多層led光引擎結構及其加工方法
【專利摘要】本發明公開了多層LED光引擎封裝結構及其加工方法，多層LED光引擎結構包括基板、導電組件、驅動器件和發光件，導電組件設于基板的上表面；導電組件包括不少于兩個、并從上至下依次連接固定的導電層；導電層包括絕緣片和設有預設電路的導電片，導電片設于絕緣片上方且與絕緣片連接固定；所述導電組件中每個導電層上均設有貫穿絕緣片和導電片的第一通孔；導電組件中除了位于最下層的導電層，其他導電層上均設有若干個貫穿絕緣片和導電片的第二通孔；第一通孔和第二通孔內均設有連接線，連接線用于連接發光件和導電組件，以及使導電層和導電層之間電連接。本發明的優點在于實現熱電分離，并且通過多層導電層的結構可以實現多層立體式布線。
【專利說明】
多層LED光引擎結構及其加工方法
技術領域
[0001]本發明涉及LED封裝結構領域，尤其涉及多層LED光引擎封裝結構及其加工方法。 【背景技術】
[0002]與傳統光源一樣，半導體發光二極管(LED)在工作期間也會產生熱量，其多少取決于整體的發光效率。在外加電能量作用下，電子和空穴的輻射復合發生電致發光，在PN結附近輻射出來的光還需經過晶片本身的半導體介質和封裝介質才能抵達外界。綜合電流注入效率、輻射發光量子效率、晶片外部光取出效率等，最終大概只有30 % -40 %的輸入電能轉化為光能，其余60%_70%的能量主要以非輻射復合發生的點陣振動的形式轉化熱能，所以如何解決LED的散熱問題成為了制作高可靠性低光衰的LED的關鍵技術。
[0003] 一般的，LED芯片是用具有高導熱率的粘接膠水固定在熱電分離的線路層上，熱電分離的線路層一般是鋁/銅基線路層或陶瓷基線路層，以利于LED芯片產生的熱量快速的從高導熱的線路基層上傳遞到燈具的散熱外殼上。
[0004]LED光引擎是把LED驅動電源和LED發光器件集成在一塊線路層上，這樣的技術改變了傳統的LED驅動與LED發光器件分離的弊端。光電一體化的光引擎技術，去掉了笨重，碩大的LED驅動，以利于燈具的小型號，輕薄化設計。
[0005]LED線路層在光引擎LED產品中扮演的角色是:一方面它有電氣連接的線路，可以使得市電電流經線路層上的導線輸入到LED驅動電源上，電流經過LED驅動電源的處理輸出合適的電流經線路層上的導線傳遞到LED芯片上，使得LED發光器件能正常發光；另一方面線路層是把LED芯片產生的熱量傳遞到燈具的鋁質散熱外殼上，最終散發到空氣中。
[0006]目前大多數常規的LED燈是發光器件與LED電源驅動分離的技術，因為發光器件與 LED電源驅動是分離的，LED線路層輸入的就已經是外邊驅動器處理好的電流。
[0007]但是在一體化的光引擎，因為有LED驅動電源，它要對輸入的市電處理成適合LED 發光器件的電流再輸出給發光器件。因為有對市電的電流做處理，涉及到電流的轉化，一般的LED驅動電路復雜多變，而常規的LED單層線路層已不能滿足需求，因為復雜的互相交叉的布線會破壞LED驅動電源的正常工作，所以一般的LED驅動電源是使用2層或以上的線路層，我們常見的電腦主板或者手機主板都是使用的2層或以上層數的線路層。
[0008]光引擎模組的2個功能:提供電路連接和傳遞熱量;雖然一般熱電分離的基層導熱系數>25W/M.K，但是一般的熱電分離的線路板只有一層線路層，無法滿足一些需要布多層線路的復雜電路;而現有技術中的能滿足需要多層布線的復雜電路的多層線路板的導熱系數僅僅只有1.0W/M.K，這就是為什么多層線路主板上的的CPU發熱器件必須加風扇幫助散熱才行。
【發明內容】
[0009]為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供多層LED光引擎封裝結構， 其能實現多層線路板功能并且具有良好的導熱能力。
[0010]本發明的目的之二在于提供多層LED光引擎封裝加工方法，其能實現多層線路板功能并且具有良好的導熱能力。
[0011]本發明的目的之一采用以下技術方案實現:
[0012]多層LED光引擎結構，包括基板、導電組件、驅動器件和發光件，導電組件設于基板的上表面;導電組件包括不少于兩個、并從上至下依次連接的導電層;導電層包括絕緣片和設有預設電路的導電片，導電片設于絕緣片上方且與絕緣片連接；
[0013]所述導電組件中每個導電層上均設有貫穿絕緣片和導電片的第一通孔，每個導電層的第一通孔從上至下均位置對應；導電組件中除了位于最下層的導電層，其他導電層上均設有若干個貫穿絕緣片和導電片的第二通孔，且每個導電層的第二通孔從上至下均位置對應；
[0014]所述發光件設于第一通孔中，驅動器件設于導電組件的預設位置上；第一通孔和第二通孔內均設有連接線，連接線用于連接發光件和導電組件，以及使導電層和導電層之間電連接。
[0015]作為優選，任意兩個相鄰的導電層中，位于下方的導電層的第二通孔的孔徑小于上方的導電層的第二通孔的孔徑預設尺寸。
[0016]作為優選，任意兩個相鄰的導電層中，位于下方的導電層的第一通孔的孔徑小于上方的導電層的第一通孔的孔徑預設尺寸。[0〇17] 作為優選，所述預設尺寸為0.5mm-lmm。
[0018]作為優選，所述導電組件的上表面設有阻焊層。[〇〇19]作為優選，所述第二通孔內填充有絕緣材料。
[0020]作為優選，所述導電片為銅箱層。
[0021]作為優選，所述基板為高導熱材料板。[〇〇22]作為優選，所述連接線為鍵合線。
[0023]本發明的目的之二采用以下技術方案實現:
[0024]多層LED光引擎加工方法，包括如下步驟:
[0025]S1、獲取不少于兩個的導電層，選取任一個導電層鉆取第一通孔，形成下導電層； 在其他所有導電層上鉆取第一通孔，以及在其他所有導電層的預設位置鉆取第二通孔，形成不少于一個的上導電層；
[0026]S2、將所有上導電層一一放置于下導電層上方，將所有上導電層和和下導電層進行壓合形成導電組件；
[0027]S3、獲取一基板，將導電組件放置于基板上方，壓合導電組件和基板使導電組件和基板連接固定；
[0028]S4、在導電組件上設置阻焊層;且在導電組件的預設位置上安裝驅動器件;在第一通孔內安裝發光件；
[0029]S5、在第一通孔中設置用于連接發光件和導電組件的連接線，在第二通孔中設置用于使導電層和導電層之間電連接的連接線；
[0030]S6、在第二通孔內填充絕緣材料。
[0031]相比現有技術，本發明的有益效果在于:實現熱電分離，并且通過多層導電層的結構可以實現多層立體式布線。【附圖說明】
[0032]圖1為本發明的多層LED光引擎結構的剖面示意圖；
[0033]圖2為本發明的多層LED光引擎加工方法的流程圖。[〇〇34]圖中:00、基板;01、驅動器件；02、發光件;03、絕緣片；04、導電片；05、第一通孔； 06、第二通孔;07、連接線;08、絕緣材料。【具體實施方式】[〇〇35]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本發明做進一步描述:[〇〇36]多層LED光引擎結構，如圖1所示，包括基板00、導電組件、驅動器件01和發光件02; 所述基板〇〇為高導熱材料板，基板〇〇可以是但不限于銅板、鋁板、鐵板或陶瓷板等。
[0037]導電組件包括不少于兩個的從上至下依次連接固定的導電層；導電層包括絕緣片 03和導電片04,導電片04可以是但不限于銅箱層，銅箱層設于絕緣片03上方且與絕緣片03 連接固定，銅箱層上已蝕刻了預設導電線路。[〇〇38]所述導電組件中所有導電層上均設有第一通孔05,所述第一通孔05貫穿絕緣片03 和銅箱層;導電組件中的所有導電層的第一通孔05從上到下位置對應，且每相鄰的兩個導電層，位于下方的導電層的第一通孔05的孔徑小于上方的導電層的第一通孔05的孔徑預設尺寸，預設尺寸為每兩個相鄰的導電層中位于下方的導電層曝露在上方的導電層的第一通孔05中的區域為第一預留區域;第一預留區域內有導電層上的預設導電線路。
[0039]導電組件中除了位于最下層的導電層，其他導電層上均設有若干個第二通孔06， 第二通孔06貫穿絕緣片03和銅箱層;所有導電層的第二通孔06從上到下均位置對應，且每兩個相鄰的導電層，位于下方的導電層的第二通孔06的孔徑小于上方的導電層的第二通孔 06的孔徑預設尺寸，預設尺寸為0.5mm-lmm，每兩個相鄰的導電層中位于下方的導電層曝露在上方的導電層的第二通孔06中的區域為第二預留區域。第二預留區域內有導電層上的預設導電線路。
[0040]導電組件的上表面需要電氣絕緣的區域設有阻焊層，阻焊層用于避免導電組件中最上層的銅箱層的導電線路被氧化;所述驅動器件01安裝在導電組件的上表面的預設位置。
[0041]所述導電組件設于基板00的上表面且與基板00連接固定，發光件02位于基板00的上表面且位于第一通孔05中。[〇〇42]所述導電組件的第一通孔05和第二通孔06均設有連接線07,連接線07可以是但不限于鍵合線;鍵合線用于連接導電組件中的銅箱層的第一預留區域，使銅箱層與銅箱層之間電連接;鍵合線還用于連接導電組件中的銅箱層的第二預留區域，使銅箱層與銅箱層之間電連接;鍵合線還用于電連接發光件02和銅箱層。[〇〇43]第二通孔06內填充有絕緣材料08,絕緣材料08用于保護第二通孔06內的連接線 07;所述絕緣材料08可以是但不限于硅膠。
[0044]本發明公開了多層LED光引擎加工方法，如圖2所示，包括如下步驟:
[0045]步驟100、獲取不少于兩個的導電層，選取任一個導電層，通過PCB鑼刀鉆取第一通孔05，形成下導電層;在其他所有導電層通過PCB鑼刀鉆取第一通孔05，以及在其他所有導電層的預設位置上鉆取第二通孔06,形成不少于一個的上導電層。
[0046]導電組件中的所有導電層的第一通孔05從上到下位置對應，且每相鄰的兩個導電層，位于下方的導電層的第一通孔05的孔徑小于上方的導電層的第一通孔05的孔徑預設尺寸;所有導電層的第二通孔06從上到下均位置對應，且每兩個相鄰的導電層，位于下方的導電層的第二通孔06的孔徑小于上方的導電層的第二通孔06的孔徑預設尺寸，預設尺寸為 0.5mm-lmm〇
[0047]步驟101、將不少于一個的上導電層一一放置于下導電層上方，將所有上導電層和和下導電層進行壓合形成導電組件。
[0048]步驟102、獲取一基板00,將導電組件放置于基板00上方，通過熱壓壓合導電組件和基板〇〇，使導電組件和基板〇〇連接固定。
[0049]步驟103、在導電組件上需要電氣絕緣的區域設置阻焊層;且在導電組件的預設位置上安裝驅動器件01;在第一通孔05內安裝發光件02。阻焊層的設置方式可以是但不限于印刷或噴涂。
[0050]步驟104、在第一通孔05和第二通孔06中設置連接線07,用于連接發光件02和導電組件，以及使導電層和導電層之間電連接。[0051 ] 步驟105、在第二通孔06內填充絕緣材料08。[〇〇52]本發明具有如下特點:
[0053]1)多層導電層結構，使得復雜的LED驅動電源布線成為可能，不會使得LED驅動線路存在交叉沖突。[〇〇54]2)熱電分離結構，發光件直接粘接在高導熱基板上，基板可以是鋁板、銅線路板或陶瓷線路板，可以輕松的把發光件產生的熱量傳遞到外部的散熱器上。
[0055]3)多層導電層布線結構，多層立體式的布線方式，減少了單層線路板需要大的線路面積。
[0056]4)利用此工藝可以無限的增加導電層，直至往上增加的導電層無法滿足需要切割的第一通孔或第二通孔面積。
[0057]對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.多層LED光引擎結構，其特征在于，包括基板、導電組件、驅動器件和發光件，導電組 件設于基板的上表面;導電組件包括不少于兩個、并從上至下依次連接的導電層;導電層包 括絕緣片和設有預設電路的導電片，導電片設于絕緣片上方且與絕緣片連接；所述導電組件中每個導電層上均設有貫穿絕緣片和導電片的第一通孔，每個導電層的 第一通孔從上至下均位置對應；導電組件中除了位于最下層的導電層，其他導電層上均設 有若干個貫穿絕緣片和導電片的第二通孔，且每個導電層的第二通孔從上至下均位置對 應；所述發光件設于第一通孔中，驅動器件設于導電組件的預設位置上;第一通孔和第二 通孔內均設有連接線，連接線用于連接發光件和導電組件，以及使導電層和導電層之間電連接。2.如權利要求1所述的多層LED光引擎結構，其特征在于，任意兩個相鄰的導電層中，位 于下方的導電層的第二通孔的孔徑小于上方的導電層的第二通孔的孔徑預設尺寸。3.如權利要求1所述的多層LED光引擎結構，其特征在于，任意兩個相鄰的導電層中，位 于下方的導電層的第一通孔的孔徑小于上方的導電層的第一通孔的孔徑預設尺寸。4.如權利要求2或3所述的多層LED光引擎結構，其特征在于，所述預設尺寸為0.5mm-lmm〇5.如權利要求1所述的多層LED光引擎結構，其特征在于，所述導電組件的上表面設有 阻焊層。6.如權利要求1所述的多層LED光引擎結構，其特征在于，第二通孔內填充有絕緣材料。7.如權利要求1所述的多層LED光引擎結構，其特征在于，導電片為銅箱層。8.如權利要求1所述的多層LED光引擎結構，其特征在于，基板為高導熱材料板。9.如權利要求1所述的多層LED光引擎結構，其特征在于，連接線為鍵合線。10.多層LED光引擎加工方法，其特征在于，包括如下步驟:S1、獲取不少于兩個的導電層，選取任一個導電層鉆取第一通孔，形成下導電層;在其 他所有導電層上鉆取第一通孔，以及在其他所有導電層的預設位置鉆取第二通孔，形成不 少于一個的上導電層；S2、將所有上導電層一一放置于下導電層上方，將所有上導電層和和下導電層進行壓 合形成導電組件；S3、獲取一基板，將導電組件放置于基板上方，壓合導電組件和基板使導電組件和基板 連接固定；S4、在導電組件上設置阻焊層;且在導電組件的預設位置上安裝驅動器件;在第一通孔 內安裝發光件；S5、在第一通孔中設置用于連接發光件和導電組件的連接線，在第二通孔中設置用于 使導電層和導電層之間電連接的連接線；S6、在第二通孔內填充絕緣材料。
【文檔編號】H01L33/48GK105977364SQ201610576274
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月20日
【發明人】肖浩, 劉俊達, 李明珠, 蘇佳檳, 孫婷
【申請人】廣州硅能照明有限公司