一种小功率LED灯珠低热阻封装结构及封装工艺

摘要

本发明公开了一种小功率LED灯珠低热阻封装结构及封装工艺，其技术方案是：包括底座、支撑座、热传导装置、发光组件、绝缘套与保护组件，所述底座顶部开设有安装槽一，所述安装槽一内壁设有支撑座，所述支撑座包括底盘，所述底盘顶部固定安装有凸台二，所述凸台二顶部固定安装有焊盘座，所述焊盘座顶部设置有切面，所述焊盘座两侧开设有插槽一，所述插槽一内壁插接有电极引脚，所述电极引脚一端固定安装在切面内壁，本发明有益效果是：铜柱底部开设有安装槽四，安装槽四内壁固定安装有导热管，导热管内壁开设有安装槽五，安装槽五内壁固定安装有导热柱，导热管与导热柱外壁均匀安装有肋片一，肋片一缝隙处填充有散热硅胶，具有释放的热能的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及LED灯珠封装技术领域，具体涉及一种小功率LED灯珠低热阻封装结构及封装工艺。

背景技术

LED以其体积小,全固态,长寿命,环保,省电等一系列优点,已经在汽车照明、装饰照明、手机闪光灯、大中尺寸NB、LCD-TV等光源模块得到广泛应用,成为21世纪最具发展前景的高技术领域之一，具有节能、长寿命、免维护、易控制、环保等优点的绿色照明，作为新一代的绿色光源，高光效是小功率LED必备的特性。

现有技术存在以下不足：现有LED的电光转换效率约为20％～30％,而70％～80％的能量转化为无法借助辐射释放的热能，如果封装散热不良,会使芯片温度升高,引起应力分布不均、芯片发光效率降低、荧光粉转换效率下降。当温度超过一定值,器件的失效率将呈指数规律攀升，因此，如何采用合适的封装材料及封装结构实现对LED发光的光学控制，是目前LED封装领域研究的重要方向之一。

目前行业中常用的COB封装工艺如下：先在未固晶焊线的基板表面沿着固晶焊线区域边缘使用围坝胶围坝，围坝的目的是为了后续封胶过程中荧光胶体不外流，起到挡胶作用，最后封荧光胶，荧光粉对白光的衰减影响很大且不耐高温不适用与小功率LED灯珠，但这种方法比较繁琐，围坝和封胶工艺自动化程度很低，投入人工比较多，且良品率控制较难。

因此，发明一种小功率LED灯珠低热阻封装结构及封装工艺很有必要。

发明内容

为此，本发明提供一种小功率LED灯珠低热阻封装结构，通过铜柱底部开设有安装槽四，安装槽四内壁固定安装有导热管，导热管内壁开设有安装槽五，安装槽五内壁固定安装有导热柱，导热管与导热柱外壁均匀安装有肋片一，肋片一缝隙处填充有散热硅胶，以解决LED散热的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小功率LED灯珠低热阻封装结构，包括底座、支撑座、热传导装置、发光组件、绝缘套与保护组件，所述底座顶部开设有安装槽一，所述安装槽一内壁设有支撑座，所述支撑座包括底盘，所述底盘顶部固定安装有凸台二，所述凸台二顶部固定安装有焊盘座，所述焊盘座顶部设置有切面，所述焊盘座两侧开设有插槽一，所述插槽一内壁插接有电极引脚，所述电极引脚一端固定安装在切面内壁，所述焊盘座内壁开设有通孔二，所述通孔二内壁插接有热传导装置，所述热传导装置顶部设有发光组件，所述支撑座顶部插接有绝缘套，所述绝缘套顶部设有保护组件；

所述热传导装置包括焊盘，所述焊盘顶部开设有角锥槽，所述焊盘两侧开设有凹槽二，所述焊盘座内壁两侧固定安装有凸块二，所述凸块二底部设有挡环，所述挡环固定安装在通孔二内壁，所述焊盘固定安装在挡环顶部同时凸块二插接在凹槽二内壁，所述焊盘底部固定安装有铜柱；

所述铜柱底部开设有安装槽四，所述安装槽四内壁固定安装有导热管，所述导热管内壁开设有安装槽五，所述安装槽五内壁固定安装有导热柱，所述导热管与导热柱外壁均匀安装有肋片一，所述肋片一缝隙处填充有散热硅胶。

优选的，所述底座顶部固定安装有凸台一，所述凸台一顶部两侧固定安装有凸块一，所述凸块一顶部开设有凹槽一，所述底盘顶部开设有限位槽，所述限位槽设有三组，所述底盘底部开设有安装槽三，所述凸台二底部两侧开设有插槽二，所述插槽二内壁固定安装有凸块三，所述底盘插接在安装槽一内壁，所述凸台二通过安装槽三插接在凸台一顶部，所述凸块一插接在插槽二内壁同时凸块三插接凸块一。

优选的，所述底座底部开设有安装槽二，所述底座内壁开设有通孔一，所述铜柱穿过通孔二插接在通孔一内壁，所述铜柱底部设有金属热沉片，所述金属热沉片固定在安装槽二内壁与铜柱底部外壁固定连接。

优选的，所述发光组件包括固晶，所述固晶固定安装在角锥槽内壁，所述固晶与角锥槽连接处热熔有银胶，所述固晶顶部固定安装有芯片一与芯片二，所述芯片一与芯片二顶部设有金线一与金线二，所述角锥槽顶部涂抹有树脂胶体。

优选的，所述芯片一与芯片二通过金线二电性连接，所述电极引脚、芯片一与芯片二通过金线一电性连接。

优选的，所述绝缘套包括底环，所述底环底部安装在底盘顶部，所述底环底部固定安装有插条，所述插条设有三组，所述插条插接在限位槽内壁，所述底环顶部固定安装有凸台三，所述凸台三内壁开设有通孔三，所述凸台三底部安装在凸台二顶部且通孔三内壁包裹焊盘座外壁，所述凸台三与焊盘座高度相等。

优选的，所述底座顶部两侧开设有卡槽一，所述底盘与凸台二顶部两侧开设有卡槽二，所述电极引脚底部插接在卡槽一与卡槽二内壁。

优选的，所述保护组件包括透镜，所述透镜底部外壁固定安装有凸环，所述凸环安装在绝缘套顶部，所述底座顶部固定安装有弯扣，所述弯扣顶部高于绝缘套顶部，所述凸环顶部插接在弯扣内壁。

优选的，所述铜柱底部开设有安装槽四，所述安装槽四内壁固定安装有铝柱。

一种小功率LED灯珠低热阻封装工艺，其操作步骤为：

步骤一：采用超声波清洗底座、支撑座、热传导装置与绝缘套，烘干后以除去水气；

步骤二：底盘插接在安装槽一内壁，旋转支撑座使凸块一与凹槽一卡接在插槽二与凸块三内壁，焊盘与铜柱插入通孔二内壁，焊盘安装在挡环顶部，调整焊盘位置使凹槽二与凸块二扣合，将两组电极引脚一端插接在插槽一内壁，固定在切面与焊盘连接处，电极引脚的底端安装在卡槽二与卡槽一内预定电路布局；

步骤三：绝缘套安装在支撑座顶部，凸台三与凸台二连接，插条插接在限位槽內部，通孔三包裹焊盘座，使凸台三与焊盘座保持平整；

步骤四：翻转本装置，导热管插入铜柱的安装槽四内壁，导热柱插入导热管的安装槽五内壁，在肋片一的缝隙处填充散热硅胶，金属热沉片安装在底座的安装槽二内壁与铜柱底部焊接；

步骤五：翻转本装置，固晶底部点上银胶，固晶顶部均匀涂抹固晶硅胶，涂抹有银胶面的固晶安装在角锥槽内，固晶顶部独立安装芯片一与芯片二，烧结要求对温度进行监控，固晶硅胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时使固晶硅胶固化，并排出芯片底部气泡，然后再调整到170℃，烧结时间1小时使银胶410固化；

步骤六：芯片一右侧电极上焊压上第一点，将金线一拉到电极引脚上焊压上第二点后扯断金线一，芯片二左侧电极上焊压上第一点，将金线一拉到电极引脚上焊压上第二点后扯断金线一，芯片一左侧电极上焊压上第一点，将金线二拉到芯片二右侧电极上焊压上第二点后扯断金线一；

步骤七：切面形成的空间填满树脂胶体，正负极被树脂胶体完全阻断，避免正负极的导通而引起的短路；

步骤八：透镜内注入液态环氧，插入弯扣底部，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型。

本发明的有益效果是：

1.铜柱底部开设有安装槽四，安装槽四内壁固定安装有导热管，导热管内壁开设有安装槽五，安装槽五内壁固定安装有导热柱，导热管与导热柱外壁均匀安装有肋片一，肋片一缝隙处填充有散热硅胶，导热管与导热柱的肋片一相互垂直达到强化传热和调节壁面的温度，內部热面表面接触不留空隙以减少接触热阻，增大流体与壁面的换热面积，减小表面换热热阻，具有释放的热能的效果；

2.支撑座底部的底盘插接在安装槽一内壁，旋转支撑座使凸块一与凹槽一卡接在插槽二与凸块三内壁，焊盘与铜柱插入通孔二内壁，焊盘安装在挡环顶部，调整焊盘位置使凹槽二与凸块二扣合，绝缘套安装在支撑座顶部，凸台三与焊盘座保持平整，采用铆接性安装具有便于拆卸与二次利用的效果；

3.固晶即通过银胶把晶片粘结在角锥槽内壁，形成热通路或电通路，角锥槽顶部涂抹有树脂胶体，本装置采用黄光芯片与蓝光芯片实现白光，摈弃传统的荧光粉采用树脂胶体为材料，荧光粉对白光的衰减影响很大且不耐高温不适用与小功率LED灯珠，树脂胶体增加LED的光通量,粘度小,易脱泡,适合灌封及模压成型,使LED有较好的耐久性和耐热性，具有增加LED高折射率和高透光率的效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的底座结构示意图；

图3为本发明实施例1的底座底部结构示意图；

图4为本发明实施例1的支撑座结构示意图；

图5为本发明实施例1的支撑座底部结构示意图；

图6为本发明实施例1的底座与支撑座安装示意图；

图7为本发明实施例1的底座与支撑座安装结构示意图；

图8为本发明实施例1的热传导装置结构示意图；

图9为本发明实施例1的热传导装置分解结构示意图；

图10为本发明实施例1的热传导装置安装示意图；

图11为本发明实施例1的热传导装置与发光组件安装结构示意图；

图12为本发明实施例1的绝缘套解剖面结构示意图；

图13为本发明实施例1的绝缘套安装结构示意图；

图14为本发明实施例1的透镜结构示意图；

图15为本发明实施例1的透镜安装结构示意图；

图16为本发明实施例2的铝柱安装结构示意图。

图中：底座100、弯扣110、安装槽一120、凸台一130、凸块一140、凹槽一141、通孔一150、安装槽二160、卡槽一170、支撑座200、底盘210、限位槽211、凸台二220、安装槽三221、焊盘座230、插槽一231、切面232、通孔二240、挡环241、凸块二242、插槽二250、凸块三251、电极引脚260、卡槽二270、热传导装置300、焊盘310、角锥槽311、凹槽二312、铜柱320、安装槽四321、金属热沉片330、导热管340、肋片一341、安装槽五342、导热柱350、散热硅胶360、铝柱370、发光组件400、银胶410、固晶420、芯片一430、芯片二440、金线一450、金线二460、绝缘套500、底环510、插条520、凸台三530、通孔三540、保护组件600、树脂胶体610、透镜620、凸环621。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，参照附图1-15，本发明提供的一种小功率LED灯珠低热阻封装结构，包括底座100、支撑座200、热传导装置300、发光组件400、绝缘套500与保护组件600，底座100顶部开设有安装槽一120，具体的，安装槽一120内壁设有支撑座200，支撑座200包括底盘210，底盘210顶部固定安装有凸台二220，凸台二220顶部固定安装有焊盘座230，焊盘座230顶部设置有切面232，焊盘座230两侧开设有插槽一231，插槽一231内壁插接有电极引脚260，电极引脚260一端固定安装在切面232内壁，焊盘座230内壁开设有通孔二240，通孔二240内壁插接有热传导装置300，热传导装置300顶部设有发光组件400，支撑座200顶部插接有绝缘套500，绝缘套500顶部设有保护组件600，安装槽一120对底盘210具有限位作用，底盘210对凸台二220具有支撑作用，凸台二220对焊盘座230具有支撑作用，切面232对树脂胶体610具有防止点胶时溢出变形的作用，插槽一231对电极引脚260一端具有安装作用，电极引脚260具有承担芯片一430与芯片二440电路引出与外围电路接线的作用，热传导装置300具有控制与释放芯片一430与芯片二440热能的作用，发光组件400是LED灯珠电光转换的组成元件，具有提高发光效率的作用，绝缘套500采用陶瓷为材质具有抗腐蚀与耐高温的作用，绝缘套500具有减小电阻、热阻与防止电极引脚260氧化的作用，保护组件600对LED灯珠內部结构具有保护作用；

热传导装置300包括焊盘310，焊盘310顶部开设有角锥槽311，焊盘310两侧开设有凹槽二312，焊盘座230内壁两侧固定安装有凸块二242，凸块二242底部设有挡环241，挡环241固定安装在通孔二240内壁，焊盘310固定安装在挡环241顶部同时凸块二242插接在凹槽二312内壁，焊盘310底部焊接有铜柱320，焊盘310对发光组件400具有支撑作用，角锥槽311采用放射性结构具有大幅提高LED中光的引出率的作用，凹槽二312对凸块二242具有限位作用，挡环241对焊盘310具有支撑作用，铜柱320对焊盘310具有传导热量的作用，热传导装置300采用铆接性安装具有便于拆卸二次利用的作用；

铜柱320底部开设有安装槽四321，安装槽四321内壁固定安装有导热管340，导热管340内壁开设有安装槽五342，安装槽五342内壁固定安装有导热柱350，导热管340与导热柱350外壁均匀安装有肋片一341，肋片一341缝隙处填充有散热硅胶360，具体的，安装槽四321对导热管340具有安装作用，安装槽五342对导热柱350具有安装作用，肋片一341存在一个使其热阻最小的最佳肋厚，减小了导热管340与导热柱350总热阻，导热管340与导热柱350的肋片一341相互垂直达到强化传热和调节壁面的温度的作用，肋片一341、导热管340、导热柱350与铜柱320换热面表面接触不留空隙以减少接触热阻，使表面成为肋壁，增大流体与壁面的换热面积，减小表面换热热阻，散热硅胶360是底热阻及高导热性能，高柔软性的导热填隙材料，具有填补肋片一341的间隙、增加热传导效率与分散热量的作用；

进一步地，底座100顶部固定安装有凸台一130，凸台一130顶部两侧固定安装有凸块一140，凸块一140顶部开设有凹槽一141，底盘210顶部开设有限位槽211，限位槽211设有三组，底盘210底部开设有安装槽三221，凸台二220底部两侧开设有插槽二250，插槽二250内壁固定安装有凸块三251，底盘210插接在安装槽一120内壁，凸台二220通过安装槽三221插接在凸台一130顶部，凸块一140插接在插槽二250内壁同时凸块三251插接凸块一140，具体的，底座100具有承载內部元件的作用，凸台一130对凸块一140具有支撑作用，限位槽211对插条520具有限位作用，安装槽三221对凸台一130具有限位作用，插槽二250对凸块一140具有限位作用，凹槽一141对凸块三251具有限位作用，安装槽一120对底盘210具有限位作用，凸台二220对凸台一130具有限位作用，底座100与支撑座200采用铆接性安装具有便于拆卸二次利用的作用；

进一步地，底座100底部开设有安装槽二160，底座100内壁开设有通孔一150，铜柱320穿过通孔二240插接在通孔一150内壁，铜柱320底部设有金属热沉片330，金属热沉片330固定在安装槽二160内壁与铜柱320底部外壁固定焊接，具体的，通孔二240与通孔一150对铜柱320具有限位作用，具有的安装槽二160对金属热沉片330具有限位作用，通孔一150与通孔二240对铜柱320具有限位作用，铜柱320对金属热沉片330具有支撑作用，金属热沉片330具有将铜柱320的热量传递到外界的作用；

进一步地，发光组件400包括固晶420，固晶420固定安装在角锥槽311内壁，固晶420与角锥槽311连接处热熔有银胶410，固晶420顶部固定安装有芯片一430与芯片二440，芯片一430与芯片二440顶部设有金线一450与金线二460，角锥槽311顶部涂抹有树脂胶体610，具体的，固晶420即通过银胶410把晶片粘结在角锥槽311内壁，形成热通路或电通路，具有为后序的芯片一430与芯片二440连接提供条件的作用，银胶410采用银粉占75-80％、环氧树脂占10-15％、添加剂占5-10％组成，银胶410具有固定固晶420和导电的作用，芯片一430采用黄光芯片，芯片二440采用蓝光芯片，本装置采用黄光芯片与蓝光芯片实现白光，摈弃传统的荧光粉采用树脂胶体610为材料，荧光粉对白光的衰减影响很大且不耐高温不适用与小功率LED灯珠，树脂胶体610具有高折射率和高透光率,可以增加LED的光通量,粘度小,易脱泡,适合灌封及模压成型,具有使LED有较好的耐久性和耐热性的效果；

进一步地，芯片一430与芯片二440通过金线二460电性连接，电极引脚260、芯片一430与芯片二440通过金线一450电性连接，具体的，金线一450具有将电极引脚260的电流传导至芯片一430与芯片二440的作用，金线二460具有串联芯片一430与芯片二440的作用，金线一450与金线二460的的纯度为99.99％Au，延伸率为2-6％，金线一450与金线二460的导电性能更强且不氧化，可二次回收利用；

进一步地，绝缘套500包括底环510，底环510底部安装在底盘210顶部，底环510底部固定安装有插条520，插条520设有三组，插条520插接在限位槽211内壁，底环510顶部固定安装有凸台三530，凸台三530内壁开设有通孔三540，凸台三530底部安装在凸台二220顶部且通孔三540内壁包裹焊盘座230外壁，凸台三530与焊盘座230高度相等，具体的，底盘210对底环510具有支撑与限位作用，插条520对限位槽211具有限位作用，凸台二220对凸台三530具有支撑与限位作用，通孔三540对焊盘座230具保护作用；

进一步地，底座100顶部两侧开设有卡槽一170，底盘210与凸台二220顶部两侧开设有卡槽二270，电极引脚260底部插接在卡槽一170与卡槽二270内壁，具体的，卡槽一170与卡槽二270对电极引脚260具有限位作用且卡槽一170与卡槽二270具有绝缘特性；

进一步地，保护组件600包括透镜620，透镜620底部外壁固定安装有凸环621，凸环621安装在绝缘套500顶部，底座100顶部固定安装有弯扣110，弯扣110顶部高于绝缘套500顶部，凸环621顶部插接在弯扣110内壁，具体的，透镜620采用环氧树脂为材料具有增强光的使用效率和发光效率的作用，凸环621与弯扣110配合使用具有固定透镜620的作用，弯扣110对底座100、支撑座200、绝缘套500与保护组件600具有限位与夹持作用。

工作原理：在使用本发明时本领域工作人员需要将支撑座200底部的底盘210插接在安装槽一120内壁，旋转支撑座200使凸块一140与凹槽一141卡接在插槽二250与凸块三251内壁，将焊盘310与铜柱320插入通孔二240内壁，焊盘310安装在挡环241顶部，调整焊盘310位置使凹槽二312与凸块二242扣合，将两组电极引脚260一端插接在插槽一231内壁，固定在切面232与焊盘310连接处，电极引脚260的底端安装在卡槽二270与卡槽一170内，完成后将绝缘套500安装在支撑座200顶部，凸台三530与凸台二220连接，插条520插接在限位槽211內部，通孔三540包裹焊盘座230，使凸台三530与焊盘座230保持平整，完成后翻转本装置，将导热管340插入铜柱320的安装槽四321内壁，导热柱350插入导热管340的安装槽五342内壁，在肋片一341的缝隙处填充散热硅胶360，将金属热沉片330安装在底座100的安装槽二160内壁与铜柱320底部焊接，完成后翻转本装置在焊盘310的角锥槽311内涂抹银胶410粘接固晶420，将芯片一430与芯片二440安装在固晶420表面，将金线二460点焊连接芯片一430与芯片二，芯片一430与芯片二440两端分别用金线一450点焊连接电极引脚260，后在切面232内涂抹树脂胶体610，形成密封腔体，将发光组件400包覆在内，将透镜620底部的凸环621卡接在弯扣110底部，后热熔凸环621进行密封。

实施例2：

一种小功率LED灯珠低热阻封装工艺，其运行步骤为：

步骤一：采用超声波清洗底座100、支撑座200、热传导装置300与绝缘套500，烘干后以除去水气；

步骤二：底盘210插接在安装槽一120内壁，旋转支撑座200使凸块一140与凹槽一141卡接在插槽二250与凸块三251内壁，焊盘310与铜柱320插入通孔二240内壁，焊盘310安装在挡环241顶部，调整焊盘310位置使凹槽二312与凸块二242扣合，将两组电极引脚260一端插接在插槽一231内壁，固定在切面232与焊盘310连接处，电极引脚260的底端安装在卡槽二270与卡槽一170内预定电路布局；

步骤三：绝缘套500安装在支撑座200顶部，凸台三530与凸台二220连接，插条520插接在限位槽211內部，通孔三540包裹焊盘座230，使凸台三530与焊盘座230保持平整；

步骤四：翻转本装置，导热管340插入铜柱320的安装槽四321内壁，导热柱350插入导热管340的安装槽五342内壁，在肋片一341的缝隙处填充散热硅胶360，金属热沉片330安装在底座100的安装槽二160内壁与铜柱320底部焊接；

步骤五：翻转本装置，固晶420底部点上银胶410，固晶420顶部均匀涂抹固晶硅胶，涂抹有银胶410面的固晶420安装在角锥槽311内，固晶420顶部独立安装芯片一430与芯片二440，烧结要求对温度进行监控，银胶烧结的温度一般控制在150℃，烧结时间2小时使固晶硅胶固化，并排出芯片底部气泡，然后再调整到170℃，1小时使银胶410固化；

步骤六：芯片一430右侧电极上焊压上第一点，将金线一450拉到电极引脚260上焊压上第二点后扯断金线一450，芯片二440左侧电极上焊压上第一点，将金线一450拉到电极引脚260上焊压上第二点后扯断金线一450，芯片一430左侧电极上焊压上第一点，将金线二460拉到芯片二440右侧电极上焊压上第二点后扯断金线一450；

步骤七：切面232形成的空间填满树脂胶体610，正负极被树脂胶体610完全阻断，避免正负极的导通而引起的短路；

步骤八：透镜620内注入液态环氧，插入弯扣110底部，放入烘箱让环氧固化后，将LED从模腔中脱出即成型。

实施例3：

参照说明书附图16，该实施例的一种小功率LED灯珠低热阻封装结构，还包括铝柱370；

进一步地，铜柱320底部开设有安装槽四321，安装槽四321内壁固定安装有铝柱370，具体的，安装槽四321对铝柱370具有限位作用，铝柱370对铜柱320具有传导热效率与分散热量的作用，铝柱370具有良好的导热性且不易锈蚀与减少生产成本的作用。

实施场景具体为：在使用本发明时本领域工作人员需要将铝柱370替换为铜柱320。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。