專(zhuān)利名稱(chēng)：一種led支架及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED支架及其制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED是一種電發(fā)光器件，其基本的物理過(guò)程是電能向光能的轉(zhuǎn)變。LED與普通的白熾燈相比具有低壓驅(qū)動(dòng)低能耗、光線質(zhì)量高、光電轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)光顏色齊全、綠色環(huán)保無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。但大功率LED在工作過(guò)程中會(huì)放出大量的熱，過(guò)高的溫度不但會(huì)使器件壽命急劇衰減，還會(huì)嚴(yán)重影響LED的峰值波長(zhǎng)、光功率、光通量等諸多性能參數(shù)。減小LED溫升效應(yīng)的主要方法，一是設(shè)法提高元件的電光轉(zhuǎn)換效率，使盡可能多的輸入功率轉(zhuǎn)變成光能， 另一個(gè)重要的途徑是設(shè)法提高元件散熱能力，使散發(fā)的熱量及時(shí)導(dǎo)出或散發(fā)出去。LED支架是LED連接內(nèi)外散熱通路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，兼有散熱通道、電路連接和物理支撐的功能，其熱導(dǎo)率的大小對(duì)LED的散熱好壞起著決定作用。設(shè)計(jì)支架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)充分考慮散熱因素，加大散熱金屬的表面積。目前生產(chǎn)LED支架的工藝流程包括送料、沖壓、電鍍、 嵌內(nèi)注塑、彎曲切割、包裝。具體的說(shuō)，是將0. 5mm的銅片沖壓成型，成型銅片只包括正負(fù)極引腳，然后電鍍上Ag，之后在模具內(nèi)裝入上述預(yù)先制備的成型銅片后注入樹(shù)脂，熔融的樹(shù)脂材料與銅片結(jié)合固化，形成一體化產(chǎn)品。然而，這種傳統(tǒng)工藝的不足在于LED支架的散熱金屬面積有限，只能通過(guò)正負(fù)極的兩只引腳來(lái)完成，其熱導(dǎo)率低，無(wú)法滿足大功率LED的散熱性要求，如果要做成大功率LED還需要在底部加入大面積的散熱基板(熱沉)，工藝比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中的LED支架的散熱金屬面積有限、熱導(dǎo)率低，并且大功率LED支架的工藝復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種LED支架，包括絕緣座及設(shè)于絕緣座上的多個(gè)相互絕緣的導(dǎo)電引腳，所述絕緣座具有相對(duì)設(shè)置的一對(duì)第一側(cè)面、與該對(duì)第一側(cè)面相交的一對(duì)第二側(cè)面、一頂面及一底面，所述頂面設(shè)置有內(nèi)凹的封裝腔；所述各導(dǎo)電引腳的前端部顯露于頂面及封裝腔內(nèi)，后端部顯露于第一側(cè)面及底面，其特征在于所述導(dǎo)電引腳為金屬鍍層。其中，所述金屬鍍的面積占LED支架表面積的30-70%。所述金屬鍍層至少為一層，其厚度為5-100微米。所述多個(gè)導(dǎo)電引腳至少包括一個(gè)正極導(dǎo)電引腳以及一個(gè)負(fù)極導(dǎo)電引腳，所述導(dǎo)電
引腳為兩層，包括一化學(xué)鍍層和一電鍍層。所述第一側(cè)面上設(shè)置有一貫穿頂面和底面的凹槽，凹槽由一槽底面和相對(duì)設(shè)置的一對(duì)圍面組成，槽底面和該一對(duì)圍面相交的兩邊為側(cè)邊，通過(guò)兩個(gè)側(cè)邊把槽底面和圍面分隔開(kāi)。所述凹槽呈梯形，梯形的下底位于絕緣座的底面。
所述LED支架的材料為白色耐高溫散熱絕緣材料，可以是PPS。本發(fā)明還提供了上述LED支架的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟(1)注塑得到絕緣座；(2)用化學(xué)鍍的方法使整個(gè)絕緣座表面附著第一金屬層；(3)對(duì)絕緣座進(jìn)行激光切割，蝕刻掉激光行走路線上的金屬，形成多個(gè)區(qū)分正負(fù)極的導(dǎo)電引腳前體；(4)用電鍍的方法在所述導(dǎo)電引腳前體上沉積第二金屬層，形成導(dǎo)電引腳后體；(5)對(duì)整個(gè)絕緣座進(jìn)行腐蝕處理，得到導(dǎo)電引腳，所述導(dǎo)電引腳是導(dǎo)電引腳后體經(jīng)腐蝕得到，至少包含一層金屬層，除導(dǎo)電引腳以外的區(qū)域則沒(méi)有第一金屬層附著。所述第一金屬層的厚度為a，所述第二金屬層的厚度為b，步驟e腐蝕處理的厚度為 c, ^JeL a < c < a+bo所述第一金屬層的厚度a小于第二金屬層的厚度b。所述激光切割包括在頂面和底面進(jìn)行激光切割，切割厚度為所述第一金屬層的厚
度^o本發(fā)明的生產(chǎn)工藝所制造的LED支架，其正負(fù)極導(dǎo)電引腳為金屬鍍層，因化學(xué)鍍電鍍的工藝使得表面的金屬面積增加，這樣有利于大功率LED的散熱，另外金屬反光效率較高，可以提高LED的發(fā)光效率；并且，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝包括化學(xué)鍍_>激光切割_>電鍍_>腐蝕，工藝簡(jiǎn)單、可靠，激光切割的靈活性和精密性使得該生產(chǎn)工藝在小封裝和多色 LED領(lǐng)域里更具有優(yōu)勢(shì)。


圖1是本發(fā)明LED支架的立體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明LED支架的俯視圖，虛線是頂面激光切割的路線；圖3是本發(fā)明LED支架的左視圖；圖4是本發(fā)明LED支架的仰視圖，虛線是底面激光切割的路線；圖5是圖2的I處A-A剖面的放大圖；圖6是本發(fā)明LED支架的生產(chǎn)工藝的流程圖；圖7a-7d是本發(fā)明型號(hào)為35mn^8mm*17mm的LED支架的尺寸標(biāo)注圖，其中，圖7a 為俯視圖，圖7b為仰視圖，圖7c為左視圖，圖7d為圖7a的B-B剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參照?qǐng)D1-4所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED支架包括絕緣座1及鍍?cè)O(shè)于絕緣座1 上的一對(duì)導(dǎo)電引腳2，該對(duì)導(dǎo)電引腳2相互絕緣構(gòu)成LED支架的正負(fù)極。所述絕緣座1具有相對(duì)設(shè)置的一對(duì)第一側(cè)面11、與該對(duì)第一側(cè)面相交的一對(duì)第二側(cè)面12、一頂面13及一底面 14，所述頂面13的正中心設(shè)置有內(nèi)凹的封裝腔131，用于放置LED芯片。參照?qǐng)D7，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED支架的尺寸標(biāo)注圖，封裝腔的上端面是圓心在頂面正中心，半徑為13mm 的圓；封裝腔的內(nèi)壁凹面為球面的一部分，球面半徑為13mm，封裝腔的下端面用于放置LED 芯片，放置芯片的位置正好與內(nèi)壁凹面的焦點(diǎn)重合，根據(jù)光學(xué)原理，這樣就可以把發(fā)散的光變成平行的光，提高了電光轉(zhuǎn)化的效率，增強(qiáng)了散熱效率。如圖1-4所示的陰影部分為所述的兩個(gè)正負(fù)極導(dǎo)電引腳2，其前端部21顯露于頂面13及封裝腔131內(nèi)，后端部22顯露于絕緣座第一側(cè)面11及底面14，顯露于封裝腔131內(nèi)的導(dǎo)電引腳2的前端部21用于和LED芯片進(jìn)行電連接，后端部22用于與其他基材(如印刷電路板、金屬基材)結(jié)合。值得一提的是，所述導(dǎo)電引腳2為金屬鍍層，所述金屬鍍層可以為一層或多層，其厚度為5-100微米，參閱圖5，在本實(shí)施例中，所述金屬鍍層為兩層，包括一化學(xué)鍍層201和一電鍍層202，所述化學(xué)鍍層201采用化學(xué)鍍的方法制得，所述電鍍層202采用電鍍的方法制得。參閱圖1-4，所述第一側(cè)面11上設(shè)置有一貫穿頂面和底面的凹槽111，凹槽由一槽底面112和相對(duì)設(shè)置的一對(duì)圍面113組成，槽底面和該一對(duì)圍面相交的兩邊為側(cè)邊114，圍面和第一側(cè)面相交的兩邊為鄰邊115，通過(guò)兩個(gè)側(cè)邊114可以把槽底面112和圍面113分隔開(kāi)，并且，所述凹槽111 呈梯形，梯形的下底位于絕緣座的底面。絕緣座1的材料為耐高溫散熱絕緣材料，優(yōu)選的可以是白色PPS(聚苯硫醚)。采用白色耐高溫散熱絕緣材料的目的是白色材料反光率較強(qiáng)，不吸收熱量；LED工作時(shí)產(chǎn)生的熱量較高，耐高溫性能可以使材料在高溫下不易變型；由于LED芯片本身在溫度小于180°C 的情況下才能正常發(fā)光，材料的散熱性能可以使芯片所產(chǎn)生的熱量正常散發(fā)出去。導(dǎo)電引腳2為金屬鍍層，包括至少一層金屬，當(dāng)金屬鍍層為多層金屬時(shí)，各層金屬的材質(zhì)可不同， 例如底層為Ag，表層為Cu，但優(yōu)選各層都為Cu。參照?qǐng)D6，圖6是本發(fā)明LED支架的生產(chǎn)工藝的流程圖。步驟(1)、先采用PPS進(jìn)行注塑得到絕緣座1，所述注塑的料筒溫度^0-330°C，噴嘴溫度305-330°C，模具溫度120-180°C，注射壓力50-130MPa。步驟( 、再采用化學(xué)鍍的方法在整個(gè)絕緣座1表面鍍上第一金屬層。所述化學(xué)鍍的方法可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，例如可將整個(gè)絕緣座浸入由硫酸銅(10g/L)，EDTA 二鈉鹽 (40g/L)，氫氧化鈉(12g/L)，亞鐵氰化鉀(0. lg/L)，a、a'-聯(lián)吡啶(0. 01g/L)，甲醛(IOml/ L)溶液組成的化學(xué)鍍液中，溫度為50-60°C，PH值為12-12. 5，鍍速為4-5ym/s，經(jīng)過(guò)化學(xué)鍍后，絕緣座的表面就附著了一層銅。該第一金屬層是如圖5所示化學(xué)鍍層201，厚度a為 5微米以上。步驟(3)、對(duì)絕緣座1進(jìn)行激光切割，包括頂面激光切割和底面激光切割，激光切割是激光照射到金屬表面時(shí)釋放的能量使金屬融化并蒸發(fā)，隨著物體移動(dòng)，激光相對(duì)于物體按切割路線移動(dòng)形成一條切縫。也就是，激光切割后相當(dāng)于把沿著切割路線上的金屬給蝕刻掉了。圖2所示的虛線是頂面激光切割的路線，經(jīng)過(guò)切割使圖2的兩部分陰影區(qū)域相互絕緣；圖4所示的虛線是底面激光切割的路線，由于第一側(cè)面設(shè)置有梯形凹槽且梯形的下底在底面上，激光沿著凹槽的側(cè)邊114切割就能在底面激光切割后不僅使圖4的兩部分陰影區(qū)域相互絕緣，同時(shí)也使得圖3所示的陰影區(qū)域(即槽底面)和除陰影以外的區(qū)域相互絕緣。在經(jīng)過(guò)了上述的激光切割后，LED支架的正負(fù)極便分開(kāi)了，形成了兩個(gè)導(dǎo)電引腳前體，且這兩個(gè)導(dǎo)電引腳前體之間相互絕緣。需要說(shuō)明的是，如果沒(méi)有凹槽，在進(jìn)行了所述頂面、底面的激光切割后，LED支架的正負(fù)極仍然沒(méi)有分開(kāi)，若要分開(kāi)就需將絕緣座翻轉(zhuǎn)至第一側(cè)面，再進(jìn)行第一側(cè)面激光切割，即沿著原凹槽的圍面與第一側(cè)面相交的鄰邊115切割， 但因?yàn)長(zhǎng)ED支架在生產(chǎn)過(guò)程中往往是多個(gè)絕緣座連接在一起進(jìn)行批量生產(chǎn)，第一側(cè)面容易被相鄰的絕緣座擋住，難以進(jìn)行激光切割，所以在第一側(cè)面設(shè)置凹槽就能在底面激光切割的同時(shí)完成第一側(cè)面激光切割，避免絕緣座翻轉(zhuǎn)，有利于簡(jiǎn)化工藝降低成本。正面、底面激光切割無(wú)先后順序，可以先進(jìn)行正面激光切割，也可以先進(jìn)行背面激光切割。激光切割的切割厚度為所述化學(xué)鍍層201的厚度a，切割后使得正負(fù)導(dǎo)電引腳相互絕緣，切割速度根據(jù)厚度和材料確定，激光切割形成的切口寬度為0. 1-0. 5mm。步驟0)、然后用電鍍的方法在導(dǎo)電引腳前體上沉積第二金屬層，形成導(dǎo)電引腳后體。即采用專(zhuān)用的直流電源設(shè)備，電源的正極接鍍筆，作為刷鍍時(shí)的陽(yáng)極；電源的負(fù)極接導(dǎo)電引腳前體之一，作為刷鍍時(shí)的陰極。刷鍍時(shí)使浸滿鍍液的鍍筆以一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度在導(dǎo)電引腳前體之一的表面上移動(dòng)，并保持適當(dāng)?shù)膲毫?，在鍍筆與導(dǎo)電引腳前體之一接觸的部位，鍍液中的金屬離子在電場(chǎng)的作用下擴(kuò)散到導(dǎo)電引腳前體之一的表面，并在表面獲得電子被還原成金屬原子，沉積結(jié)晶形成第二金屬層。然后將電源的負(fù)極接導(dǎo)電引腳前體之另一，采用同樣的方法使導(dǎo)電引腳前體之另一也沉積第二金屬層。在本實(shí)施例中，所述鍍液為硫酸銅鍍液，沉積的第二金屬層為金屬銅。經(jīng)過(guò)電鍍后，導(dǎo)電引腳前體在原有第一金屬層的基礎(chǔ)上又沉積了第二金屬層，該第二金屬層的厚度為b，b為5-100微米。也就是說(shuō)，導(dǎo)電引腳后體包含第一金屬層和第二金屬層，其厚度為a+b，而除導(dǎo)電引腳后體以外的區(qū)域表面僅附著第一金屬層，其厚度為a。步驟(5)、最后對(duì)整個(gè)絕緣座進(jìn)行腐蝕處理，得到導(dǎo)電引腳2，所述導(dǎo)電引腳2是導(dǎo)電引腳后體經(jīng)腐蝕后得到，至少包含一層金屬層，除導(dǎo)電引腳以外的區(qū)域則沒(méi)有第一金屬層附著。把經(jīng)過(guò)電鍍的絕緣座1整體浸入到腐蝕液中，通過(guò)溫度和浸泡時(shí)間來(lái)控制需要腐蝕的金屬的厚度c，并且，腐蝕處理的厚度c需要滿足a < c < a+b，腐蝕處理的厚度c需要大于至少等于第一金屬層的厚度a，才能有效去除導(dǎo)電引腳以外的區(qū)域的金屬，腐蝕處理的厚度c需要小于第一金屬層和第二金屬層的厚度a+b，否則腐蝕處理后，導(dǎo)電引腳處未留有金屬，則不再具有導(dǎo)電引腳的功能。經(jīng)過(guò)腐蝕后，除導(dǎo)電引腳2以外的區(qū)域表面的金屬給腐蝕掉了，而導(dǎo)電引腳2則至少還包括一層金屬層。厚度a、b、c與導(dǎo)電引腳金屬層數(shù)之間的關(guān)系如表1所示。優(yōu)選b > a且a < c < b，即所述化學(xué)鍍的第一金屬層的厚度和所述腐蝕處理的厚度均小于所述電鍍的第二金屬層的厚度，如圖5所示即為b > a且a < c < b的情況，導(dǎo)電引腳2包括一化學(xué)鍍層201和一電鍍層202，化學(xué)鍍層201即為第一金屬層，厚度為a，而電鍍層202則為部分的第二金屬層，即將第二金屬層腐蝕掉厚度a得到的電鍍層 202，該電鍍層202的厚度為b-c。表1厚度a、b、c與導(dǎo)電引腳金屬層數(shù)之間的關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種LED支架，其特征在于包括絕緣座及設(shè)于絕緣座上的多個(gè)相互絕緣的導(dǎo)電引腳，所述絕緣座具有相對(duì)設(shè)置的一對(duì)第一側(cè)面、與該對(duì)第一側(cè)面相交的一對(duì)第二側(cè)面、一頂面及一底面，所述頂面設(shè)置有內(nèi)凹的封裝腔；所述各導(dǎo)電引腳的前端部顯露于頂面及封裝腔內(nèi)，后端部顯露于第一側(cè)面及底面，所述導(dǎo)電引腳為金屬鍍層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述LED支架，其特征在于所述金屬鍍層的面積占LED支架表面積的 30-70% ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述LED支架，其特征在于所述金屬鍍層至少為一層，其厚度為 5-100微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述LED支架，其特征在于所述多個(gè)導(dǎo)電引腳至少包括一個(gè)正極導(dǎo)電引腳以及一個(gè)負(fù)極導(dǎo)電引腳，所述導(dǎo)電引腳為兩層，包括一化學(xué)鍍層和一電鍍層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述LED支架，其特征在于所述第一側(cè)面上設(shè)置有一貫穿頂面和底面的凹槽，凹槽由一槽底面和相對(duì)設(shè)置的一對(duì)圍面組成，槽底面和該一對(duì)圍面相交的兩邊為側(cè)邊，通過(guò)該兩個(gè)側(cè)邊把槽底面和圍面分隔開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述LED支架，其特征在于所述凹槽呈梯形，梯形的下底位于絕緣座的底面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述LED支架，其特征在于所述LED支架的絕緣座為耐高溫散熱絕緣材料。
8.—種如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的LED支架的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟(1)注塑得到絕緣座；(2)用化學(xué)鍍的方法使整個(gè)絕緣座表面附著第一金屬層；(3)對(duì)絕緣座進(jìn)行激光切割，蝕刻掉激光行走路線上的金屬，形成多個(gè)區(qū)分正負(fù)極的導(dǎo)電引腳前體；(4)用電鍍的方法在所述導(dǎo)電引腳前體上沉積第二金屬層，形成導(dǎo)電引腳后體；(5)對(duì)整個(gè)絕緣座進(jìn)行腐蝕處理，得到導(dǎo)電引腳，所述導(dǎo)電引腳是導(dǎo)電引腳后體經(jīng)腐蝕后得到，至少包含一層金屬層，除導(dǎo)電引腳以外的區(qū)域則沒(méi)有第一金屬層附著。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述LED支架的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述第一金屬層的厚度為 a，所述第二金屬層的厚度為b，步驟e腐蝕處理的厚度為c，并且a < c < a+b。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述LED支架的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述第一金屬層的厚度a 小于第二金屬層的厚度b。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述LED支架的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述激光切割包括在頂面和底面進(jìn)行激光切割，切割厚度為所述第一金屬層的厚度a。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種LED支架及其生產(chǎn)工藝。支架包括一絕緣座及顯露于絕緣座上的多個(gè)導(dǎo)電引腳。其中，導(dǎo)電引腳為金屬鍍層，厚度為5-100微米。LED支架的生產(chǎn)工藝包含將注塑成型的絕緣座整體化學(xué)鍍上一層金屬；再對(duì)絕緣座進(jìn)行激光切割，蝕刻掉激光行走路線區(qū)域的金屬，以分開(kāi)正負(fù)極，形成多個(gè)區(qū)分正負(fù)極的導(dǎo)電引腳前體；然后在導(dǎo)電引腳前體上電鍍上第二金屬層形成導(dǎo)電引腳后體；最后進(jìn)行腐蝕處理，得到導(dǎo)電引腳。由于化學(xué)鍍和電鍍?cè)黾恿薒ED支架的金屬面積，有利于大功率LED的散熱；且激光切割的靈活性和精密性使得該支架在小封裝和多色LED領(lǐng)域里更有優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H01L33/62GK102332523SQ20101022794
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者楊青春, 陳大軍, 黃河 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司