专利名称：Led照明光源的封装结构及其制作方法
技术领域：
本发明涉及照明领域，更进一步的，涉及一种以LED作为光源的封装结构及其制 作方法。
背景技术：
LED作为光源越来越普遍的被应用于照明领域，但由于LED芯片生产工艺和材料 的局限，使得其在将电能转化为光能过程中，产生大量的热能，所以应用LED作为光源的照 明灯具，如何解决散热是首先需要考虑和解决的问题。传统的做法是将LED芯片焊接在一 层铝基板上，即通常所说的PCB板。该铝基板一般包括敷铜层、绝缘层和铝基层。再将该铝 基板通过导热硅脂粘结在一散热基座上。这样，LED芯片产生的热量传递途径是铜、绝缘层、 铝、导热硅脂、散热基座。我们知道，一般铝基板中，铜的导热系数为401，绝缘层导热系数为 0. 6 1. 2，铝的导热系数为237，导热硅脂的导热系数为1. 0。由于在这个热传导途径上存 在导热系数很低的绝缘层和导热硅脂，会造成很大的热阻，使得整体的散热效率较低，这样 必然导致灯具的使用寿命下降。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种LED照明光源的封装结构，使用该LED照明 光源的灯具，不仅能够提高散热效率，而且其结构简单，工艺简化，节省生产成本。本发明还提供了上述LED照明光源封装结构的制作方法，该方法方便可行，且可 以保障光源的性能和正常使用。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下一种LED照明光源的封装结构，包括LED芯片以及安装LED芯片的散热基座，所述 LED芯片底部的热沉以及正负极引脚分别焊接在不同的铜片上，在所述焊接有LED芯片正 负极引脚的铜片上分别设置有用于电气连接的部件，所述铜片嵌入所述散热基座一端面设 置的绝缘导热材料中。所述LED芯片为单颗LED芯片，所述铜片上用于电气连接的部件是导线。所述LED芯片为多颗LED芯片电气连接，相邻LED芯片之间通过其铜片上设置的 焊盘焊接或通过导线连接，电路两端的LED芯片的铜片上设置与外接电路电气连接的导 线。所述LED芯片可以是热电分离式，也可以是热电不分离式。当所述LED芯片是热电分离式或热电不分离式，其热沉和负极引脚相连时，焊接 LED芯片底部热沉的铜片与焊接LED芯片负极引脚的铜片可以为一体。当所述LED芯片是热电分离式或热电不分离式，其热沉和正极引脚相连时，焊接 LED芯片底部热沉的铜片与焊接LED芯片正极引脚的铜片可以为一体。所述散热器一端面设置一凹陷平台，所述绝缘导热材料注入所述凹陷平台中。所述绝缘导热材料是陶瓷、氮化硼。
所述散热器是铝或铝合金。上述LED照明光源的封装结构的制作方法，其特征在于在所述散热基座的上端 面先涂敷一薄层绝缘导热材料，待所述绝缘导热材料凝固后，继续注入该绝缘导热材料，在 该绝缘导热材料凝固之前，将LED芯片引脚和底部热沉以及其上焊接的铜片嵌入该绝缘导 热材料中，待其凝固。本发明带来的有益效果本发明提供的LED照明光源的封装结构，省略了传统的铝基板，而是将LED芯片直 接焊接在导热性能良好的金属铜片上，金属铜片再嵌入到绝缘导热材料中，绝缘导热材料 涂敷在散热基座的上端面。这样，LED芯片产生的热量传递途径是铜、绝缘导热材料、散热 基座，而该绝缘导热材料一般采用导热系数高的氮化硼(导热系数为40)或陶瓷(导热系 数为36)，使得该热量传递途径上的热阻大大减小，热量能够快速且高效的传导到散热基座 上及时散热，LED照明光源的正负极引脚则通过焊接在铜片上的导线连接到外部电路。该 结构不仅散热效果好，而且工艺简单，生产方便。本发明还提供的上述LED照明光源封装结构的制作方法，由于先在散热基座的上 端面上涂敷一薄层绝缘导热材料，让其先凝固，这一薄层凝固的绝缘导热材料避免了在将 铜片嵌入到绝缘导热层中时，铜片与金属散热基座之间可能会出现的接触导电问题，保障 了它们之间的绝缘。
以下通过附图对本发明的技术方案做进一步详细的描述图1是现有技术中LED照明光源的封装结构图；图2是本发明第一实施例LED照明光源的封装结构图；图3是本发明第二实施例LED照明光源的封装结构图；图4是本发明第三实施例LED照明光源的封装结构图。
具体实施例方式图1是现有技术中LED照明光源的封装结构示意图，图中示意了 LED芯片1产生 的热量向散热基座2传递时的途径。LED芯片1产生的热量经过其正负极引脚11、12以及 其底部的热沉13依次传递到铝基板上的敷铜层3、绝缘层4、铝基层5、导热硅脂6，最后到 散热基座2上。图2 图3所示，本发明两个实施例的LED照明光源的封装结构，LED芯片1安装 在散热基座2的一个端面上。当LED芯片1属于热电分离式或底部热沉与正极引脚相连的 热电不分离式时，其负极引脚12焊接在铜片72上，其正极引脚11和底部的热沉13焊接在 铜片71上，如图2所示。当LED芯片1属于热电分离式或底部热沉与负极引脚相连的热电 不分离式时，其负极引脚12和底部的热沉13焊接在铜片72上，其正极引脚焊接在铜片71 上，如图3所示。在铜片71和72上分别焊接有导线81和82，该两根导线81和82用于与 外接电路实现电气连接作用。散热器2是由铝或铝合金制成。散热器2在安装LED芯片1 的上端面开设有一个凹陷的平台21，在凹陷平台21的表面涂敷一薄层氮化硼9，待其冷却 凝固后，再继续注入氮化硼9，在该氮化硼9冷却凝固之前，将焊接有LED芯片1的铜片71、72嵌入该氮化硼9内，并冷却凝固。氮化硼9既起到良好的导热作用，也起到固定LED芯片 1的作用。本发明中，为更好的散热，可以将铜片71、72以及绝缘导热层如实施例中所示的 氮化硼9做成足够的薄，但在设计中，该厚度的选择应该不影响铜片71和72上分别焊接 LED芯片的引脚11、12以及导线81、82，也不影响氮化硼9既有导热作用，又固定LED芯片 1的作用。图4是本发明另一实施例，与第一和第二实施例不同的是，LED芯片为两颗LED芯 片14、15串联组成。LED芯片14的负极引脚142上焊接的铜片162和LED芯片15的正极 引脚151上焊接的铜片171通过导线183连接，LED芯片14的正极引脚141上焊接的铜片 161和LED芯片15的负极引脚152上焊接的铜片172上分别焊接有导线181和182用于连 接外部电路。当然，也可以将三颗或以上的LED芯片通过串并联的形式组成照明光源，其结 构和原理与上述实施例相同。
权利要求
1.一种LED照明光源的封装结构，包括LED芯片以及安装LED芯片的散热基座，其特 征在于所述LED芯片底部的热沉以及正负极引脚分别焊接在不同的铜片上，在所述焊接 有LED芯片正负极引脚的铜片上分别设置有用于电气连接的部件，所述铜片嵌入所述散热 基座上端面设置的绝缘导热材料中。
2.根据权利要求1所述的LED照明光源的封装结构，其特征在于所述LED芯片为单 颗LED芯片，所述铜片上用于电气连接的部件是导线。
3.根据权利要求1所述的LED照明光源的封装结构，其特征在于所述LED芯片为多 颗LED芯片电气连接，相邻LED芯片之间通过铜片上设置的焊盘焊接或通过导线连接，电路 两端的LED芯片的铜片上设置与外接电路电气连接的导线。
4.根据权利要求1所述的LED照明光源的封装结构，其特征在于所述LED芯片是热 电分离式或热电不分离式。
5.根据权利要求4所述的LED照明光源的封装结构，其特征在于所述LED芯片是热 电不分离式，其热沉和负极引脚相连，所述焊接LED芯片底部热沉的铜片与焊接LED芯片负 极引脚的铜片可以为一体。
6.根据权利要求4所述的LED照明光源的封装结构，其特征在于所述LED芯片是热 电不分离式，其热沉和正极引脚相连，所述焊接LED芯片底部热沉的铜片与焊接LED芯片正 极引脚的铜片可以为一体。
7.根据权利要求1所述的LED照明光源的封装结构，其特征在于所述散热器一端面 设置一凹陷平台，所述绝缘导热材料注入所述凹陷平台中。
8.根据权利要求1或7所述的LED照明光源的封装结构，其特征在于所述绝缘导热 材料是陶瓷或氮化硼。
9.根据权利要求1或7所述的LED照明光源的封装结构，其特征在于所述散热基座 是铝或铝合金。
10.一种如权利要求1所述LED照明光源的封装结构的制作方法，其特征在于在所述 散热基座的上端面先涂敷一薄层绝缘导热材料，待所述绝缘导热材料凝固后，继续注入该 绝缘导热材料，在该绝缘导热材料凝固之前，将焊接有LED芯片引脚和底部热沉以及导线 的铜片嵌入该绝缘导热材料中，待其凝固。
全文摘要
一种LED照明光源的封装结构及其制作方法，包括LED芯片以及安装LED芯片的散热基座，所述LED芯片底部的热沉以及正负极引脚分别焊接在不同的铜片上，在所述焊接有LED芯片正负极引脚的铜片上分别设置有用于电气连接的部件，所述铜片嵌入所述散热基座上端面设置的绝缘导热材料内。该LED照明光源封装结构的制作方法，先在所述散热基座上端面涂敷一薄层绝缘导热材料，待其冷却凝固后，再注入绝缘导热材料，并将所述铜片嵌入该绝缘导热材料内冷却凝固。本发明所公开的LED照明光源的封装结构及其制作方法，不仅能够提高散热效率，而且结构简单，生产工艺简化，性能良好。
文档编号H01L33/62GK102141232SQ201010120710
公开日2011年8月3日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者李晟, 陈必寿, 陈春根 申请人:上海三思电子工程有限公司, 上海三思科技发展有限公司, 嘉善晶辉光电技术有限公司