一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺
技术领域
1.本发明涉及一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，更具 体涉 及一种散热性能佳，发光效率高且发光亮度强的一种led光源封装模组及 其制作工艺。
背景技术：2.与传统光源相比，led灯具有寿命长、光效高、低功率、低耗能的特点。 近年来，白光led的快速发展，正逐步进入普通照明领域。目前市面流行 的led光源，要么是晶片固在铝基板的铜铂上，这种散热效果欠佳；要么在 铝基板上打凹杯再固晶片，这种生产成本极高；要么多个晶片放在一起连 线，这种长时间点亮聚热效应降低光效，降低寿命。
3.全彩显示屏最关键的就是led全彩灯的选择，因为它们不仅数量多而 且是决定整屏光学显示性能的主体及在显示屏的整体成本中所占比例最 大，导致对灯的各项光电参数要求较为严格，如果未能选择好的led全彩 灯，显示屏的其他部件再好也无展现出它们应有的优势，现有的显示屏用 发光模块通常采用smd全彩技术，其产品原材料成本较贵且生产加工工艺 较为繁锁，投入及造价成本较高，smd是一个个贴上在pcb板上的，肯定会 有高有低，从而光斑不均匀，以致视觉效果要差于用点胶封装出来的效果。
4.smd全彩技术的晶体顶部是一个平面，所以折射效果一般,因此配色时 红光曲线与蓝/绿光曲线有较大分离，造成混色效果差；smd晶片是固在碗 杯里，以至散热面积较小直接导致其散热性能较差,因此会导致晶片结温上 升致使光衰较大等原因都成为了smd全彩技术发展的瓶颈；smd一般采用的 是ppa材质的支架在防水和防潮及防紫外线方面较差,如防水和防潮方面 的问题未能解决好，则会出现失效、暗亮、快速衰减等品质问题。
5.针对上述问题，本发明提供一种生产加工工艺简单、造价成本较低、 产品散热及防水性能好的led发光显示单元模组生产工艺。
6.为实现上述目的而采用的技术方案是：led发光显示单元模组生产工 艺，将led晶片直接固晶焊线集成至驱动pcb上，采用点阵孔排列pc面罩 与集成驱动pcb紧密粘接压平，孔位与led晶片焊线功能区完全对应，对 pc面罩孔内进行点胶(光电环氧树脂封装胶、或光电封装硅胶)自然成型 发光透镜，通过常温固化或高温固化后达到led显示像素点良好封装，制 成集驱动、显示及封装为一体的led发光显示单元模组。
7.所述led发光显示单元模组生产工艺包括如下步骤：
8.第一步，根据客户需求设计图纸、采集资料，并进行汇整，确定其允 许变动范围，并在变动范围内，尽最大努力满足客户需求；
9.第二步，电路设计，先划分电子元器件的分布以及电路控制区域,再完 成各部段区域的电路图制作以及各部段区域的串接；
10.第三步，在pcb板制作的过程中，对led功能区采用沉金工艺和镀镍 工艺，确保功能区焊线可靠性；
11.第四步，电子元器件贴片，把所有电子元器件按照pcb板上对应印刷 元件位置字符所指定的位置进行焊接固定；
12.第五步，led芯片固晶邦定，包括芯片固定和接线，把芯片按一定的排 列方式，用固晶机对芯片进行固晶，固晶完成后进行烘烤使得led晶片完 全与pcb晶道面结合，采用金丝球焊或铝线电弧压焊工艺，对完全固定的 芯片进行焊线，其中烘烤温度为150℃、烘烤时间为2h；
13.第六步，测试，对进行芯片邦定后的pcb板用plc测试机进行测试， 测试led显示裸板光电特性稳定性及可靠性，确保led显示裸板等功能及 光电特性符合led显示屏要求；
14.第七步，面罩背胶及贴装，对面罩进行背胶，使其与pcb的led显示 面紧密贴合，其中面罩孔与led晶片区完全重合，面罩采用内小外大设计， 便于扩大led发射角度和增强点胶接触面积；
15.第八步，点胶，使用高精度点胶机和高性能的环氧树脂(或光电硅胶) 对面罩孔位进行点胶从而达到led芯片封装，同时自然成型形成发光透镜 (即为led显示屏的像素点)；
16.第九步，根据点胶用胶的固化特性采用常温固化或高温完全固化，形 成稳定的透镜，同时对led功能区进行密封封装，满足显示和封装双重标 准要求；
17.第十步，老化成型，根据不同封装胶水固化特性，采用常温固化或高 温固化，使胶点完全固化、钢化，形成良好的封装发光透镜；
18.第十一步，成品光电及显示特性测试，对成型后的led显示板进行逻 辑测试、光学测试、电性测试，根据led显示屏现实要求进行分档标识；
19.第十二步，外观清理及包装，对测试分档后的led显示板进行外观检 查清理，使其达到良好的外观效果后进行包装存放。
20.相对于现有技术的有益效果是，1)在芯片邦定过程中，芯片直接固定 在pcb板上，散热面积大，晶片结温不易上升，降低光衰减，把芯片按一 定的角度和排列方式进行排列，保证了红绿蓝三基色混光效果及显示视角；
21.2)在点胶过程中使用计量式点胶机，固定量胶胶点的大小形状一致、 发光角度光形分布一致。所述点胶过程是一个点胶成透镜过程，透镜对光 的折射效果很好，当三色光通过透镜时会发生折射时从而使三色光混合的 更加均匀，混色效果就更好；
22.3)在常规电路设计、pcb板制作的条件下，用固晶机对芯片进行固定， 固定完成后进行烘烤加强对芯片的固定，接着用焊线机对完全固定的芯片 进行焊线，并辅以新胶的点胶封装技术，不仅增强了芯片固定位置的准确 性，也打破并改变了常规点胶封装的适用性。本发明提供的led灯板制作 工艺，技术精湛、技术条件准确适当、选用金材质，尤其是点胶封装作为 led灯屏，制备了高质量的发光模块。
技术实现要素：23.本发明的一个目的在于克服现有led光源的要么散热效果欠佳、要么成 本极 高现状，要么生产工艺复杂，热量较为集中。提供一种成本低、生产工艺 简单、散热性能好、发光效率高的led光源封装结构及其制作工艺。
24.为达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：本发明一种高光效 高导热 的led光源封装结构及其制作工艺，具有一金属散热板，一较薄线路板，线 路板上按预设定的形状打小圆孔，通过高导热胶将金属散热板与较薄线路 板压合在一起，在线路板的按预设定的形状小圆孔底部做镜面处理，小圆 孔内壁做电镀处理，线路按串并联的组合方式布
线，在线路上设置焊线位 置；各晶片放置于金属线路板的小圆孔固晶位置上，并以相应导线连接于 线路板的焊线位置上；将混合荧光粉的硅胶封固于晶片、导线以及线路板 的小孔内点凸起；金属散热板的底部可通过导热胶接合与散热器上，以达 到更好的散热效果。
25.一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led 光源封装结构的线路板上按预设定的形状打小圆孔，通过高导热胶将金属 散热板与较薄线路
26.板压合在一起，以达到热电分离的效果热源分散的效果；
27.一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led 光源封装结构的金属散热板的小圆孔内做镜面处理，提高出光效率而提高 光效；
28.一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led光 源封装结构的小圆孔内壁做电镀处理，提高反光出光效率而提高光效；
29.一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led光 源封装结构的线路按串并联的组合方式布线，在线路上设置焊线位置；各 晶片放置于金属线路板的小圆孔固晶位置上，并以相应导线连接于线路板 的焊线位置上；将混合荧光粉的硅胶封固于晶片、导线以及线路板的小孔 内点凸起，改变发光角度提高光效；
30.一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led光 源封装结构的金属散热板的底部通过导热胶接合与散热器上，以达到更好 的散热效果。与现有技术相比，本发明具有以下显著的进步和突出的特点： 1、构件简单，设计合理；
31.2、热电分离，镜面处理发光效率高；
32.3、孔内壁电镀处理，提高反光出光效率
33.4、单独发光，聚热消除
34.5、散热性能佳，发光寿命长，可长时间持续点亮，经久耐用，发光亮度均 匀。
附图说明
35.图1是本发明一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺平面图；
36.图2是本发明一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺截面图；图3是本发明一种高光效高导热的led光源封装结构的制作工艺流程图。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
38.本发明一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，具有一金 属散 热板，一较薄线路板，线路板上按预设定的形状打小圆孔，通过高导热胶 将金属散热板与较薄线路板压合在一起，在线路板的按预设定的形状小圆 孔底部做镜面处理，小圆孔内壁做电镀处理，线路按串并联的组合方式布 线，在线路上设置焊线位置；各晶片放置于金属线路板的小圆孔固晶位置 上，并以相应导线连接于线路板的焊线位置上；将混合荧光粉的硅胶封固 于晶片、导线以及线路板的小孔内点凸起；金属散热板的底部可通过导热 胶接合与散热器上，以达到更好的散热效果。
39.一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led光源 封装结构的线路板上按预设定的形状打小圆孔，通过高导热胶将金属散热 板与较薄线路板压合在一起，以达到热电分离的效果热源分散的效果；
40.一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led 光源封装结构的金属散热板的小圆孔内做镜面处理，提高出光效率而提高 光效；
41.一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led 光源封装结构的小圆孔内壁做电镀处理，提高反光出光效率而提高光效； 一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led光 源封装结构的线路按串并联的组合方式布线，在线路上设置焊线位置；各 晶片放置于金属线路板的小圆孔固晶位置上，并以相应导线连接于线路板 的焊线位置上；将混合荧光粉的硅胶封固于晶片、导线以及线路板的小孔 内点凸起，改变发光角度提高光效；
42.一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺，其中，所述led 光源封装结构的金属散热板的底部通过导热胶接合与散热器上，以达到更 好的散热效果。
43.如图1所示为本发明一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作 工艺平
44.面图及图2是本发明一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺 截面图，本发明一种高光效高导热的led光源封装结构及其制作工艺包括：
45.一金属散热板1，一较薄线路板2，线路板2上按预设定的形状打小圆孔 21，通过高导热胶3将金属散热板1与较薄线路板2压合在一起，在线路 板2的小圆孔21底部21a做镜面处理，小圆孔21内壁21b做电镀处理，线 路按串并联的组合方式布线，在线路上设置焊线位置8；各晶片4通过导 热胶5放置于线路板2的小圆孔21固晶位置上，并以相应导线6连接于线 路板2的焊线位置8上；将混合荧光粉的硅胶7封固于晶片4、导线6以及 线路板2的小圆孔21内点凸起；金属散热板的底部可通过导热胶接合与散 热器上，以达到更好的散热效果。
46.在线路板2上按预设定的形状打小圆孔21，通过高导热胶3将金属散热 板1与较
47.薄线路板2压合在一起，以达到热电分离的效果及热源分散的效果；
48.在线路板2的小圆孔21底部21a做镜面处理，提高出光效率而提高光效； 在线路板2的小圆孔21内壁21b做电镀处理，提高反光出光效率而提高光 效；该线路按串并联的组合方式布线，在线路上设置焊线位置8；各晶片4 通过导热胶5放置于线路板2的小圆孔21固晶位置上，并以相应导线6连 接于线路板2的焊线位置8上；将混合荧光粉的硅胶7封固于晶片4、导线6 以及线路板2的小圆孔21内点凸起，改变发光角度提高光效；
49.该金属散热板1的底部可通过导热胶接合与散热器上，以达到更好的散热 效果。
50.该led发光显示单元模组生产工艺的生产加工工艺简单、造价成本较 低、产品散热及防水性能好。该led发光显示单元模组生产工艺，首先将 led晶片直接固晶焊线集成至驱动pcb上，采用点阵孔排列pc面罩与集成 驱动pcb紧密粘接压平，孔位与led晶片焊线功能区完全对应，对pc面罩 孔内进行点胶(光电环氧树脂封装胶、或光电封装硅胶)自然成型发光透 镜，通过常温固化或高温固化后达到led显示像素点良好封装，制成集驱 动、显示及封装为一体的led发光显示单元模组。
51.所述led发光显示单元模组生产工艺包括如下步骤：
52.第一步，根据客户需求设计图纸、采集资料，并进行汇整，确定其允 许变动范围，并在变动范围内，尽最大努力满足客户需求；
53.第二步，电路设计，先划分电子元器件的分布以及电路控制区域,再完 成各部段区域的电路图制作以及各部段区域的串接；
54.第三步，在pcb板制作的过程中，对led功能区采用沉金工艺和镀镍 工艺，确保功能区焊线可靠性；
55.第四步，电子元器件贴片，把所有电子元器件按照pcb板上对应印刷 元件位置字符所指定的位置进行焊接固定；
56.第五步，led芯片固晶邦定，包括芯片固定和接线，把芯片按一定的排 列方式，用固晶机对芯片进行固晶，固晶完成后进行烘烤使得led晶片完 全与pcb晶道面结合，采用金丝球焊或铝线电弧压焊工艺，对完全固定的 芯片进行焊线，其中烘烤温度为150℃、烘烤时间为2h；
57.第六步，测试，对进行芯片邦定后的pcb板用plc测试机进行测试， 测试led显示裸板光电特性稳定性及可靠性，确保led显示裸板等功能及 光电特性符合led显示屏要求；
58.第七步，面罩背胶及贴装，对面罩进行背胶，使其与pcb的led显示 面紧密贴合，其中面罩孔与led晶片区完全重合，面罩采用内小外大设计， 便于扩大led发射角度和增强点胶接触面积；
59.第八步，点胶，使用高精度点胶机和高性能的环氧树脂(或光电硅胶) 对面罩孔位进行点胶从而达到led芯片封装，同时自然成型形成发光透镜 (即为led显示屏的像素点)；
60.第九步，根据点胶用胶的固化特性采用常温固化或高温完全固化，形 成稳定的透镜，同时对led功能区进行密封封装，满足显示和封装双重标 准要求；
61.第十步，老化成型，根据不同封装胶水固化特性，采用常温固化或高 温固化，使胶点完全固化、钢化，形成良好的封装发光透镜；
62.第十一步，成品光电及显示特性测试，对成型后的led显示板进行逻 辑测试、光学测试、电性测试，根据led显示屏现实要求进行分档标识；
63.第十二步，外观清理及包装，对测试分档后的led显示板进行外观检 查清理，使其达到良好的外观效果后进行包装存放。
64.本发明提供的生产工艺和现有技术相比，所带来的有益效果是，
65.1)在芯片邦定过程中，芯片直接固定在pcb板上，散热面积大，晶片 结温不易上升，降低光衰减，把芯片按一定的角度和排列方式进行排列， 保证了红绿蓝三基色混光效果及显示视角；
66.2)在点胶过程中使用计量式点胶机，固定量胶胶点的大小形状一致、 发光角度光形分布一致。所述点胶过程是一个点胶成透镜过程，透镜对光 的折射效果很好，当三色光通过透镜时会发生折射时从而使三色光混合的 更加均匀，混色效果就更好；
67.3)在常规电路设计、pcb板制作的条件下，用固晶机对芯片进行固定， 固定完成后进行烘烤加强对芯片的固定，接着用焊线机对完全固定的芯片 进行焊线，并辅以新胶的点胶封装技术，不仅增强了芯片固定位置的准确 性，也打破并改变了常规点胶封装的适用性。本发明提供的led灯板制作 工艺，技术精湛、技术条件准确适当、选用金材质，尤其是点胶封装作为 led灯屏，制备了高质量的发光模块。
68.以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但是，本发明并非局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应所述以权利要求的保护范围为准。
69.根据上述技术方案，本领域的技术人员根据实际需要，还可设计出更多 不同结构
形式的led光源封装模组及其制作工艺，但上述实施例仅为说明 本发明而列举，并非用于限制本发明，任何基于本技术方案所变换的等同 效果的结构，均属于本发明的保护范围。
70.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关 工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更 以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根 据权利要求范围来确定其技术性范围。
技术特征：1.一种led二极管大光源封装结构、发光显示单元模组及其制作工艺，其特征在于，包括一金属散热板，一较薄线路板，线路板上按预设定的形状打小圆孔，通过高导热胶将金属散热板与较薄线路板压合在一起，在线路板的按预设定的形状小圆孔底部做镜面处理，小圆孔内壁做电镀处理，线路按串并联的组合方式布线，在线路上设置焊线位置；各晶片放置于金属线路板的小圆孔固晶位置上，并以相应导线连接于线路板的焊线位置上；将混合荧光粉的硅胶封固于晶片、导线以及线路板的小孔内点凸起；金属散热板的底部可通过导热胶接合与散热器上，以达到更好的散热效果。2.根据权利要求1所述的led光源封装结构及其制作工艺，其特征在于，所述led光源封装结构的线路板上按预设定的形状打小圆孔，通过高导热胶将金属散热板与较薄线路板压合在一起，以达到热电分离的效果热源分散的效果。3.根据权利要求1所述的led光源封装结构及其制作工艺，其特征在于，所述led光源封装结构的金属散热板的小圆孔内做镜面处理，提高出光效率而提高光效。4.根据权利要求1所述的led光源封装结构及其制作工艺，其特征在于，所述led光源封装结构的小圆孔内壁做电镀处理，提高反光出光效率而提高光效。5.根据权利要求1所述的led光源封装结构及其制作工艺，其特征在于，所述led光源封装结构的线路按串并联的组合方式布线，在线路上设置焊线位置；各晶片放置于金属散热板的小圆孔固晶位置上，并以相应导线连接于线路板的焊线位置上；将混合荧光粉的硅胶封固于晶片、导线以及线路板的小孔内点凸起，改变发光角度提高光效。6.根据权利要求1所述的led光源封装结构及其制作工艺，其特征在于，所述led光源封装结构的金属散热板的底部通过导热胶接合与散热器上，以达到更好的散热效果。7.一种led发光显示单元模组生产工艺，其特征在于，将led晶片直接固晶焊线集成至驱动pcb上，采用点阵孔排列pc面罩与集成驱动pcb紧密粘接压平，孔位与led晶片焊线功能区完全对应，对pc面罩孔内进行点胶(光电环氧树脂封装胶、或光电封装硅胶)自然成型发光透镜，通过常温固化或高温固化后达到led显示像素点良好封装，制成集驱动、显示及封装为一体的led发光显示单元模组。8.根据权利要求1所述的led发光显示单元模组生产工艺，其特征在于，所述led发光显示单元模组生产工艺包括如下步骤：第一步，根据客户需求设计图纸、采集资料，并进行汇整，确定其允许变动范围，并在变动范围内，尽最大努力满足客户需求；第二步，电路设计，先划分电子元器件的分布以及电路控制区域,再完成各部段区域的电路图制作以及各部段区域的串接；第三步，在pcb板制作的过程中，对led功能区采用沉金工艺和镀镍工艺，确保功能区焊线可靠性；第四步，电子元器件贴片，把所有电子元器件按照pcb板上对应印刷元件位置字符所指定的位置进行焊接固定；第五步，led芯片固晶邦定，包括芯片固定和接线，把芯片按一定的排列方式，用固晶机对芯片进行固晶，固晶完成后进行烘烤使得led晶片完全与pcb晶道面结合，采用金丝球焊或铝线电弧压焊工艺，对完全固定的芯片进行焊线，其中烘烤温度为150℃、烘烤时间为2h；第六步，测试，对进行芯片邦定后的pcb板用plc测试机进行测试，测试led显示裸板光
电特性稳定性及可靠性，确保led显示裸板等功能及光电特性符合led显示屏要求；第七步，面罩背胶及贴装，对面罩进行背胶，使其与pcb的led显示面紧密贴合，其中面罩孔与led晶片区完全重合，面罩采用内小外大设计，便于扩大led发射角度和增强点胶接触面积；第八步，点胶，使用高精度点胶机和高性能的环氧树脂(或光电硅胶)对面罩孔位进行点胶从而达到led芯片封装，同时自然成型形成发光透镜(即为led显示屏的像素点)；第九步，根据点胶用胶的固化特性采用常温固化或高温完全固化，形成稳定的透镜，同时对led功能区进行密封封装，满足显示和封装双重标准要求；第十步，老化成型，根据不同封装胶水固化特性，采用常温固化或高温固化，使胶点完全固化、钢化，形成良好的封装发光透镜；第十一步，成品光电及显示特性测试，对成型后的led显示板进行逻辑测试、光学测试、电性测试，根据led显示屏现实要求进行分档标识；第十二步，外观清理及包装，对测试分档后的led显示板进行外观检查清理，使其达到良好的外观效果后进行包装存放。
技术总结本发明公开了一种LED二极管大光源封装结构、发光显示单元模组及其制作工艺，包括一金属散热板，一较薄线路板，线路板上按预设定的形状打小圆孔，通过高导热胶将金属散热板与较薄线路板压合在一起，在线路板的按预设定的形状小圆孔底部做镜面处理，小圆孔内壁做电镀处理，线路按串并联的组合方式布线，在线路上设置焊线位置；各晶片放置于金属线路板的小圆孔固晶位置上，并以相应导线连接于线路板的焊线位置上；将混合荧光粉的硅胶封固于晶片、导线以及线路板的小孔内点凸起；金属散热板的底部可通过导热胶接合与散热器上，以达到更好的散热效果。热效果。热效果。
技术研发人员：张四代 林柳江
受保护的技术使用者：优力大光电（深圳）有限公司
技术研发日：2022.05.26
技术公布日：2022/11/1
