專利名稱：Led封裝模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明用LED封裝。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)照明裝置相比，LED路燈不僅具有色度好、免維護、壽命長的特點，更重要的是比傳統(tǒng)路燈更節(jié)能。 中國發(fā)明專利文獻CN101101103A于2008年1月9日公開了一種LED路燈，包括燈體和LED燈泡，燈體包括頭段、中段、尾段，頭段與中段對接設(shè)置，中段的另一端與尾段對接設(shè)置；頭段與中段之間設(shè)有密封墊，頭段通過緊固件與中段連接；尾段與中段之間設(shè)有密封墊，尾段通過緊固件與中段連接；中段是一種型材，沿型材長度方向，不同位置具有相同的橫截面。中國發(fā)明專利文獻CN101101102A于2008年1月9日也公開了一種LED路燈，包括燈體和LED燈泡，燈體包括頭段、中段、尾段，頭段與中段對接設(shè)置，中段的另一端與尾段對接設(shè)置，頭段與中段之間設(shè)有密封墊，頭段通過緊固件與中段連接；尾段與中段之間設(shè)有密封墊，尾段通過緊固件與中段連接；中段是一段型材，沿型材長度方向，不同位置具有相同的橫截面，型材具有基板，基板由二塊呈"八"字型設(shè)置的平板及連接二平板的連接板構(gòu)成。中國發(fā)明專利文獻CN101101107A于2008年1月9日也公開了一種LED路燈，包括燈體和LED燈泡，燈體具有正面和反面，燈體的正面具有一由側(cè)板和底面界定出的腔體，燈體的反面設(shè)有散熱翅，燈體反面的一端還設(shè)有路燈桿連接機構(gòu)；腔體底具有一個平面，腔體內(nèi)還設(shè)有一隔板，隔板靠近路燈桿連接機構(gòu)所在的一端，隔板將腔體界定為二部分，靠近路燈桿連接機構(gòu)所在一端的副腔體以及位于隔板另一側(cè)的主腔體；隔板二端與腔體側(cè)壁之間設(shè)有令主腔體與副腔體互通的間隙。上述三種LED路燈代表了市面上LED照明技術(shù)的主流，包括遂道燈、室內(nèi)照明燈，其核心技術(shù)與上述專利文獻公開的內(nèi)容十分近似。上述技術(shù)均通過一個具有印刷電路的鋁基板，在鋁基板上設(shè)置多個單只LED燈泡，然后在鋁基板的背部緊貼一散熱體，散熱體的反面設(shè)置散熱翅，上述技術(shù)還采用了二次光學(xué)透鏡或反光杯進行二次光學(xué)處理，以控制光斑。 然而，上述現(xiàn)有技術(shù)仍有不足，制約了LED照明技術(shù)的推廣應(yīng)用。上述技術(shù)采用的鋁基板是市面上普通的鋁或鋁合金材料，鋁料的加工性能差，會增加照明裝置的制造成本；鋁或鋁合金的導(dǎo)熱率雖然可以接受，但其熱膨脹系數(shù)高達23"0-6/K左右(0-10(TC)，與印刷電路材料、LED燈泡電極的熱膨脹系數(shù)相差30X以上，不符合熱膨脹系數(shù)匹配原則，所以上LED述照明裝置在實際使用時，會發(fā)生印刷電路起層或斷裂，并可以引發(fā)LED燈泡焊點脫落或LED燈泡內(nèi)之芯片焊接金線的斷線，從而引發(fā)LED照明裝置故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種基板材料與電路材料合熱膨脹系數(shù)相匹配的LED封裝模塊。 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn) —種LED封裝模塊，包括基板，其特征在于該基板為AlSi合金材料，其中，Al的含量為30 % -95 % ， Si的含量為5 % -70 % 。 LED封裝模塊，其特征在于所述基板Al的含量為50% -95%， Si的含量為5% -50%。 LED封裝模塊，其特征在于所述基板Al的含量為60% -90%， Si的含量為10% -40%。 LED封裝模塊，其特征在于所述基板具有固晶面和布線面，所述固晶面與所述布線面平行設(shè)置，所述固晶面之高度底于所述布線面，所述固晶面與所述布線面之間設(shè)有反射過度面。 LED封裝模塊，其特征在于所述布線面設(shè)置于所述基板的頂面，所述返射過度面有二個，二個反射過度面分別設(shè)置在所述固晶面的二側(cè)，所述固晶面與所述反射過度面組成一長條狀的溝槽。 LED封裝模塊，其特征在于所述二個反射過度面均為平面，對稱地設(shè)置于所述固晶面的二側(cè)。 LED封裝模塊，其特征在于所述二個反射過度面均為弧面，二個弧面之凹面相向設(shè)置，對稱地設(shè)置于所述固晶面的二側(cè)。 LED封裝模塊，其特征在于所述布線面設(shè)置于所述基板的頂面，所述固晶面與所述反射過度面構(gòu)成一底小口大的錐孔，所述固晶面是所述錐孔的底面，所述反射過度面是所述錐孔的側(cè)壁。 LED封裝模塊，其特征在于所述基板A1的含量為85X， Si的含量為15X;所述基板具有固晶面和布線面，所述固晶面與所述布線面平行設(shè)置，所述固晶面之高度底于所述布線面，所述固晶面與所述布線面之間設(shè)有反射過度面；所述布線面設(shè)置于所述基板的頂面，所述返射過度面有二個，二個反射過度面分別設(shè)置在所述固晶面的二側(cè)，所述固晶面與所述反射過度面組成一長條狀的溝槽；所述二個反射過度面均為平面，對稱地設(shè)置于所述固晶面的二側(cè)。 LED封裝模塊，其特征在于所述基板Al的含量為85%， Si的含量為15% ;所述基板具有固晶面和布線面，所述固晶面與所述布線面平行設(shè)置，所述固晶面之高度底于所述布線面，所述固晶面與所述布線面之間設(shè)有反射過度面；所述布線面設(shè)置于所述基板的頂面，所述固晶面與所述反射過度面構(gòu)成一底小口大的錐孔，所述固晶面是所述錐孔的底面，所述反射過度面是所述錐孔的側(cè)壁。 本發(fā)明的LED封裝模塊，基板為AlSi合金材料，其中，Al的含量為30%-95%， Si的含量為5X-70X;所述基板具有固晶面和布線面，所述布線面具有線路部分，所述線路部分構(gòu)成所述基板上的電路，所述線路部分設(shè)置于所述布線面的表層；所述線路部分具有層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外，所述線路部分包括導(dǎo)熱絕緣膠層、導(dǎo)電鍍層；所述LED芯片設(shè)置于所述固晶面，所述固晶面與所述LED芯片之間還具有一熱沉層，所述熱沉層的材料為AuSn合金，其中Au含量為4% -9%， Sn的含量為91% -96%，所述熱沉層的厚度為0.005mm-0.02mm;依據(jù)熱膨脹系數(shù)匹配原則，基板材料與電路材料合熱
4膨脹系數(shù)相差7%以下LED照明裝置才具有較高的可靠性，至少要達到10%以下LED照明裝置才具有實用價值，SiAl合金具有導(dǎo)熱性好的特點，Si的含量在5% -70%范圍時導(dǎo)熱率最差的情況也大于120W/m.k，而在這個范圍內(nèi)，SiAl的熱膨脹系數(shù)變化不明顯，Si的含量為70%時，該合金的熱膨脹系數(shù)只有7*10-7K左右，與電路底層絕緣材料及前述固晶的熱沉材料之的熱膨脹系數(shù)相差不大，符合熱膨脹系數(shù)匹配原則的要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的LED封裝模塊基板材料與電路材料合熱膨脹系數(shù)相匹配，制成的LED照明裝置具有故障率低的特點。


圖1是本發(fā)明第一個實施例的示意圖。 圖2是本發(fā)明第一個實施例中固晶方法流程圖。 圖3是本發(fā)明第一個實施例中線路部分制備方法流程圖。 圖4是本發(fā)明第二個實施例之基板的示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。參考圖1，本發(fā)明第一個實施例是一種LED封裝模塊，包括基板101和LED芯片110 ;該基板101為AlSi合金材料，其中，Al的含量為30% -95%， Si的含量為5% -70% ;所述基板101具有固晶面1011和布線面1012，所述固晶面1011與所述布線面1012平行設(shè)置，所述固晶面1011之高度底于所述布線面1012，所述固晶面1011與所述布線面1012之間設(shè)有反射過度面1013 ;所述固晶面1011、所述布線面1012、所述反射過度面1013表面均設(shè)置一層反射膜102，所述反射膜102的膜系結(jié)構(gòu)為Ni-Ag-Ni ;所述Ni-Ag-Ni結(jié)構(gòu)各層的厚度分別為2nm-10nm、5nm-30nm、 2nm-10nm ;所述布線面1012具有線路部分，所述線路部分構(gòu)成所述基板IOI上的電路，所述線路部分設(shè)置于所述布線面1012的表層，再次參考圖l，即所述反射膜102的外側(cè)；所述線路部分具有層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外，所述線路部分包括導(dǎo)熱絕緣膠層103、導(dǎo)電鍍層104;所述LED芯片110設(shè)置于所述固晶面1011，所述固晶面1011與所述LED芯片110之間還具有一熱沉層109，所述熱沉層109的材料為AuSn合金，其中Au含量為4X-9X， Sn的含量為91%-96%，所述熱沉層的厚度為0.005mm-0.02mm ;在本實施例中，所述AuSn合金中Au含量為5X， Sn的含量為95X，所述熱沉層的厚度為0.008mm。下面簡要說明一下固晶方法，參考圖2，固晶工序包括以下步驟(1)設(shè)置熱沉層，(2)放置LED芯片，(3)焊接，(4)冷卻，其中，第(1)步所述的設(shè)置熱沉層采用真空濺射的方式；第(2)步所述的放置LED芯片是將LED芯片置于熱沉層上；第(3)步所述的焊接，是指將第(2)步制成的半成品過焊接爐，焊接爐的溫度為25(TC-30(TC ;第(4)步所述的冷卻是指常溫風(fēng)冷卻。該LED封裝模塊還包括擴散增光層111，所述擴散增光層111填充于所述固晶面1011與所述反射過度面1013界定而成的空間內(nèi)，所述擴散增光層lll位于所述熱沉層109之上并將所述LED芯片IIO包覆于其中，所述擴散增光層111之頂面高于所述LED芯片110之頂面；所述擴散增光層lll是透明硅膠與玻璃微珠的混合物；所述布線面1012還具有絕緣部分，所述線路部分構(gòu)成所述基板101上的電路，所述線路部分與所述絕緣部分構(gòu)成所述布線面1012的表層；該LED封裝模塊還包括換能層108，所述換能層108設(shè)置于所述布線面1012并覆蓋于所述線路部分和絕緣部分之外；所述換能層108是導(dǎo)熱絕緣膠與納米Ti02和納米Sn02的混合物，本實施例中，納米Ti02和納米SnC^是等比例配比的，當(dāng)然作為本實施例的一種變換方案，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中公開的其它比例。本實施例中，所述基板101之SiAl合金中A1的含量為85X， Si的含量為15%。再次參考圖l，本實施例中，所述布線面1012設(shè)置于所述基板101的頂面，所述返射過度面1013有二個，二個反射過度面1013分別設(shè)置在所述固晶面1011的二側(cè)，所述固晶面1011與所述二個反射過度面1013組成一長條狀的溝槽；所述溝槽開口大底部小；二個反射過度面1013均為平面，對稱地設(shè)置于所述固晶面1011的二側(cè)，二個反射過度面1013的夾角為75° -105° ，本實施例中，二個反射面1013的夾角為90° 。本實施例中，所述Ni-Ag-Ni結(jié)構(gòu)各層的厚度分別為8nm、 15nm、 8nm ;所述反射膜是通過真空濺射或真空蒸鍍方式鍍設(shè)的，即先鍍一層Ni，再鍍一層Ag，最后再鍍一層Ni。本實施例中，所述導(dǎo)熱絕緣膠層103的材料為環(huán)氧樹脂與0-八1203的混合物，當(dāng)然，作為一種替代方案，也可以采用聚酰亞胺與0-八1203的混合物，所述導(dǎo)熱絕緣膠層103的厚度為0.02mm-0.06mm，本實施例中是0.03mm。 所述導(dǎo)電鍍層104是0.002mm-0.018mm厚度的納米電沉積Cu，本實施例中納米電沉積Cu的層厚度為0.005mm ;所述導(dǎo)電鍍層104還包括一設(shè)置在所述納米電沉積Cu底部的真空鍍底層，所述真空鍍底層為5nm-10nm的電沉積Ni，本實施例中，真空鍍底的厚度是6nm，因真空鍍底層的厚度很薄，圖1中未示出。下面簡要說明線路部分的制作方法，參考圖3，所述線路部分制作工序包括以下步驟(l)絲印導(dǎo)熱絕緣膠層，(2)烘干，(3)貼保護膜，(4)真空鍍底，(S)納米電沉積Cu，其中，第(l)步所述的導(dǎo)熱絕緣膠層的厚度為0.03mm，所述導(dǎo)熱絕緣膠層的材料為環(huán)氧樹脂與0-^203的混合物；第(2)步所述的烘干為熱風(fēng)烘干，該烘干步驟采用的溫度為18(TC-20(TC;第(3)步所述的保護膜，是PET膜加硅膠粘結(jié)；第(4)步所述的真空鍍底，是以真空濺射方式沉積6nm的Ni;第(5)步所述的納米電沉積Cu，是以真空濺射或真空蒸鍍金方式沉積0.005mm厚度的Cu;所述保護膜可以保留在半成品上，在設(shè)置所述換能層時再除去即可。當(dāng)然，作為本實施例的一種替代方案，可以用AgSn合金代替AuSn合金，且該AgSn的組份可以是Ag的含量為1%-25%， Sn的含量為75%-99% ，優(yōu)選組份是Ag的含量為20X， Sn的含量為80X， AgSn合金雖然能實現(xiàn)固晶和導(dǎo)熱要求，但其貴金屬使用的比例及焊接效果均不如AuSn理想，不過Ag比Au要經(jīng)濟得多，易于產(chǎn)業(yè)化推廣。所述LED芯片110表面還設(shè)置熒光層106。本實施例中，該模塊還包括表面封膠層107，所述表面封膠層107的材料為透明硅膠與熒光粉的混合物，所述表面封膠層107設(shè)置于所述擴散增光層111的外側(cè)，因為設(shè)置了擴散增光層111，客觀上也起到另外一個作用，那就是減小了表面封膠層107的厚度，從而節(jié)約了熒光粉的使用量。
本發(fā)明第二個實施例也是一種LED封裝模塊，與本發(fā)明第一個實施例的不同之處在于，基板的結(jié)構(gòu)不同，參考圖2， LED封裝模塊基板包括固晶面201、布線面202和反射過度面203，布線面202設(shè)置于所述基板的頂面，所述固晶面201與所述反射過度面203構(gòu)成一底小口大的錐孔，所述固晶面201是所述錐孔的底面，所述反射過度面203是所述錐孔的側(cè)壁。
權(quán)利要求
一種LED封裝模塊，包括基板，其特征在于該基板為AlSi合金材料，其中，Al的含量為30％-95％，Si的含量為5％-70％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝模塊，其特征在于所述基板A1的含量為50%-95%， Si的含量為5%-50%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED封裝模塊，其特征在于所述基板A1的含量為60 % -90 % ， Si的含量為10 % -40 % 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝模塊，其特征在于所述基板具有固晶面和布線面，所述固晶面與所述布線面平行設(shè)置，所述固晶面之高度底于所述布線面，所述固晶面與所述布線面之間設(shè)有反射過度面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED封裝模塊，其特征在于所述布線面設(shè)置于所述基板的頂面，所述返射過度面有二個，二個反射過度面分別設(shè)置在所述固晶面的二側(cè)，所述固晶面與所述反射過度面組成一長條狀的溝槽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED封裝模塊，其特征在于所述二個反射過度面均為平面，對稱地設(shè)置于所述固晶面的二側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED封裝模塊，其特征在于所述二個反射過度面均為弧面，二個弧面之凹面相向設(shè)置，對稱地設(shè)置于所述固晶面的二側(cè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED封裝模塊，其特征在于所述布線面設(shè)置于所述基板的頂面，所述固晶面與所述反射過度面構(gòu)成一底小口大的錐孔，所述固晶面是所述錐孔的底面，所述反射過度面是所述錐孔的側(cè)壁。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝模塊，其特征在于所述基板A1的含量為85X，Si的含量為15X;所述基板具有固晶面和布線面，所述固晶面與所述布線面平行設(shè)置，所述固晶面之高度底于所述布線面，所述固晶面與所述布線面之間設(shè)有反射過度面；所述布線面設(shè)置于所述基板的頂面，所述返射過度面有二個，二個反射過度面分別設(shè)置在所述固晶面的二側(cè)，所述固晶面與所述反射過度面組成一長條狀的溝槽；所述二個反射過度面均為平面，對稱地設(shè)置于所述固晶面的二側(cè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝模塊，其特征在于所述基板A1的含量為85%， Si的含量為15X ;所述基板具有固晶面和布線面，所述固晶面與所述布線面平行設(shè)置，所述固晶面之高度底于所述布線面，所述固晶面與所述布線面之間設(shè)有反射過度面；所述布線面設(shè)置于所述基板的頂面，所述固晶面與所述反射過度面構(gòu)成一底小口大的錐孔，所述固晶面是所述錐孔的底面，所述反射過度面是所述錐孔的側(cè)壁。
全文摘要
本發(fā)明涉及照明用LED封裝。一種LED封裝模塊，包括基板，其特征在于該基板為AlSi合金材料，其中，Al的含量為30％-95％，Si的含量為5％-70％。本發(fā)明提供一種基板材料與電路材料合熱膨脹系數(shù)相匹配的LED封裝模塊。
文檔編號F21V19/00GK101691907SQ20091010873
公開日2010年4月7日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者李金明 申請人:東莞市萬豐納米材料有限公司