一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件，包括基板和LED芯片，所述基板上划分有若干个功能区，所述LED芯片通过石墨烯粘合层固定在所述功能区上，并与所述基板形成物理电性连接。本实用新型专利技术所述石墨烯粘合层制程工艺简单成熟，利用石墨烯超高的导热率，及时充分地将芯片工作时产生的热能传到出去，极大地提高散热效果，提高了LED光源器件的可靠性和使用寿命；另一方面，采用金属底板的结构，通过金属底板直接与PCB板接触，散热路径较短，芯片热量能够快速导出，进一步增强了其散热性能。

A LED light source with graphene adhesive layer

The utility model provides a LED light source device with graphene bonding layer, including a substrate and LED chip, the substrate is divided into several functional areas, the LED chip through the graphene bonding layer is fixed on the functional area, and the formation of physical and electrically connected with the substrate. The utility model of the graphene bonding layer process is simple and mature, the thermal conductivity of graphene ultra high rate, timely will be fully heat generated when working out to the chip, greatly improve the heat dissipation effect, improve the reliability of the LED light source device and service life; on the other hand, the structure of the metal plate. Through direct contact with the metal plate PCB plate, thermal path is short, the chip heat can quickly export, further enhance its thermal performance.

【技术实现步骤摘要】
一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件
本技术涉及到LED光源器件领域，特别是涉及一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件。
技术介绍
对于现有的LED光效水平而言，输入电能的70%~80%转化成了热量，而且LED芯片尺寸很小，如果散热不良，则会使芯片温度升高，引起热应力分布不均、芯片发光效率降低。研究表明当温度超过一定值，器件的失效率将呈指数规律攀升，元件温度每上升2℃，可靠性下降10%。温度对LED组成材料影响很大，如封装树脂、粘合剂等；高结温，导致LED组成材料快速老化，光衰增大，市场上常见的PLCC4型RGBLED产品，在25℃环境中老化1000h，蓝光光衰在15%左右，在85℃的环境中老化1000h，蓝光光衰超过30%。因此散热是LED封装必须解决的关键问题。好的散热系统，可以在同等输入功率下得到较低的工作温度，延长LED的使用寿命；或在同样的温度限制范围内，增加输入功率，提高LED灯的亮度。结温是衡量LED封装散热性能的一个重要技术指标，由于散热不良导致的结温度升高，将严重影响到发光波长、光强、光效和使用寿命。LED封装散热设计的重点在于芯片布置、封装材料选择、工艺及热沉设计等，图1为典型的LED封装散热结构示意图。目前LED芯片的衬底材料有蓝宝石、SiC、Si等，散热基板有铜材、陶瓷、铝材、Si等；与之连接的粘合剂层多为导电银胶、绝缘胶。焊接层多采用锡膏，热沉多采用铝材、铜材等。Si、铝、铜、陶瓷等具有热导率高的优点，芯片与基板之间连接的粘合剂层对LED器件的热阻有很大影响。LED封装常用的导电银胶、绝缘胶导热系数很低，一般绝缘胶的导热率为0.2W/m•K，而业界最好的导电银胶导热率也只有25W/mK，致使粘合剂层热阻很高。严重影响了LED芯片热量的散出，而且采用银胶的情况下，银具有较快迁移的特性，当受到外界条件影响下，较容易出现短路问题。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件，旨在解决现有的LED光源器件散热效果差的问题。为解决上述问题，本技术的技术方案如下：一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件，包括基板和LED芯片，所述基板上划分有若干个功能区，所述LED芯片通过石墨烯粘合层固定在所述功能区上，并与所述基板形成物理电性连接。所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其中，所述基板为金属底板，所述功能区通过绝缘框架相连，所述绝缘框架在金属底板周围形成碗杯结构，所述金属底板底部设有用于与外部电路连接的焊盘。所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其中，所述LED光源器件为PLCC型带有碗杯的封装结构。所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其中，所述LED芯片为横向结构的LED芯片，所述石墨烯粘合层为绝缘层。所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其中，所述LED芯片为垂直结构的LED芯片，所述石墨烯粘合层为导电层。所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其中，所述石墨烯粘合层为含有石墨烯的粘合胶饼。所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其中，所述石墨烯粘合层的厚度为0.005mm-0.1mm。所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其中，所述LED芯片上还设置有保护层。所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其中，所述保护层为带有扩散剂的环氧树脂层或含有荧光粉材料的硅胶层。所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其中，所述基板为平面基板或曲面基板。本技术的有益效果包括：本技术提供了一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件，所述石墨烯粘合层制程工艺简单成熟，利用石墨烯超高的导热率和导电性，及结构稳定性，及时充分地将芯片工作时产生的热能传到出去，极大地提高散热效果，提高了LED光源器件的可靠性和使用寿命；另一方面，采用金属底板的结构，通过金属底板直接与PCB板接触，散热路径较短，芯片热量能够快速导出，进一步增强了其散热性能。附图说明图1现有LED光源器件封装散热结构示意图。图2为本技术提供的一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件的剖面简图。图3为本技术提供的一种PLCC型具有石墨烯粘合层的LED光源器件的结构示意图。图4为本技术提供的另一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件的剖视图。图5为本技术提供的另一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件的俯视结构示意图。图6为本技术提供的另一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件的底部结构示意图。附图标记说明：1、LED芯片；2、粘合剂；3、散热基板；4、焊接层；5、热沉；6、石墨烯粘合层；7、基板；8、碗杯；9、金属底板；10、碗杯结构；11、保护层；12、键合线；13、绝缘框架；14、第一功能区；15、第二功能区；16、第三功能区；17、第四功能区；18、焊盘。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。参见图2，为本技术提供的一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件，包括基板7和LED芯片1，基板7上划分有若干个功能区（图中未示出），LED芯片1通过石墨烯粘合层6固定在所述功能区上，并与基板7形成物理电性连接。石墨烯作为具有蜂窝碳环的二维结构单层碳材料，具有超高的热导率，最高可达5000W/mK，是已知热导率最高的材料，本技术的石墨烯粘合层6，采用含有石墨烯材料作为粘合层的材料，可以及时充分地将芯片工作时产生的热能传导出去，提高散热效果。另一方面，石墨烯的原子结果为C，具有非常稳定原子结构，不易释出及与其它原子发生反应，而银胶的原料为银，银容易与其它物质发生反应，并且银容易产生银离子，导致电器短路。而石墨烯就非常稳定，不会出现与银类似问题。在实际应用中，本技术的LED光源器件可以采用不同类型的封装结构，参见图3，采用PLCC（PlasticLeadedChipCarrier）型封装结构，PLCC型封装是带引线的塑料芯片载体表面贴装型封装之一，外形呈正方形，32脚封装，引脚从封装的四个侧面引出。在本实施例中，在LED芯片1周围形成碗杯8，碗杯8的结构可以进一步增强LED光源器件的机械强度，同时使发光面唯一，进一步加强发光效果。参见图4-图6，为本技术提供的另一种实施例。在本实施例中，基板7为金属底板9，LED芯片1采用RGBLED芯片，所述功能区分为第一功能区14、第二功能区15、第三功能区16以及第四功能区17，所述功能区用于固晶焊线，固定LED芯片1，并形成物理电性连接，在本实施例中，LED芯片1通过键合线12形成电性连接。所述功能区之间通过绝缘框架13相连，绝缘框架13在金属底板9周围形成碗杯结构10，碗杯结构10的作用于碗杯8的作用相同。金属底板9底部设有用于与外部电路连接的焊盘18。在实际应用中，金属底板9通过焊盘18直接与PCB板接触，通过金属底板9直接与PCB板接触，散热路径较短，LED芯片1的热量能够快速导出，进一步增强了其散热性能。在实际应用中，LED芯片1的结构分为横向结构(Lateral)和垂直结构(Vertical)，在LED芯片1为横向结构时，优选地，石墨烯粘合层6采用含有石墨烯材料的绝缘胶制成，为含有石墨烯材料的绝缘胶层，石墨烯粘合层6起到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其特征在于，包括基板和LED芯片，所述基板上划分有若干个功能区，所述LED芯片通过石墨烯粘合层固定在所述功能区上，并与所述基板形成物理电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其特征在于，包括基板和LED芯片，所述基板上划分有若干个功能区，所述LED芯片通过石墨烯粘合层固定在所述功能区上，并与所述基板形成物理电性连接。2.根据权利要求1所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其特征在于，所述基板为金属底板，所述功能区通过绝缘框架相连，所述绝缘框架在金属底板周围形成碗杯结构，所述金属底板底部设有用于与外部电路连接的焊盘。3.根据权利要求1所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其特征在于，所述LED光源器件为PLCC型带有碗杯的封装结构。4.根据权利要求1所述的具有石墨烯粘合层的LED光源器件，其特征在于，所述LED芯片为横向结构的LED芯片，所述石墨烯粘合层为绝缘层。5.根据权利要求1所述的具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍立，孔一平，袁信成，
申请(专利权)人：山东晶泰星光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37