以及LED正負極引線孔7通過導熱絕緣膠密封。且基板I的底面與圍框2相平齊。
本實施例中，LED陶瓷集成光源還包括燒結在基板I表面的金屬膜電板線路3，所述多顆LED晶粒4即固定在金屬膜電極線路3上，且多顆LED晶粒4與金屬膜電極線路3之間通過金線6連接。所述金屬膜電極線路為金屬銀材質(zhì)，表面為鏡面，具有90%以上的光反射率，即可進一步提高LED集成光源的發(fā)光效率。本實施例LED陶瓷集成光源防水性、防腐性、散熱性、絕緣性更好，使用壽命更長，金屬膜電極線路表面為鏡面，更可提高LED集成光源的發(fā)光效率。
實施例2
本實施例介紹實施例I的LED陶瓷集成光源的封裝方法，具體采用如下步驟
(I)、基板制作選擇陶瓷材料制作陶瓷基板，可優(yōu)選氧化鋁或氮化鋁陶瓷。 (2)、金屬膜電極線路的制作在陶瓷基板上通過絲網(wǎng)印刷的方式根據(jù)電極圖案設計要求印上電極線路金屬漿料，通過烘干和高溫燒結制得到金屬膜電極線路，并對該金屬膜電極線路進行鏡面拋光；具體可進一步參見專利號ZL201220013909. 7。(3)、固晶通過背膠機在LED晶粒背面背膠，然后采用SMT技術(即表面貼裝技術)通過真空吸嘴將背膠后的LED晶粒吸起并貼附在金屬膜電極線路的指定位置上，貼裝完成后，再在150°C左右的溫度下燒結約2小時，使LED晶粒在金屬膜電極線路上固定好。(4)、金線結合通過焊線機打線使LED晶粒與金屬膜電極線路相連接；
(5)、加設圍框根據(jù)陶瓷基板的各種形狀和大小尺寸預先制作陶瓷圍框；根據(jù)技術要求，在基板或圍框內(nèi)預先開設LED正負極引線孔；
(6)、基板與圍框嵌設連接處密封將陶瓷基板嵌設在圍框內(nèi)，嵌設連接處及正負極引線孔用導熱絕緣膠體防水密封；陶瓷基板的底部與陶瓷圍框平齊；基板和圍框同時散熱，增加了散熱面積、提高了散熱性能；且陶瓷圍框的厚薄可根據(jù)熒光粉膠體的預設厚度來確定。(7)、灌膠成型往陶瓷圍框中灌注熒光粉膠，在120°C左右的溫度燒結固化成型后，制得所述的LED防水、防腐、散熱、高絕緣陶瓷集成光源。上述集成光源的制作方法工藝簡單，制作成本低，生產(chǎn)效率較高。本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及實質(zhì)的情況下，本領域的技術人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明的權利要求保護的范圍。
權利要求
1.一種防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源，包括圍框(2)、基板(1)、設置在基板(1)上的多顆LED晶粒(4)、以及灌膠于所述圍框(2)內(nèi)并將多顆LED晶粒(4)覆蓋住的熒光粉膠體(5)，其特征在于所述的基板(1)與圍框(2)均由陶瓷材料制成，所述的基板(1)嵌設在所述的圍框(2)內(nèi)，且所述的基板(1)與圍框(2)嵌設連接處以及LED正負極引線孔(7)通過導熱絕緣膠密封。
2.根據(jù)權利要求1所述的防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源，其特征在于所述的基板(1)與圍框(2)選用氧化鋁及氮化鋁陶瓷材料制成。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源，其特征在于它還包括設置在所述的基板(I)表面上的金屬膜電極線路板(3)，所述的多顆LED晶粒(4)固定在金屬膜電極線路(3)上且與金屬膜電極線路相連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源，其特征在于所述的基板(1)的底部與所述圍框(2)的底部相平齊設置。
5.根據(jù)權利要求3所述的防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源，其特征在于所述的金屬膜電極線路(3)為金屬銀材質(zhì)，表面呈光滑鏡面。
6.一種防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源制作方法，其特征在于它包括如下步驟 a.基板及圍框制作選用陶瓷材料制作基板，根據(jù)陶瓷基板的各種形狀和尺寸大小制作陶瓷圍框，根據(jù)技術要求在基板或圍框內(nèi)預先開設LED正負極引線孔； b.金屬膜電極線路制作在制成陶瓷基板上通過絲網(wǎng)印刷的方式根據(jù)電極圖案設計要求印上電極線路金屬漿料，通過烘干和高溫燒結制得金屬膜電極線路，并對該金屬膜電極線路基板進行鏡面拋光； c.固晶通過背膠機在LED晶粒背面背膠，采用SMT方式將背膠后的LED晶粒貼附在所述金屬膜電極線路的指定位置上并通過高溫固定； d.金線鍵合通過焊線機打線使LED晶粒與金屬膜電極線路相連接； e.基板與圍框嵌設連接將陶瓷基板嵌設在圍框內(nèi)，嵌設連接處及正負極引線用導熱絕緣膠體密封； f.灌膠成型向所述圍框中灌注熒光粉膠，通過高溫燒結固化成型即可。
7.根據(jù)權利要求6所述的防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源制作方法，其特征在于步驟a中，所述的基板與圍框優(yōu)選氧化鋁及氮化鋁陶瓷材料制成。
8.根據(jù)權利要求6所述的防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源制作方法，其特征在于步驟b中，金屬膜電極線路在800°C左右的溫度下燒結約15分鐘。
9.根據(jù)權利要求6所述的防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源制作方法，其特征在于步驟e中，所述陶瓷基板的底部與陶瓷圍框底部相平齊設置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種防水防腐散熱高絕緣LED陶瓷集成光源及制作方法，包括圍框、基板、設置在基板上的多顆LED晶粒、以及灌膠于圍框內(nèi)并將多顆LED晶粒覆蓋住的熒光粉膠體，所述的基板與圍框均由陶瓷材料制成，所述的基板嵌設在圍框內(nèi)，且基板與圍框嵌設連接處以及LED正負極引線孔通過導熱絕緣膠密封?；寮皣蜻x用陶瓷材料制成，其防水性、防腐性、散熱性、絕緣性更好，可適用沿海碼頭燈、淡水、海水以及各類水下作業(yè)燈在各種惡劣環(huán)境中的照明，使用壽命更長。本發(fā)明集成光源的制作方法工藝簡單，制作成本低，生產(chǎn)效率高。
文檔編號H01L33/62GK102891141SQ201210415130
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權日2012年10月26日
發(fā)明者樊凌濤, 嚴建華, 嚴海銘 申請人:張家港東能電子科技有限公司