多层led光引擎结构及其加工方法
【专利摘要】本发明公开了多层LED光引擎封装结构及其加工方法，多层LED光引擎结构包括基板、导电组件、驱动器件和发光件，导电组件设于基板的上表面；导电组件包括不少于两个、并从上至下依次连接固定的导电层；导电层包括绝缘片和设有预设电路的导电片，导电片设于绝缘片上方且与绝缘片连接固定；所述导电组件中每个导电层上均设有贯穿绝缘片和导电片的第一通孔；导电组件中除了位于最下层的导电层，其他导电层上均设有若干个贯穿绝缘片和导电片的第二通孔；第一通孔和第二通孔内均设有连接线，连接线用于连接发光件和导电组件，以及使导电层和导电层之间电连接。本发明的优点在于实现热电分离，并且通过多层导电层的结构可以实现多层立体式布线。
【专利说明】
多层LED光引擎结构及其加工方法
技术领域
[0001]本发明涉及LED封装结构领域，尤其涉及多层LED光引擎封装结构及其加工方法。 【背景技术】
[0002]与传统光源一样，半导体发光二极管(LED)在工作期间也会产生热量，其多少取决于整体的发光效率。在外加电能量作用下，电子和空穴的辐射复合发生电致发光，在PN结附近辐射出来的光还需经过晶片本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、晶片外部光取出效率等，最终大概只有30 % -40 %的输入电能转化为光能，其余60%_70%的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能，所以如何解决LED的散热问题成为了制作高可靠性低光衰的LED的关键技术。
[0003] 一般的，LED芯片是用具有高导热率的粘接胶水固定在热电分离的线路层上，热电分离的线路层一般是铝/铜基线路层或陶瓷基线路层，以利于LED芯片产生的热量快速的从高导热的线路基层上传递到灯具的散热外壳上。
[0004]LED光引擎是把LED驱动电源和LED发光器件集成在一块线路层上，这样的技术改变了传统的LED驱动与LED发光器件分离的弊端。光电一体化的光引擎技术，去掉了笨重，硕大的LED驱动，以利于灯具的小型号，轻薄化设计。
[0005]LED线路层在光引擎LED产品中扮演的角色是:一方面它有电气连接的线路，可以使得市电电流经线路层上的导线输入到LED驱动电源上，电流经过LED驱动电源的处理输出合适的电流经线路层上的导线传递到LED芯片上，使得LED发光器件能正常发光；另一方面线路层是把LED芯片产生的热量传递到灯具的铝质散热外壳上，最终散发到空气中。
[0006]目前大多数常规的LED灯是发光器件与LED电源驱动分离的技术，因为发光器件与 LED电源驱动是分离的，LED线路层输入的就已经是外边驱动器处理好的电流。
[0007]但是在一体化的光引擎，因为有LED驱动电源，它要对输入的市电处理成适合LED 发光器件的电流再输出给发光器件。因为有对市电的电流做处理，涉及到电流的转化，一般的LED驱动电路复杂多变，而常规的LED单层线路层已不能满足需求，因为复杂的互相交叉的布线会破坏LED驱动电源的正常工作，所以一般的LED驱动电源是使用2层或以上的线路层，我们常见的电脑主板或者手机主板都是使用的2层或以上层数的线路层。
[0008]光引擎模组的2个功能:提供电路连接和传递热量;虽然一般热电分离的基层导热系数>25W/M.K，但是一般的热电分离的线路板只有一层线路层，无法满足一些需要布多层线路的复杂电路;而现有技术中的能满足需要多层布线的复杂电路的多层线路板的导热系数仅仅只有1.0W/M.K，这就是为什么多层线路主板上的的CPU发热器件必须加风扇帮助散热才行。
【发明内容】
[0009]为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供多层LED光引擎封装结构， 其能实现多层线路板功能并且具有良好的导热能力。
[0010]本发明的目的之二在于提供多层LED光引擎封装加工方法，其能实现多层线路板功能并且具有良好的导热能力。
[0011]本发明的目的之一采用以下技术方案实现:
[0012]多层LED光引擎结构，包括基板、导电组件、驱动器件和发光件，导电组件设于基板的上表面;导电组件包括不少于两个、并从上至下依次连接的导电层;导电层包括绝缘片和设有预设电路的导电片，导电片设于绝缘片上方且与绝缘片连接；
[0013]所述导电组件中每个导电层上均设有贯穿绝缘片和导电片的第一通孔，每个导电层的第一通孔从上至下均位置对应；导电组件中除了位于最下层的导电层，其他导电层上均设有若干个贯穿绝缘片和导电片的第二通孔，且每个导电层的第二通孔从上至下均位置对应；
[0014]所述发光件设于第一通孔中，驱动器件设于导电组件的预设位置上；第一通孔和第二通孔内均设有连接线，连接线用于连接发光件和导电组件，以及使导电层和导电层之间电连接。
[0015]作为优选，任意两个相邻的导电层中，位于下方的导电层的第二通孔的孔径小于上方的导电层的第二通孔的孔径预设尺寸。
[0016]作为优选，任意两个相邻的导电层中，位于下方的导电层的第一通孔的孔径小于上方的导电层的第一通孔的孔径预设尺寸。[0〇17] 作为优选，所述预设尺寸为0.5mm-lmm。
[0018]作为优选，所述导电组件的上表面设有阻焊层。[〇〇19]作为优选，所述第二通孔内填充有绝缘材料。
[0020]作为优选，所述导电片为铜箱层。
[0021]作为优选，所述基板为高导热材料板。[〇〇22]作为优选，所述连接线为键合线。
[0023]本发明的目的之二采用以下技术方案实现:
[0024]多层LED光引擎加工方法，包括如下步骤:
[0025]S1、获取不少于两个的导电层，选取任一个导电层钻取第一通孔，形成下导电层； 在其他所有导电层上钻取第一通孔，以及在其他所有导电层的预设位置钻取第二通孔，形成不少于一个的上导电层；
[0026]S2、将所有上导电层一一放置于下导电层上方，将所有上导电层和和下导电层进行压合形成导电组件；
[0027]S3、获取一基板，将导电组件放置于基板上方，压合导电组件和基板使导电组件和基板连接固定；
[0028]S4、在导电组件上设置阻焊层;且在导电组件的预设位置上安装驱动器件;在第一通孔内安装发光件；
[0029]S5、在第一通孔中设置用于连接发光件和导电组件的连接线，在第二通孔中设置用于使导电层和导电层之间电连接的连接线；
[0030]S6、在第二通孔内填充绝缘材料。
[0031]相比现有技术，本发明的有益效果在于:实现热电分离，并且通过多层导电层的结构可以实现多层立体式布线。【附图说明】
[0032]图1为本发明的多层LED光引擎结构的剖面示意图；
[0033]图2为本发明的多层LED光引擎加工方法的流程图。[〇〇34]图中:00、基板;01、驱动器件；02、发光件;03、绝缘片；04、导电片；05、第一通孔； 06、第二通孔;07、连接线;08、绝缘材料。【具体实施方式】[〇〇35]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:[〇〇36]多层LED光引擎结构，如图1所示，包括基板00、导电组件、驱动器件01和发光件02; 所述基板〇〇为高导热材料板，基板〇〇可以是但不限于铜板、铝板、铁板或陶瓷板等。
[0037]导电组件包括不少于两个的从上至下依次连接固定的导电层；导电层包括绝缘片 03和导电片04,导电片04可以是但不限于铜箱层，铜箱层设于绝缘片03上方且与绝缘片03 连接固定，铜箱层上已蚀刻了预设导电线路。[〇〇38]所述导电组件中所有导电层上均设有第一通孔05,所述第一通孔05贯穿绝缘片03 和铜箱层;导电组件中的所有导电层的第一通孔05从上到下位置对应，且每相邻的两个导电层，位于下方的导电层的第一通孔05的孔径小于上方的导电层的第一通孔05的孔径预设尺寸，预设尺寸为每两个相邻的导电层中位于下方的导电层曝露在上方的导电层的第一通孔05中的区域为第一预留区域;第一预留区域内有导电层上的预设导电线路。
[0039]导电组件中除了位于最下层的导电层，其他导电层上均设有若干个第二通孔06， 第二通孔06贯穿绝缘片03和铜箱层;所有导电层的第二通孔06从上到下均位置对应，且每两个相邻的导电层，位于下方的导电层的第二通孔06的孔径小于上方的导电层的第二通孔 06的孔径预设尺寸，预设尺寸为0.5mm-lmm，每两个相邻的导电层中位于下方的导电层曝露在上方的导电层的第二通孔06中的区域为第二预留区域。第二预留区域内有导电层上的预设导电线路。
[0040]导电组件的上表面需要电气绝缘的区域设有阻焊层，阻焊层用于避免导电组件中最上层的铜箱层的导电线路被氧化;所述驱动器件01安装在导电组件的上表面的预设位置。
[0041]所述导电组件设于基板00的上表面且与基板00连接固定，发光件02位于基板00的上表面且位于第一通孔05中。[〇〇42]所述导电组件的第一通孔05和第二通孔06均设有连接线07,连接线07可以是但不限于键合线;键合线用于连接导电组件中的铜箱层的第一预留区域，使铜箱层与铜箱层之间电连接;键合线还用于连接导电组件中的铜箱层的第二预留区域，使铜箱层与铜箱层之间电连接;键合线还用于电连接发光件02和铜箱层。[〇〇43]第二通孔06内填充有绝缘材料08,绝缘材料08用于保护第二通孔06内的连接线 07;所述绝缘材料08可以是但不限于硅胶。
[0044]本发明公开了多层LED光引擎加工方法，如图2所示，包括如下步骤:
[0045]步骤100、获取不少于两个的导电层，选取任一个导电层，通过PCB锣刀钻取第一通孔05，形成下导电层;在其他所有导电层通过PCB锣刀钻取第一通孔05，以及在其他所有导电层的预设位置上钻取第二通孔06,形成不少于一个的上导电层。
[0046]导电组件中的所有导电层的第一通孔05从上到下位置对应，且每相邻的两个导电层，位于下方的导电层的第一通孔05的孔径小于上方的导电层的第一通孔05的孔径预设尺寸;所有导电层的第二通孔06从上到下均位置对应，且每两个相邻的导电层，位于下方的导电层的第二通孔06的孔径小于上方的导电层的第二通孔06的孔径预设尺寸，预设尺寸为 0.5mm-lmm〇
[0047]步骤101、将不少于一个的上导电层一一放置于下导电层上方，将所有上导电层和和下导电层进行压合形成导电组件。
[0048]步骤102、获取一基板00,将导电组件放置于基板00上方，通过热压压合导电组件和基板〇〇，使导电组件和基板〇〇连接固定。
[0049]步骤103、在导电组件上需要电气绝缘的区域设置阻焊层;且在导电组件的预设位置上安装驱动器件01;在第一通孔05内安装发光件02。阻焊层的设置方式可以是但不限于印刷或喷涂。
[0050]步骤104、在第一通孔05和第二通孔06中设置连接线07,用于连接发光件02和导电组件，以及使导电层和导电层之间电连接。[0051 ] 步骤105、在第二通孔06内填充绝缘材料08。[〇〇52]本发明具有如下特点:
[0053]1)多层导电层结构，使得复杂的LED驱动电源布线成为可能，不会使得LED驱动线路存在交叉冲突。[〇〇54]2)热电分离结构，发光件直接粘接在高导热基板上，基板可以是铝板、铜线路板或陶瓷线路板，可以轻松的把发光件产生的热量传递到外部的散热器上。
[0055]3)多层导电层布线结构，多层立体式的布线方式，减少了单层线路板需要大的线路面积。
[0056]4)利用此工艺可以无限的增加导电层，直至往上增加的导电层无法满足需要切割的第一通孔或第二通孔面积。
[0057]对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.多层LED光引擎结构，其特征在于，包括基板、导电组件、驱动器件和发光件，导电组 件设于基板的上表面;导电组件包括不少于两个、并从上至下依次连接的导电层;导电层包 括绝缘片和设有预设电路的导电片，导电片设于绝缘片上方且与绝缘片连接；所述导电组件中每个导电层上均设有贯穿绝缘片和导电片的第一通孔，每个导电层的 第一通孔从上至下均位置对应；导电组件中除了位于最下层的导电层，其他导电层上均设 有若干个贯穿绝缘片和导电片的第二通孔，且每个导电层的第二通孔从上至下均位置对 应；所述发光件设于第一通孔中，驱动器件设于导电组件的预设位置上;第一通孔和第二 通孔内均设有连接线，连接线用于连接发光件和导电组件，以及使导电层和导电层之间电连接。2.如权利要求1所述的多层LED光引擎结构，其特征在于，任意两个相邻的导电层中，位 于下方的导电层的第二通孔的孔径小于上方的导电层的第二通孔的孔径预设尺寸。3.如权利要求1所述的多层LED光引擎结构，其特征在于，任意两个相邻的导电层中，位 于下方的导电层的第一通孔的孔径小于上方的导电层的第一通孔的孔径预设尺寸。4.如权利要求2或3所述的多层LED光引擎结构，其特征在于，所述预设尺寸为0.5mm-lmm〇5.如权利要求1所述的多层LED光引擎结构，其特征在于，所述导电组件的上表面设有 阻焊层。6.如权利要求1所述的多层LED光引擎结构，其特征在于，第二通孔内填充有绝缘材料。7.如权利要求1所述的多层LED光引擎结构，其特征在于，导电片为铜箱层。8.如权利要求1所述的多层LED光引擎结构，其特征在于，基板为高导热材料板。9.如权利要求1所述的多层LED光引擎结构，其特征在于，连接线为键合线。10.多层LED光引擎加工方法，其特征在于，包括如下步骤:S1、获取不少于两个的导电层，选取任一个导电层钻取第一通孔，形成下导电层;在其 他所有导电层上钻取第一通孔，以及在其他所有导电层的预设位置钻取第二通孔，形成不 少于一个的上导电层；S2、将所有上导电层一一放置于下导电层上方，将所有上导电层和和下导电层进行压 合形成导电组件；S3、获取一基板，将导电组件放置于基板上方，压合导电组件和基板使导电组件和基板 连接固定；S4、在导电组件上设置阻焊层;且在导电组件的预设位置上安装驱动器件;在第一通孔 内安装发光件；S5、在第一通孔中设置用于连接发光件和导电组件的连接线，在第二通孔中设置用于 使导电层和导电层之间电连接的连接线；S6、在第二通孔内填充绝缘材料。
【文档编号】H01L33/48GK105977364SQ201610576274
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月20日
【发明人】肖浩, 刘俊达, 李明珠, 苏佳槟, 孙婷
【申请人】广州硅能照明有限公司