专利名称：一种高导热低结温led光源模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种照明用LED光源，确切地讲是一种利用液体金属传热导热 的高导热低结温LED光源模块。
背景技术：
随着能源及环境问题的日益显现，节能产业及其产品越来越受到重视，半导体 二极管(LED)照明的节能效果已被公认，但LED诸如散热、配光等应用瓶颈还没有完 全很好的得以解决，特别是散热问题尤为突出，众所周知，LED芯片光效和寿命与其结 温呈现一定得相关关系，即结温越低光效越高，相应的寿命也就越长，控制LED结温的 关键技术是散热导热技术，其技术核心是先将LED发出的热量有效的快速的传导至外部 散热器，热量经外部散热器散发到周边环境中，制约LED热量传导的因素有传热通道和 热量梯度，在设定外部散热器温度一定的情况下我们希望温度梯度越小越好，即将LED 结温控制在尽量低是水平，如此要将一定量的的热量传递出去就必须设计更合理、更有 效的传热通道。传统LED芯片封装工艺的传热通道为LED芯片_固晶胶-热沉-导 热胶-散热器，此通道最大的弊端在于LED芯片和金属热沉间贴合不紧，两者间存在间 隙，通常加设固晶胶以填补间隙和固定芯片，而现有固晶胶的导热系数也不能和金属相 比拟，而且固晶胶与LED芯片以及金属热沉间也存在很大的热阻。
发明内容为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种高导热低结温LED光源模块，通过 液体金属与LED衬底层无缝接触进行传热导热。本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种高导热低结温LED光源模块，由导热板、液体金属、模块支架、正电极、 负电极、LED芯片、金线、荧光粉和灌封胶构成，液体金属注入导热板呈阵列排布的凹 坑内，模块支架固连于导热板并正对导热板凹坑设置，模块支架底板与液体金属直接接 触，LED芯片阵列排布固定于模块支架底板固晶过孔，使LED芯片衬底层嵌于固晶过孔 并直接接触液体金属，其缝隙处密封胶密封处理，阵列排布的LED芯片由金线串联连接 后再并联连接于正负电极，串并联连接后的LED芯片上方涂布荧光粉，最后再由灌封胶 封装。所述的导热板由金属或合金材料制成片状结构，导热板中间部位设置凹坑，凹 坑呈阵列分布，其数量与拟封装的LED芯片数相匹配，导热板周边设置螺丝过孔用于 LED光源模块的固定安装。所述的液体金属是一种在室温下呈液态的金属或合金，其一般为锡、镁、镓、 铟等的合金材料，可根据实际使用情况选择适当熔点的液体金属材料。所述的模块支架制成凹形结构，其中间部位底板上设置固晶过孔，固晶过孔呈 阵列排布，其数量和间距与导热板凹坑一一对应，正电极和负电极嵌于模块支架边框内并对应设置，模块支架两侧分别对应设置正电极和负电极外露部分，同时模块支架边框 上设置正电极和负电极外接焊接点。所述的正电极和负电极为低电阻金属或合金制成片状结构，嵌于模块支架内， 留出焊接金线和外接电源线的焊接点。所述的LED芯片为大功率发光二极管。本实用新型的有益效果是传统LED芯片封装工艺的传热通道为LED芯 片-固晶胶_热沉_导热胶_散热器，此通道最大的弊端在于LED芯片和金属热沉间贴合 不紧，两者间存在间隙，通常加设固晶胶以填补间隙和固定芯片，而现有固晶胶的导热 系数也不能和金属相比拟，而且固晶胶与LED芯片以及金属热沉间也存在很大的热阻， 本实用新型新的封装结构中LED芯片衬底层与导热板间加设液体金属可实现LED芯片与 导热板间的无缝对接，从而有效改善传统封装工艺中LED芯片和金属热沉间贴合不紧， 固晶胶导热性能不佳等缺陷，让LED发出的热量迅速传导出去，有效控制LED结温，增 加LED使用寿命和发光效率。
图1为导热板结构示意图；图2为模块支架结构示意图；图3为模块支架平面视图；图4为图3的A-A剖面图；图5为本实用新型组成结构示意图；图6为本实用新型整体结构示意图；图7为本实用新型平面视图；图8为图7的B-B剖面图；图9为LED芯片固定连接细部结构图；附图中所指图例1、导热板11、导热版凹坑12、螺丝过孔2、液体金属3、模块支架31、边框 32、底板33、过孔4、正电极5、负电极6、LED芯片7、金线8、荧光粉9、灌封胶10 密封胶
具体实施方式
如图1所示导热板1由金属或合金材料制成片状结构，导热板中间部位设置 凹坑11，凹坑呈阵列分布，其数量与拟封装的LED芯片数相匹配，凹坑用于装填液体金 属，导热板周边设置螺丝过孔12用于LED光源模块的固定安装。液体金属2是一种在室温下呈液态的金属或合金，其一般为锡、镁、镓、铟等 的合金材料，可根据实际使用情况选择适当熔点的液体金属材料。如图2、3、4所示模块支架3制成凹形结构，其中间部位底板32上设置固晶 过孔33，固晶过孔呈阵列排布，其数量和间距与导热板凹坑一一对应，正电极和负电极 嵌于模块支架边框31内并对应设置，模块支架两侧分别对应设置正电极和负电极外露部 分，同时模块支架边框上设置正电极和负电极外接焊接点。[0026]正电极4和负电极5为低电阻金属或合金制成片状结构，嵌于模块支架内，留出 焊接金线和外接电源线的焊接点。LED芯片6为大功率发光二极管。如图5所示一种高导热低结温LED光源模块，由导热板1、液体金属2、模块 支架3、正电极4、负电极5、LED芯片6、金线7、荧光粉8和灌封胶9构成。如图6、7、8、9所示液体金属注入导热板呈阵列排布的凹坑11内，模块支架 固连于导热板并正对导热板凹坑设置，模块支架底板与液体金属直接接触，LED芯片阵 列排布固定于模块支架底板32固晶过孔33，使LED芯片衬底层嵌于固晶过孔并直接接触 液体金属，其缝隙处密封胶10密封处理，阵列排布的LED芯片由金线串联连接后再并联 连接于正负电极，串并联连接后的LED芯片上方涂布荧光粉，最后再由灌封胶封装。
权利要求1.一种高导热低结温LED光源模块，由导热板(1)、液体金属(2)、模块支架(3)、 正电极(4)、负电极(5)、LED芯片(6)、金线(7)、荧光粉⑶和灌封胶(9)构成，其 特征在于液体金属注入导热板呈阵列排布的凹坑(11)内，模块支架固连于导热板并正 对导热板凹坑设置，模块支架底板与液体金属直接接触，LED芯片阵列排布固定于模块 支架底板(32)固晶过孔(33)，使LED芯片衬底层嵌于固晶过孔并直接接触液体金属，其 缝隙处密封胶(10)密封处理，阵列排布的LED芯片由金线串联连接后再并联连接于正负 电极，串并联连接后的LED芯片上方涂布荧光粉，最后再由灌封胶封装。
2.根据权利要求1所述的一种高导热低结温LED光源模块，其特征在于所述的导 热板(1)由金属或合金材料制成片状结构，导热板中间部位设置凹坑(11)，凹坑呈阵列 分布，其数量与拟封装的LED芯片数相匹配，导热板周边设置螺丝过孔(12)。
3.根据权利要求1所述的一种高导热低结温LED光源模块，其特征在于所述的液 体金属(2)是一种在室温下呈液态的金属或合金。
4.根据权利要求1所述的一种高导热低结温LED光源模块，其特征在于所述的模 块支架(3)制成凹形结构，其中间部位底板(32)上设置固晶过孔(33)，固晶过孔呈阵列 排布，其数量和间距与导热板凹坑一一对应，正电极和负电极嵌于模块支架边框(31)内 并对应设置，模块支架两侧分别对应设置正电极和负电极外露部分，同时模块支架边框 上设置正电极和负电极外接焊接点。
5.根据权利要求1所述的一种高导热低结温LED光源模块，其特征在于所述的正 电极(4)和负电极(5)为低电阻金属或合金制成片状结构，嵌于模块支架内，留出焊接金 线和外接电源线的焊接点。
6.根据权利要求1所述的一种高导热低结温LED光源模块，其特征在于所述的 LED芯片(6)为大功率发光二极管。
专利摘要一种高导热低结温LED光源模块由导热板、液体金属、模块支架、正电极、负电极、LED芯片、金线、荧光粉和灌封胶构成，液体金属注入导热板呈阵列排布的凹坑内，模块支架固连于导热板并正对导热板凹坑设置，LED芯片阵列排布固定于模块支架底板固晶过孔，使LED芯片衬底层嵌于固晶过孔并直接接触液体金属，其缝隙处密封胶密封处理，阵列排布的LED芯片由金线串联连接后再并联连接于正负电极，串并联连接后的LED芯片上方涂布荧光粉，最后再由灌封胶封装。本实用新型封装结构LED芯片衬底层与导热板间加设液体金属实现LED芯片与导热板间的无缝对接，从而让LED发出的热量迅速传导出去，有效控制LED结温，增加LED使用寿命和发光效率。
文档编号H01L33/62GK201796962SQ201020523179
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者缪应明, 郭金年, 黄金鹿 申请人:苏州中泽光电科技有限公司