一种复合四合一LED灯珠结构及其制备方法与流程

本发明涉及led，特别是涉及一种复合四合一led灯珠结构及其制备方法。

背景技术：

1、白光led灯珠作为重要的照明与显示光源，其发光原理主要基于蓝光芯片激发黄色荧光粉产生白光，或通过rgb三基色芯片混光实现。随着led技术的普及，其应用场景已从传统照明、背光显示，快速扩展至汽车智能驾驶（如adas摄像头模拟光源、辅助驾驶指示灯）、车内氛围照明、植物照明及高端商业显示等对光品质、可靠性和集成度有严苛要求的领域。

2、在现有的led封装技术中，常规的灯珠结构通常为单碗杯设计，即将单颗蓝光led芯片通过绝缘胶固晶在支架的单个碗杯内，通过键合线连接电极后，点胶封装含有荧光粉的硅胶，最终切割成单颗灯珠。这种传统的单碗杯、双引脚结构在实际应用中暴露出诸多局限性：

3、1、由于封装胶中的荧光粉配比是固定的，灯珠出厂后其色温、显指和亮度也随之固定，无法根据实际环境需求（如不同时间段对色温的要求）进行动态调节。在汽车领域，单一灯珠难以兼顾转向刹车指示、氛围灯光以及辅助驾驶提示等多种功能。

4、2、平面式的支架结构导致水汽极易沿引脚与塑料的结合缝隙渗入灯珠内部，在高温高湿的汽车前装环境下容易导致芯片烧毁。同时，仅有两条引脚的设计使得灯珠贴片后的推力不足，防磕碰能力较弱，且在焊接过程中容易出现虚焊等不良。

5、现有技术中，虽然采用八引脚设计的多腔室led支架可以实现四合一rgb全彩显示，但其引脚众多，导致支架冲压过程中的阴影严重，影响固晶和焊线质量；引脚与塑料的结合面增多，进一步劣化了气密性；此外，复杂的引脚布局增加了pcb布线难度和驱动成本，且不利于灯珠的小型化设计。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种能够在精简引脚数量、提升气密性和可靠性的同时，兼顾多色显示、多色温调节以及多种复合应用场景的led灯珠结构及制备方法。

2、一种复合四合一led灯珠结构，包括：

3、支架，所述支架呈矩形，所述支架的正面形成有呈2×2阵列排布的四个碗杯，用于放置led芯片；

4、四个引脚，设置于所述支架的背面，对称分布于所述支架背面的四边，所述引脚与所述led芯片电性连接；

5、其中，位于所述支架一组对边的两个所述引脚为第一极性引脚，位于另一组对边的两个所述引脚为第二极性引脚；所述碗杯的底部对应各所述引脚的位置形成功能区，每个所述碗杯内设有两个间隔绝缘的功能区，用于承载led芯片并实现电气连接，分别为第一功能区和第二功能区。

6、进一步地，所述第一极性引脚设置于所述支架的第一组对边，对应所述第一功能区；所述第二极性引脚设置于所述支架的第二组对边，对应所述第二功能区；在所述支架第二组对边的方向上，所述第二极性引脚的长度延伸至完全覆盖其对应的两个所述碗杯底部外侧的宽边；在所述支架第一组对边的方向上，所述第一极性引脚位于两个所述第二极性引脚之间，使各所述引脚之间形成“工”字型的绝缘带。

7、再进一步地，所述支架大致为长方形，所述碗杯大致为与所述支架等比的长方形，所述第一组对边为长边，所述第二组对边为短边；所述第一功能区的宽度大于所述第二功能区的宽度，所述第一功能区为固晶区，所述第二功能区为焊线区。

8、进一步地，所述led芯片通过倒装方式设置于所述碗杯内，通过导电材料横跨所述第一功能区和第二功能区安装。

9、进一步地，所述第一极性引脚包括向内收窄并延伸至所述支架边沿的第一端子。

10、进一步地，每个所述第二极性引脚包括延伸至所述支架边沿的两个对称设置的第二端子。

11、进一步地，其中一个所述引脚靠近所述支架中心的边缘形成有凹圆弧形的mark点。

12、进一步地，所述支架的长度为6~7mm，宽度为5~6mm，厚度为0.35~0.55mm。

13、进一步地，在所述支架的厚度方向上，所述引脚在与所述支架的结合处形成有连续的台阶结构。

14、进一步地，一种所述复合四合一led灯珠结构的制备方法，包括以下步骤：

15、s1、通过冲压、电镀和注塑工艺，形成正面具有四个独立碗杯、背面具有四个对称引脚的支架；

16、s2、将led芯片分别固定安装于各碗杯内，使led芯片的正负极分别与第一功能区和第二功能区导通；

17、s3、在各碗杯内填充封装胶并固化，形成发光单元；

18、s4、将完成封装的支架切割为单颗灯珠。

19、本发明提供的复合四合一led灯珠结构极其制备方法至少具有以下有益效果：

20、1、将四个独立的发光单元高度集成于单一灯珠内，通过四合一的复合结构大幅提高了单位面积内的发光密度；相较于在pcb板上分立排布四颗独立灯珠，2×2阵列保证了四个发光点之间间距的均匀性和位置的精确性，有效改善了光色混合的均匀度和光学一致性，为同一灯珠实现多色温调节、全彩显示或多种照明模式（如汽车转向、刹车、氛围灯复合功能）提供了理想的物理基础。

21、2、所述四个引脚设置于支架背面并对称分布于四边，同时将一组对边的引脚定义为第一极性引脚、另一组对边的引脚定义为第二极性引脚，构建了一种简洁的共极结构。相对于现有技术中常见的八引脚设计，四引脚设计大幅削减了引脚数量，这不仅显著降低了支架在冲压和注塑成型过程中的工艺难度（如减少了冲压阴影导致的芯片倾斜风险、降低了虚焊概率），还使得外部驱动电路仅需四个通道即可通过不同引脚极性的组合，对四个碗杯内的led芯片进行独立的选通与控制。由此，pcb布线层数得以减少，线路设计得以简化，驱动ic的成本和功耗也相应大幅下降。

22、3、由于引脚数量精简为四个，金属引脚穿透支架塑料部分的结合面数量大幅减少，这从根本上缩减了外界水汽、灰尘沿引脚缝隙渗入灯珠内部的通道，从而显著提升了产品的整体气密性和防潮防腐蚀能力。这一优势对于汽车前装等存在高温、高湿、强震动严苛环境的领域尤为关键。同时，引脚数量的减少使得背面金属布局可以更加集中和宽大，在同等支架尺寸下，增大的金属面积有利于提升灯珠的散热效率；此外，贴片后更大的金属焊接面积也能提供更强的推力和防磕碰能力，进一步提高了产品的机械可靠性。

23、4、功能区与引脚的对应布局使电流路径最短化，有利于降低传输电阻和局部热量积聚；其次，双功能区的设置为led芯片提供了稳固的承载基座和明确的电极连接点，该结构对芯片的封装工艺具有广泛的兼容性；无论是需要通过键合线连接的正装芯片，还是可以直接横跨两个功能区进行安装的倒装芯片，均能实现可靠的机械固定与电气导通，赋予了生产过程极大的灵活性。

24、5、矩形的支架轮廓配合正面规整的2×2碗杯阵列以及背面完全对称的引脚分布，使整个灯珠结构具有高度的几何对称性。这种对称结构不仅符合标准化的机械加工与模具设计理念，有利于提高注塑、冲压的良率，还可沿对称轴进行横向或横竖切割，为后续通过切割工艺灵活地将整版支架分割为二合一产品或单灯产品提供了结构便利，有效避免因单个碗杯不良而导致整颗四合一灯珠报废的问题，大幅提高了物料利用率和生产良率，降低了综合制造成本。