汽車燈用led光源板的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種汽車燈用LED光源板，包括：氮化鋁陶瓷基板、形成在所述氮化鋁陶瓷基板上的線路層以及形成在所述線路層上的LED芯片。本實用新型提供的汽車燈用LED光源板，能夠解決現有技術中的汽車燈用LED光源結構復雜，外形尺寸大、層數過多和散熱性較差的問題。
【專利說明】
汽車燈用LED光源板
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及照明技術領域，具體涉及一種汽車燈用LED光源板。
【背景技術】
[0002]現有的汽車燈用LED光源，采用LED芯片封裝在支架上，該支架安裝在金屬基板上，再將金屬基板安裝固定在散熱器上。
[0003]這種結構的汽車燈用LED光源在使用中存在以下缺點:
[0004]I)層數過多，生產工藝繁瑣；
[0005]2)結構復雜，外形尺寸大，安裝空間受到限制，出光面較大，配光設計困難，不能滿足H系列等汽車燈光源對體積、出光面、配光和光通量方面的要求；
[0006]3)LED芯片產生的熱量需先傳遞給支架上，再由支架傳遞給金屬基板，然后由金屬基板將熱量傳遞給散熱器，才能將熱量散出，其熱量傳遞路徑長，且金屬基板中含有導熱率極低的絕緣層，不利于熱量及時散出，散熱性較差。而不良的散熱性會使LED芯片溫度過高，會降低LED芯片的發(fā)光效率，加速LED芯片的光衰，使得亮度降低；同時，不良的散熱性也會使LED芯片的壽命大打折扣。
[0007]基于其以上缺點，使汽車燈用LED光源的推廣受到很大的限制。
【實用新型內容】
[0008]針對現有技術中的缺陷，本實用新型提供一種汽車燈用LED光源板，以解決現有技術中的汽車燈用LED光源結構復雜，外形尺寸大、層數過多和散熱性較差的問題。
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型提供以下技術方案:
[0010]本實用新型提供了一種汽車燈用LED光源板，包括:氮化鋁陶瓷基板、形成在所述氮化鋁陶瓷基板上的線路層以及形成在所述線路層上的LED芯片。
[0011]優(yōu)選地，所述線路層包括銅層和銀層，所述銅層與所述氮化鋁陶瓷基板直接接觸，所述銀層覆蓋在所述銅層之上。
[0012]優(yōu)選地，所述汽車燈用LED光源板安裝在汽車的散熱器上。
[0013]優(yōu)選地，還包括:白油阻焊層，所述白油阻焊層覆蓋在所述線路層上且為所述LED芯片和預設電極焊盤留出相應的裸露區(qū)域。
[0014]優(yōu)選地，所述白油阻焊層的覆蓋區(qū)域外圍超出所述線路層的外邊沿。
[0015]優(yōu)選地，所述LED芯片的裸漏區(qū)域大于LED芯片的外形尺寸。
[0016]優(yōu)選地，所述LED芯片通過板上芯片封裝COB工藝或表面貼裝SMT工藝固定在所述線路層的對應位置上。
[0017]優(yōu)選地，當采用表面貼裝SMT工藝固定所述LED芯片時，所述LED芯片的裸漏區(qū)域以及所述預設電極焊盤的裸露區(qū)域均涂覆有錫膏層。
[0018]優(yōu)選地，所述LED芯片的固定位置與所述導電層之間的間距為0.3mm；
[0019]其中，所述導電層包括多個導電區(qū)域，每兩個導電區(qū)域之間均形成有白油阻焊層，每兩個導電區(qū)域之間的間距為0.15mm。
[0020]優(yōu)選地，所述線路層形成在所述氮化鋁陶瓷基板的一面，所述氮化鋁陶瓷基板的另一面沒有線路層；
[0021]或，所述氮化鋁陶瓷基板的兩面均形成有所述線路層，且所述氮化鋁陶瓷基板上沒有導電過孔。
[0022]由上述技術方案可知，本實用新型所述的汽車燈用LED光源板，采用了氮化鋁陶瓷基板作為汽車燈用LED光源板的底板，并將線路層和LED芯片集成在氮化鋁陶瓷基板上，從而使得整個汽車燈用LED光源板結構緊湊、超薄封裝，即實現了汽車燈用LED光源板的小體積設計，節(jié)省了安裝空間，因此可用于某些對空間大小有要求的使用場合。此外，由于氮化鋁陶瓷是一種高溫耐熱材料，其熱膨脹系數與LED芯片相匹配，因此可以最大限度消除材料熱膨脹率不匹配產生的疲勞開裂失效或光衰。另外。氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱傳導性，可靠的電絕緣性，低的介電常數和介電損耗，其機械性能和光傳輸特性均較好，故采用氮化鋁陶瓷基板不但可以完全代替現有的金屬基板，而且還具有現有的金屬基板具有的優(yōu)勢。
[0023]在本實用新型中，由于采用高導熱氮化鋁陶瓷基板，LED芯片直接通過高導熱金屬線路層與高導熱氮化鋁陶瓷基板焊接，是熱阻最低的LED封裝工藝路線，因此可大電流驅動。
[0024]在本實用新型中，由于線路層和LED芯片均集成在氮化鋁陶瓷基板上，而氮化鋁陶瓷基板的熱導率又較高，因此LED芯片產生的熱量可以很快地通過線路層和氮化鋁陶瓷基板傳導出去，因此保證了良好的散熱性。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1是本實用新型第一個實施例提供的汽車燈用LED光源板的結構示意圖；
[0027]圖2是本實用新型第二個實施例提供的汽車燈用LED光源板的結構示意圖；
[0028]圖3是圖2中的A-A放大剖視圖；
[0029]圖4是圖2所示汽車燈用LED光源板的正面線路板圖；
[0030]圖5是圖2所示汽車燈用LED光源板的白油阻焊層圖；
[0031]圖6和圖7是本實用新型其他實施例提供的汽車燈用LED光源板的兩種具體結構示意圖；
[0032]其中，附圖標記分別為:I表示氮化鋁陶瓷基板;2表示白油阻焊層;3表示LED芯片；31表示預設電極焊盤;4表示線路層;41表示銅層;42表示銀層;5表示錫膏層，Cl、C2和03表示線路層4中3個的導電區(qū)域。
【具體實施方式】
[0033]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0034]本實用新型第一個實施例提供了一種汽車燈用LED光源板，參見圖1，包括:氮化鋁陶瓷基板1、形成在所述氮化鋁陶瓷基板上的線路層4以及形成在所述線路層上的LED芯片3。
[0035]其中，氮化鋁陶瓷是一種高溫耐熱材，其熱導率達170W/(m.K)，比氧化鋁高5?8倍，所以耐熱沖擊好，能耐2200 0C的極熱。此外，氮化鋁陶瓷具有不受鋁液和其它熔融金屬及砷化鎵侵蝕的特性，特別是對熔融鋁液具有極好的耐侵蝕性。同時，具有優(yōu)良的熱傳導性、可靠的電絕緣性、低的介電常數和介電損耗;機械性能好，抗折強度高于氧化鋁和氧化硼陶瓷，可以常壓燒結;光傳輸特性好;無毒。氮化鋁陶瓷的熱膨脹系數(4.5X 10-6 °C)低，且與Si(3.5?4\10-6°0和6&48(6\10-6°(:)相匹配，因此可以最大限度消除材料熱膨脹率不匹配產生的疲勞開裂失效或光衰。
[0036]在本實施例中，采用了氮化鋁陶瓷基板作為汽車燈用LED光源板的底板，并將線路層和LED芯片集成在氮化鋁陶瓷基板上，從而使得整個汽車燈用LED光源板結構緊湊、超薄封裝，即實現了汽車燈用LED光源板的小體積設計，節(jié)省了安裝空間，因此可用于某些對空間大小有要求的使用場合。此外，由于氮化鋁陶瓷是一種高溫耐熱材料，其熱膨脹系數與LED芯片相匹配，因此可以最大限度消除材料熱膨脹率不匹配產生的疲勞開裂失效或光衰。另外。氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的熱傳導性，可靠的電絕緣性，低的介電常數和介電損耗，其機械性能和光傳輸特性均較好，故采用氮化鋁陶瓷基板不但可以完全代替現有的金屬基板，而且還具有現有的金屬基板具有的優(yōu)勢。
[0037]在本實施例中，采用高導熱氮化鋁陶瓷基板，LED芯片直接通過高導熱金屬線路層與高導熱氮化鋁陶瓷基板焊接，是熱阻最低的LED封裝工藝路線，因此可大電流驅動。
[0038]在本實施例中，由于線路層和LED芯片均集成在氮化鋁陶瓷基板上，而氮化鋁陶瓷基板的熱導率又較高，因此LED芯片產生的熱量可以很快地通過線路層和氮化鋁陶瓷基板傳導出去，因此保證了良好的散熱性。
[0039]優(yōu)選地，所述線路層形成在所述氮化鋁陶瓷基板的一面，所述氮化鋁陶瓷基板的另一面沒有線路層;或，所述氮化鋁陶瓷基板的兩面均形成有所述線路層，且所述氮化鋁陶瓷基板上沒有導電過孔。
[0040]在本實用新型的第二個實施例中，所述線路層4包括銅層41和銀層42，所述銅層41與所述氮化鋁陶瓷基板I直接接觸，所述銀層42覆蓋在所述銅層41之上。
[0041]在本實施例中，所述線路層4包括銅層41和銀層42，所述銅層41與所述氮化鋁陶瓷基板I直接接觸，所述銀層覆42蓋在所述銅層41之上。由于銅層41與氮化鋁陶瓷基板I的結合性最佳，因此將銅層41覆蓋在所述氮化鋁陶瓷基板I上，可以保證所述線路層4與所述氮化鋁陶瓷基板I的良好貼附。另外，由于銀層42導電、導熱性非常良好且具有高反射率，因此將銀層42覆蓋在銅層41之上，可以大大提高LED芯片3的出光效率。
[0042]在本實用新型的第三個實施例中，所述汽車燈用LED光源板安裝在汽車的散熱器上。
[0043]在本實施例中，將所述汽車燈用LED光源板安裝在汽車的散熱器上，使得從LED芯片到散熱器，無低導熱率介質，且熱量傳遞環(huán)節(jié)最少，路徑最短，因此可以將LED芯片產生的熱量及時傳遞到散熱器上，達到良好的散熱效果。
[0044]在本實用新型的第四個實施例中，參見圖2，汽車燈用LED光源板還包括:白油阻焊層2(圖中畫網格線部分)，所述白油阻焊層2覆蓋在所述線路層4上且為所述LED芯片3和預設電極焊盤31留出相應的裸露區(qū)域。
[0045]在本實施例中，采用白油阻焊層覆2蓋所述線路層4。由于白油阻焊層2具有較高的反射率，因此可以提高LED芯片的出光效率。此外，白油阻焊層2還具有可靠的絕緣性能，同時可以防止銀層氧化。
[0046]優(yōu)選地，參見圖2-圖5，所述白油阻焊層2的覆蓋區(qū)域外圍超出所述線路層4的外邊沿。優(yōu)選地，所述LED芯片的裸漏區(qū)域大于LED芯片的外形尺寸。
[0047]在本實用新型的第五個實施例中，給出了所述LED芯片的具體固定方式。
[0048]在本實施例中，所述LED芯片可以通過板上芯片封裝⑶B工藝或表面貼裝SMT工藝固定在所述線路層的對應位置上。
[0049]在本實施例中，當采用板上芯片封裝工藝(Chip On Board，簡稱COB)固定所述LED芯片時，LED芯片通過倒裝工藝固定到所述線路層上的對應芯片位置并與預設電極焊盤焊接，然后在LED芯片表面涂敷熒光粉，最后點透明封裝硅膠。
[0050]當采用表面貼裝工藝(Surfacd Mounting Technolegy，簡稱SMT)固定所述LED芯片時，所述LED芯片的裸漏區(qū)域(裸漏線路層處)以及所述預設電極焊盤的裸露區(qū)域(裸漏線路層處)均涂覆有錫膏層，LED芯片(CSP(Chip Scale Package)或WI⑶P(Wafer LevelIntegrated Chip On PCB))貼裝在對應位置，經回流焊焊接后即成成品。
[0051 ]在本實施例中，采用高導熱氮化鋁陶瓷基板、COB封裝工藝、LED芯片直接通過高導熱金屬層與基板焊接，是熱阻最低的LED封裝工藝路線，因此可大電流驅動。
[0052]在本實用新型的第六個實施例中，給出了焊盤間距、阻焊層的具體設計尺寸。參加圖3，圖3是圖2中的A-A放大剖視圖。
[0053]在本實施例中，參加圖3，所述LED芯片的固定位置與所述導電層之間的間距為a，其中a為0.3mm；
[0054]其中，參見圖3和圖4，所述導電層4包括多個導電區(qū)域C1、C2和C3，每兩個導電區(qū)域之間均形成有白油阻焊層，每兩個導電區(qū)域之間的間距為b，其中b為0.15_。
[0055]采用本實施例這樣的設計可以兼容倒裝芯片COB封裝工藝和CSP/WIC0P芯片的SMT貼裝工藝，即可以兼容多種LED芯片或光源。例如，可以同時支持35?75mil(千分之一英寸，即0.0254mm)倒裝LED芯片、1.4X1.4mm?2X2mmCSP/WIC0P等多種LED封裝。
[0056]本實用新型上述實施例提供的汽車燈用LED光源板，實現了高功率密度，經過實驗證明，其單顆LED芯片的最大工作功率可達7W，單顆LED光源的最大工作功率可達28W，其低熱阻設計保證了 LED芯片結溫控制，保證了 LED芯片可以大功率穩(wěn)定工作。
[0057]本實用新型上述實施例提供的汽車燈用LED光源板，出光面積小，照射距離遠，炫光小，安全舒適，使汽車燈配光更科學、更便利，易于實現聚光和光線分布控制，易于實現汽車燈配光的苛刻要求。
[0058]從上面描述的優(yōu)勢可知，本實用新型實施例實現了一種超小型低熱阻高功率密度的汽車燈用LED光源板。
[0059]如圖1至圖7所示，本實用新型實施例提供的汽車燈用LED光源板包括氮化鋁陶瓷基板1、白油阻焊層2、LED芯片3、線路層4，其線路層4包括銅層41和銀層42，在氮化鋁陶瓷基板I上先覆一層銅層41，其與氮化鋁陶瓷基板I結合性最佳，銀層42覆在銅層41之上，銀層42具有高反射率，大大提高了 LED芯片3的出光效率。
[0060]如圖2、圖6、圖7所示，所述白油阻焊層2覆在銀層42之上，其覆蓋區(qū)域外圍略超出線路層4的外邊沿，且讓開LED芯片3的位置和電極焊盤31的位置，即將LED芯片3位置和電極焊盤31位置的線路板層4裸漏出來，且LED芯片3位置的裸漏區(qū)域略大于LED芯片3的外形尺寸。其白油阻焊層2具有尚的反射率，可以提尚LED芯片3的出光效率，還具有可靠的絕緣性能，同時可以防止銀層42氧化。
[0061]如圖2和圖3所示，所述LED芯片3位置和電極焊盤31位置的裸漏線路層4處涂覆錫膏層5。
[0062]如圖2、圖6、圖7所示，所述LED芯片3貼裝在對應位置，經回流焊焊接后即成成品。
[0063]如圖2和圖5所示，所述汽車燈用LED光源板的LED芯片3的數量為4個，其連接方式為上、下兩個分別并聯，然后再串聯連接。所述單顆LED芯片3最大工作功率可達7W，單顆LED光源最大工作功率可達28W。
[0064]如圖6所示，所述汽車燈用LED光源板的LED芯片3的數量為4個，其連接方式為4個LED芯片3首尾相接串聯連接。所述單顆LED芯片3最大工作功率可達7W，單顆LED光源最大工作功率可達28W。
[0065]如圖7所示，所述汽車燈用LED光源板的LED芯片3的數量為3個，其連接方式為3個LED芯片3首尾相接串聯連接。所述單顆LED芯片3最大工作功率可達7W，單顆LED光源最大工作功率可達21W。
[0066]本實用新型實施例提供的汽車燈用LED光源板的工作原理為:外部電源從氮化鋁陶瓷基板I的“+”極引入，經由底部銅層41、銀層42和錫膏層5，電流流過所有LED芯片3，再由錫膏層5、底部銀層42和銅層41，經由氮化鋁陶瓷基板I的極引出，形成回路，使所有LED芯片3發(fā)光。其結構緊湊，外形尺寸小，出光面積小，照射距離遠，炫光小，安全舒適，散熱優(yōu)良，是更換現有汽車燈光源最理想的LED光源板。
[0067]以上實施例僅用于說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種汽車燈用LED光源板，其特征在于，包括:氮化鋁陶瓷基板、形成在所述氮化鋁陶瓷基板上的線路層以及形成在所述線路層上的LED芯片。2.根據權利要求1所述的汽車燈用LED光源板，其特征在于，所述線路層包括銅層和銀層，所述銅層與所述氮化鋁陶瓷基板直接接觸，所述銀層覆蓋在所述銅層之上。3.根據權利要求1所述的汽車燈用LED光源板，其特征在于，所述汽車燈用LED光源板安裝在汽車的散熱器上。4.根據權利要求1所述的汽車燈用LED光源板，其特征在于，還包括:白油阻焊層，所述白油阻焊層覆蓋在所述線路層上且為所述LED芯片和預設電極焊盤留出相應的裸露區(qū)域。5.根據權利要求4所述的汽車燈用LED光源板，其特征在于，所述白油阻焊層的覆蓋區(qū)域外圍超出所述線路層的外邊沿。6.根據權利要求4所述的汽車燈用LED光源板，其特征在于，所述LED芯片的裸漏區(qū)域大于LED芯片的外形尺寸。7.根據權利要求1或4所述的汽車燈用LED光源板，其特征在于，所述LED芯片通過板上芯片封裝COB工藝或表面貼裝SMT工藝固定在所述線路層的對應位置上。8.根據權利要求7所述的汽車燈用LED光源板，其特征在于，當采用表面貼裝SMT工藝固定所述LED芯片時，所述LED芯片的裸漏區(qū)域以及所述預設電極焊盤的裸露區(qū)域均涂覆有錫膏層。9.根據權利要求7所述的汽車燈用LED光源板，其特征在于，所述LED芯片的固定位置與所述導電層之間的間距為0.3mm ； 其中，所述導電層包括多個導電區(qū)域，每兩個導電區(qū)域之間均形成有白油阻焊層，每兩個導電區(qū)域之間的間距為0.15mm。10.根據權利要求1所述的汽車燈用LED光源板，其特征在于，所述線路層形成在所述氮化鋁陶瓷基板的一面，所述氮化鋁陶瓷基板的另一面沒有線路層； 或，所述氮化鋁陶瓷基板的兩面均形成有所述線路層，且所述氮化鋁陶瓷基板上沒有導電過孔。
【文檔編號】H01L33/62GK205564808SQ201620345671
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】高輝, 胡民浩
【申請人】陜西銳士電子技術有限公司