发光二极管单元与散热基板的连接制造技术

本发明专利技术涉及半导体照明技术，特别涉及发光二极管（LED）单元与绝缘导热基板的连接方法、基于该方法的LED发光模块以及制造该LED发光模块的方法。按照本发明专利技术一个实施例的LED发光模块包括：金属载板（110），其包括多个互不连通的图案区（111,112,113,114）；至少一个LED管芯(120A,120B,120C)，其包含形成于底部的电极并且被设置于不同的所述图案区上，其中，所述电极分别连接到不同的图案区的其中一个上；以及由绝缘材料制成的框架(130)，其与所述图案区固定在一起。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管单元与散热基板的连接
本专利技术涉及半导体照明技术，特别涉及发光二极管(LED)单元与散热基板的连接方法、基于该方法的LED发光模块以及制造该LED发光模块的方法。
技术介绍
目前在照明装置中用作光源的发光二极管(LED)是一种固态的半导体器件，它的基本结构一般包括带引线的支架、设置在支架上的半导体晶片以及将该晶片四周密封起来的封装材料(例如硅胶或环氧树脂)。上述半导体晶片包含有P-N结构，当电流通过时，电子被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后以光子的形式发出能量，而光的波长则是由形成P-N结构的材料决定的。与传统光源相比，LED光源具有其它光源所不具备的一系列优点，例如无污染、寿命长、能耗低、耐振动、控制方便和便于调光等。的特点是在极小的体积内产生极高的热量，而且其自身的热容量很小，因此必须以尽可能快的速度将产生的热量传送出去，否则将导致结温升高，影响LED的性能和寿命。对于大功率LED而言，散热问题尤为突出。可以说，散热问题已经成为当前半导体照明技术发展的技术瓶颈。为此，业界已经从芯片、电路板到系统的每一个层面，针对散热问题提出了各种优化设计，以获得最佳的散热效果。就芯片层面而言，一般可以通过增加芯片尺寸和改变材料结构来提高散热能力。例如为了改善衬底的散热，科锐(Cree)公司采用碳化硅衬底，其导热性能比蓝宝石高近20倍。在电路板层面，目前许多LED灯具中都采用铝基板作为印刷电路板，这种基板为多层结构，中间层使用具有较高导热系数的绝缘层材料，从而使LED芯片的热能透过下层的铝板快速扩散并传递出去。对于系统层面，常用的散热策略是为LED灯具配置散热组件(例如鳍片、热管、均温板、回路式热管及压电风扇)，从而借助其快速的散热能力将LED产生的热量迅速散发到周围环境中。由上可见，LED芯片产生的热量需要经过多重界面(例如晶圆与支架之间的界面、封装芯片与电路板之间的界面和电路板与散热组件之间的界面等)才能最终传递到环境中去。因此如何减少热阻，使得热量能够高效地传输是LED照明装置散热设计中很重要的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种发光二极管发光模块，其具有散热效果优良和制造成本低的优点。本专利技术的上述目的可通过下列技术方案实现: 一种发光二极管(LED)发光模块,包括: 金属载板，其包括多个互不连通的图案区；至少一个LED管芯，其包含形成于底部的电极并且被设置于不同的所述图案区上，其中，所述电极分别连接到不同的图案区的其中一个上；以及由绝缘材料制成的框架，其与所述图案区固定在一起。优选地，在按照本专利技术一个实施例的LED发光模块中，借助倒装晶片工艺将所述LED管芯设置在不同的图案区上。优选地，在按照本专利技术一个实施例的LED发光模块中，所述图案区中的至少两个包含用作所述LED发光模块的引脚的区域。优选地，在按照本专利技术一个实施例的LED发光模块中，所述LED管芯的数量为至少两个，它们借助所述图案区实现串联连接、并联连接或混联连接。优选地，在按照本专利技术一个实施例的LED发光模块中，所述框架包围所述LED管-!-HΛ ο优选地，在按照本专利技术一个实施例的LED发光模块中，所述LED管芯上覆盖混合有突光粉的透明硅胶。优选地，在按照本专利技术一个实施例的LED发光模块中，所述LED管芯上依次覆盖荧光粉和透明硅胶。本专利技术的还有一个目的是提供一种制造上述发光二极管发光模块的方法，其具有制造成本低的优点。·本专利技术的上述目的可通过下列技术方案实现: 一种制造上述LED发光模块的方法，包括下列步骤: 提供LED支架，其包括金属模板和多个由绝缘材料制成的框架，所述金属模板包含公共区和多个图案单元，其中，每个所述图案单元与其中一个所述框架固定在一起并且包括多个与所述公共区相连的图案区； 对于每个所述图案单元，将多个LED管芯设置在不同的图案区上，其中，位于所述LED管芯底部的电极被分别连接到不同的图案区的其中一个上；以及 将每个所述图案单元从所述公共区切割下来，以使所述图案区互不连通。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，借助倒装晶片工艺将所述LED管芯设置在不同的图案区上。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，通过注压工艺将每个所述图案单元与所述框架固定在一起。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，在将多个LED管芯设置在不同的图案区上的步骤与将每个所述图案单元从所述公共区切割下来的步骤之间，进一步包括下列步骤:在所述LED管芯上覆盖混合有荧光粉的透明硅胶。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，在将多个LED管芯设置在不同的图案区上的步骤与将每个所述图案单元从所述公共区切割下来的步骤之间，进一步包括下列步骤:在所述LED管芯上依次覆盖荧光粉和透明硅胶。本专利技术的还有一个目的是提供一种在绝缘导热基板上设置发光二极管的方法，其具有散热效果优良和实现成本低的优点。本专利技术的上述目的可通过下列技术方案实现: 一种在绝缘导热基板上设置发光二极管(LED)的方法，包括下列步骤: 提供LED发光模块，该LED模块包括由绝缘材料制成的框架、多个互不连通的金属图案区和至少一个LED管芯，所述金属图案区与所述框架固定在一起，所述LED管芯被设置在不同的金属图案区上，其中，位于所述LED管芯底部的电极被分别连接到不同的金属图案区的其中一个上，并且所述金属图案区中的至少两个包含用作所述LED管芯的外部引脚的区域；以及 将所述金属图案区固定于所述绝缘导热基板的表面，其中，所述绝缘导热基板表面形成有与所述用作LED管芯的外部引脚的区域电气连接的布线层。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，借助电子浆料将所述金属图案区固定于所述绝缘导热基板的表面。本专利技术的上述目的还可通过下列技术方案实现: 一种在非绝缘散热基板上设置发光二极管(LED)的方法，包括下列步骤: 提供LED发光模块，该LED发光模块包括框架、至少一对第一金属图案区、第二金属图案区以及至少一个LED管芯，所述第一和第二金属图案区互不连通并且与所述框架固定在一起，其中，所述第一金属图案区作为电极区，所述LED管芯被设置在所述第二金属图案区上，并且借助引线将所述LED管芯与所述第一金属图案区电气连接在一起；以及 将所述第二金属图案区焊接在所述非绝缘散热基板的表面，并且使所述第一金属图案区位于所述非绝缘散热基板上的通孔的内部或上方。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，在借助引线将所述LED管芯与所述第一金属图案区电气连接在一起时，还借助引线将所述LED管芯连接在一起。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，所述非绝缘散热基板由金属或电气非绝缘的导热塑料构成。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，所述非绝缘散热基板表面涂覆红外辐射材料。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，通过注压工艺将所述第一和第二金属图案区与所述框架固定在一起。【附图说明】本专利技术的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示，附图包括: 图1为按照本专利技术一个实施例的发光二极管(LED)发光模块的示意图。图2为按照本专利技术一个实施例的在散热基板上安装LED发光模块的方法的示意图。图3为按照本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管（LED）发光模块，包括：金属载板，其包括多个互不连通的图案区；至少一个LED管芯，其包含形成于底部的电极并且被设置于不同的所述图案区上，其中，所述电极分别连接到不同的图案区的其中一个上；以及由绝缘材料制成的框架，其与所述图案区固定在一起。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管(LED)发光模块,包括: 金属载板，其包括多个互不连通的图案区； 至少一个LED管芯，其包含形成于底部的电极并且被设置于不同的所述图案区上，其中，所述电极分别连接到不同的图案区的其中一个上；以及 由绝缘材料制成的框架，其与所述图案区固定在一起。2.如权利要求1所述的LED发光模块，所述框架包围所述LED管芯。3.如权利要求1或2所述的LED发光模块，其中，所述LED管芯上覆盖混合有荧光粉的透明硅胶。4.如权利要求1或2所述的LED发光模块，其中，所述LED管芯上依次覆盖荧光粉和透明娃胶。5.一种制造如权利要求1所述的LED发光模块的方法，包括下列步骤: 提供LED支架，其包括金属模板和多个由绝缘材料制成的框架，所述金属模板包含公共区和多个图案单元，其中，每个所述图案单元与其中一个所述框架固定在一起并且包括多个与所述公共区相连的图案区； 对于每个所述图案单元，将多个LED管芯设置在不同的图案区上，其中，位于所述LED管芯底部的电极被分别连接到不同的图案区的其中一个上；以及 将每个所述图案单元从所述公共区切割下来，以使所述图案区互不连通。6.如权利要求5所述的方法，其中，借助倒装晶片工艺将所述LED管芯设置在不同的图案区上。7.如权利要求5所述的方法，其中，通过注压工艺将每个所述图案单元与所述框架固定在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵依军，李文雄，
申请(专利权)人：赵依军，李文雄，
类型：发明
国别省市：