專利名稱：Led面光源用cob封裝燈條模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于照明領(lǐng)域，尤其涉及一種采用LED發(fā)光器件的發(fā)光模塊。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體照明被公認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一。由于LED (LED，light-emitting diode，半導(dǎo)體發(fā)光二極管)是電能通過半導(dǎo)體器件直接轉(zhuǎn)化為光能并非由熱發(fā)光，所以LED光源有被稱為冷光源，其轉(zhuǎn)換效率隨著科研水平的發(fā)展正逐步提高，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到和超過節(jié)能燈的水平并且其可挖的潛力還很大。作為半導(dǎo)體器件其長壽命可達(dá)10萬小時(shí)，也是所有其它光源所無法期冀的。LED封裝技術(shù)大都是在分立器件封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內(nèi)，封裝的作用主要是保護(hù)管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是具有完成輸入電信號、保護(hù)管芯正常工作、輸出可見光的功能，既有電參數(shù)，又有光參數(shù)的設(shè)計(jì)及技術(shù)要求，故無法簡單地將分立器件的封裝用于LED。目前LED的封裝主要分為兩種一是單獨(dú)封裝，也就是將每顆芯片單獨(dú)進(jìn)行封裝， 制造出一個(gè)一個(gè)的獨(dú)立光源，然后再根據(jù)需要進(jìn)行組裝；二是集成封裝，將多個(gè)芯片按照一定的排列方式，然后進(jìn)行集成封裝，這種方法封裝出的是一個(gè)多芯片的集合體。進(jìn)入21世紀(jì)后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不斷發(fā)展創(chuàng)新，紅、橙LED光效已達(dá)到100Im/W，綠LED為501m/W，單只LED的光通量也達(dá)到數(shù)十Im。LED芯片和封裝不再沿龔傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念與制造生產(chǎn)模式，在增加芯片的光輸出方面，研發(fā)不僅僅限于改變材料內(nèi)雜質(zhì)數(shù)量，晶格缺陷和位錯(cuò)來提高內(nèi)部效率，同時(shí)，如何改善管芯及封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)LED內(nèi)部產(chǎn)生光子出射的幾率，提高光效，解決散熱，取光和熱沉優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)光學(xué)性能，加速表面貼裝化進(jìn)程更是產(chǎn)業(yè)界研發(fā)的主流方向。在2002年，表面貼裝封裝的LED (SMD LED)逐漸被市場所接受，并獲得一定的市場份額，從單獨(dú)的引腳式封裝轉(zhuǎn)向SMD (Surface Mount Devices)封裝符合整個(gè)電子行業(yè)發(fā)展大趨勢，很多生產(chǎn)廠商推出此類產(chǎn)品。SMD LED成為一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)，很好地解決了亮度、視角、平整度、可靠性、一致性等問題，采用更輕的PCB板和反射層材料，在顯示反射層需要填充的環(huán)氧樹脂更少，并去除較重的碳鋼材料引腳，通過縮小尺寸，降低重量，可輕易地將產(chǎn)品重量減輕一半，最終使應(yīng)用更趨完美，尤其適合戶內(nèi)，半戶外全彩顯示屏應(yīng)用。但是，現(xiàn)有LED的SMD封裝多適用于小功率LED的封裝，其在大功率LED器件的封裝應(yīng)用上還有一定的局限性，究其原因，主要是散熱問題更加突出。采用集成封裝后，多顆芯片被聚集到很小的面積上，芯片與散熱片之間的熱阻增大，這就使得散熱問題比單獨(dú)封裝再組裝所制造出的大功率照明裝置問題更加突出。LED面光源是采用LED發(fā)光顆粒作為光源的平面形燈具，散熱效果的好壞是決定燈具整體壽命的關(guān)鍵。隨著功率型LED在普通照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，功率型器件應(yīng)用在室內(nèi)照明燈具中也已成為趨勢，由于面光源型燈具的結(jié)構(gòu)特殊性(結(jié)構(gòu)扁平化)，其發(fā)光器件是設(shè)置在板狀燈殼的側(cè)面的，相對狹小的空間里，對燈具散熱技術(shù)的要求更加苛刻。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種LED面光源用COB封裝燈條模塊，其采用一體化的COB多芯封裝技術(shù)，采用芯片直接導(dǎo)熱到基板再到燈殼的導(dǎo)熱路徑，熱阻明顯減小，可達(dá)到更好的散熱效果，相對傳統(tǒng)封裝方式可以更有效地降低器件結(jié)溫，提高/延長燈具的使用壽命，還可有效地提高光源的顯色性，單位發(fā)光面積上可以提供更高的光照度或光流明量。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種LED面光源用COB封裝燈條模塊，包括PCB基板和LED發(fā)光芯片，其特征是所述的PCB基板為條狀鋁基PCB板，在其一個(gè)側(cè)面上設(shè)置有多個(gè)LED發(fā)光芯片和“ + ”、“-”電源電極條；所述的LED發(fā)光芯片經(jīng)導(dǎo)熱粘接層直接封裝在 PCB基板上；其所述的多個(gè)LED發(fā)光芯片，沿PCB基板的縱向軸線單列排列在PCB基板上； 所述的“ + ”、“_”電源電極條分別排列在各個(gè)LED發(fā)光芯片的兩側(cè)；在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間，設(shè)置有芯片間連接電極片；所述各個(gè)LED發(fā)光芯片通過金線/打線與芯片間連接電極片連接；所述的多個(gè)LED發(fā)光芯片串聯(lián)后構(gòu)成一組發(fā)光芯片組，數(shù)個(gè)發(fā)光芯片組并聯(lián)后與外接驅(qū)動(dòng)電源連接。其中，在所述各LED發(fā)光芯片的上方，設(shè)置熒光變換膠層。所述各發(fā)光芯片組的首位LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與“ + ”電源電極條連接， 構(gòu)成本發(fā)光芯片組的首端連接端，各發(fā)光芯片組末位的LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與“_” 電源電極條連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的末端連接端，中間的各個(gè)LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。或者，所述各發(fā)光芯片組的首位LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與“_”電源電極條連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的首端連接端，各發(fā)光芯片組末位的LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與“ + ”電源電極條連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的末端連接端，中間的各個(gè)LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。進(jìn)一步的，在所述的條狀鋁基PCB板與“ + ”、“_”電源電極條之間，或在所述的條狀鋁基PCB板與芯片間連接電極片之間，設(shè)置絕緣層。在每一根所述的條狀鋁基PCB板的上表面上設(shè)置mXn個(gè)LED發(fā)光芯片，所述的 LED發(fā)光芯片每m個(gè)串聯(lián)后構(gòu)成一組發(fā)光芯片組，η組發(fā)光芯片組并聯(lián)后與外接驅(qū)動(dòng)電源連接，構(gòu)成一個(gè)完整的COB封裝LED燈條模塊。所述的導(dǎo)熱粘接層為導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂層或含銀導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂層。所述的條狀鋁基PCB板經(jīng)緊固件直接與面光源燈具的殼體連接或固定。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.采用COB封裝方式，將LED發(fā)光芯片直接固定在條狀鋁基PCB板上，最大限度地縮短了芯片熱量的傳輸路徑，可大大減少發(fā)光芯片的熱阻，有利于改善燈條模塊的熱傳導(dǎo)環(huán)境，在同樣散熱條件下，可采用更大功率的LED發(fā)光芯片，有助于提高整個(gè)燈具的發(fā)光照度或發(fā)光效率；2.多個(gè)LED發(fā)光芯片串接后再分組并接，有利于均衡各組發(fā)光芯片的發(fā)光特性和發(fā)光均衡性；3. PCB基板上采用單排LED發(fā)光芯片的排列方式，可有效減少發(fā)光模塊的整體外形尺寸，有利于減少燈具的厚度尺寸。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是PCB基板的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是LED發(fā)光芯片串接后再分組的連接示意圖。圖中1為PCB基板，2為LED發(fā)光芯片，3為“ + ”電源電極條，3_1為“ + ”電源電極延伸突出端，4為“-”電源電極條，4-1為“-”電源電極延伸突出端，5為芯片間連接電極片， 6為熒光變換膠層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。圖1中，本COB封裝燈條模塊包括PCB基板和LED發(fā)光芯片，其發(fā)明點(diǎn)在于所述的 PCB基板為條狀鋁基PCB板1，在其一個(gè)側(cè)面上設(shè)置有多個(gè)LED發(fā)光芯片2和“ + ”、“-”電源電極條3和4 ；其所述的多個(gè)LED發(fā)光芯片，沿PCB基板的縱向軸線單列排列在PCB基板上； 所述的“ + ”、“-”電源電極條分別排列在各個(gè)LED發(fā)光芯片的兩側(cè)；在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間，設(shè)置有芯片間連接電極片5;所述各個(gè)LED發(fā)光芯片通過金線/打線(圖中未示出)與芯片間連接電極片連接；所述的多個(gè)LED發(fā)光芯片串聯(lián)后構(gòu)成一組發(fā)光芯片組，數(shù)個(gè)發(fā)光芯片組并聯(lián)后與外接驅(qū)動(dòng)電源連接。采用COB封裝方式，將LED發(fā)光芯片直接固定在條狀鋁基PCB板上，最大限度地縮短了芯片熱量的傳輸路徑，可大大減少發(fā)光芯片的熱阻，有利于改善燈條模塊的熱傳導(dǎo)環(huán)境，在同樣散熱條件下，可采用更大功率的LED發(fā)光芯片，有助于提高整個(gè)燈具的發(fā)光照度或發(fā)光效率。圖2中，所述的LED發(fā)光芯片2經(jīng)導(dǎo)熱粘接層(圖中未示出)直接封裝在PCB基板1上。在所述各LED發(fā)光芯片的上方，設(shè)置熒光變換膠層6。進(jìn)一步的，在所述的條狀鋁基PCB板與“ + ”、“_”電源電極條之間，或在所述的條狀鋁基PCB板與芯片間連接電極片之間，設(shè)置絕緣層(圖中未示出)。所述的導(dǎo)熱粘接層為導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂層或含銀導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂層。所述的條狀鋁基PCB板經(jīng)緊固件直接與面光源燈具的殼體連接或固定。PCB基板上采用單排LED發(fā)光芯片的排列方式，可有效減少發(fā)光模塊的整體外形尺寸，有利于減少燈具的厚度尺寸。其余同圖1。圖3中，所述的“ + ”、“_”電源電極條3、4分別排列在各個(gè)LED發(fā)光芯片2的兩側(cè)； 在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間，設(shè)置有芯片間連接電極片5。[0043]在電路連接方式上，多個(gè)LED發(fā)光芯片串聯(lián)后構(gòu)成一組發(fā)光芯片組，數(shù)個(gè)發(fā)光芯片組并聯(lián)后與外接驅(qū)動(dòng)電源連接。在實(shí)際制造過程中，在每一根所述的條狀鋁基PCB板的上表面上設(shè)置mXn (例如 12 X 7)個(gè)LED發(fā)光芯片，所述的LED發(fā)光芯片每m個(gè)(例如12個(gè))串聯(lián)后構(gòu)成一組發(fā)光芯片組，η組(例如7組)發(fā)光芯片組并聯(lián)后與外接驅(qū)動(dòng)電源連接，構(gòu)成一個(gè)完整的COB封裝 LED燈條模塊。各發(fā)光芯片組的首位LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線(圖中未示出)與“ + ”電源電極條連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的首端連接端，各發(fā)光芯片組末位的LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/ 打線與“_”電源電極條連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的末端連接端，中間的各個(gè)LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。由圖可知，圖示各發(fā)光芯片組的首位LED發(fā)光芯片2和2_2，經(jīng)過金線/打線(圖中未示出)與“_”電源電極條4上的“_”電源電極延伸突出端4-1連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的首端連接端，各發(fā)光芯片組末位的LED發(fā)光芯片2-1經(jīng)過金線/打線與“ + ”電源電極條3 的“ + ”電源電極延伸突出端3-1連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的末端連接端，中間的各個(gè)LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間的芯片間連接電極片5依次順序串接。本技術(shù)方案采用m串η并(俗稱mXn)的連接方式制作COB鋁基板，實(shí)際上就是在LED發(fā)光芯片單列排列的基礎(chǔ)上，采用合理的印刷電路布圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)或體現(xiàn)m個(gè) LED發(fā)光芯片的串聯(lián)連接為一組發(fā)光芯片組，同時(shí)，位于同一 COB鋁基板上的η組發(fā)光芯片組之間采用并連的方式與外接驅(qū)動(dòng)電源并接。采用上述的連接方式，有利于均衡各組發(fā)光芯片的發(fā)光特性和發(fā)光均衡性；還可有效地提高光源的顯色性，單位發(fā)光面積上可以提供更高的光照度或光流明量。其余同圖1或圖2。隨著功率型LED在普通照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，功率型器件應(yīng)用在室內(nèi)照明燈具中也已成為趨勢，相對狹小的空間里，對燈具散熱技術(shù)的要求更加苛刻；本技術(shù)方案很好地將器件的封裝形式和燈具殼體結(jié)合起來，設(shè)計(jì)采用一體化的COB多芯封裝成燈條作為光源， 實(shí)現(xiàn)芯片直接導(dǎo)熱到基板再到燈殼，達(dá)到更好的散熱效果，其相對SMD方式燈條可以有效降低器件結(jié)溫，實(shí)現(xiàn)提高燈具壽命的目的。本實(shí)用新型可廣泛用于室內(nèi)、外照明領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種LED面光源用COB封裝燈條模塊，包括PCB基板和LED發(fā)光芯片，其特征是 所述的PCB基板為條狀鋁基PCB板，在其一個(gè)側(cè)面上設(shè)置有多個(gè)LED發(fā)光芯片和“ + ”、“_”電源電極條；所述的LED發(fā)光芯片經(jīng)導(dǎo)熱粘接層直接封裝在PCB基板上； 其所述的多個(gè)LED發(fā)光芯片，沿PCB基板的縱向軸線單列排列在PCB基板上； 所述的“ + ”、“-”電源電極條分別排列在各個(gè)LED發(fā)光芯片的兩側(cè)； 在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間，設(shè)置有芯片間連接電極片； 所述各個(gè)LED發(fā)光芯片通過金線/打線與芯片間連接電極片連接； 所述的多個(gè)LED發(fā)光芯片串聯(lián)后構(gòu)成一組發(fā)光芯片組，數(shù)個(gè)發(fā)光芯片組并聯(lián)后與外接驅(qū)動(dòng)電源連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是在所述各LED發(fā)光芯片的上方，設(shè)置熒光變換膠層。
3.按照權(quán)利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是所述各發(fā)光芯片組的首位LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與“ + ”電源電極條連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的首端連接端，各發(fā)光芯片組末位的LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與“_”電源電極條連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的末端連接端，中間的各個(gè)LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。
4.按照權(quán)利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是所述各發(fā)光芯片組的首位LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與“_”電源電極條連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的首端連接端，各發(fā)光芯片組末位的LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與“ + ”電源電極條連接，構(gòu)成本發(fā)光芯片組的末端連接端，中間的各個(gè)LED發(fā)光芯片經(jīng)過金線/打線與在各個(gè)LED發(fā)光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。
5.按照權(quán)利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是在所述的條狀鋁基PCB板與“ + ”、“-”電源電極條之間，或在所述的條狀鋁基PCB板與芯片間連接電極片之間，設(shè)置絕緣層。
6.按照權(quán)利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是在每一根所述的條狀鋁基PCB板的上表面上設(shè)置mXη個(gè)LED發(fā)光芯片，所述的LED發(fā)光芯片每m個(gè)串聯(lián)后構(gòu)成一組發(fā)光芯片組，η組發(fā)光芯片組并聯(lián)后與外接驅(qū)動(dòng)電源連接，構(gòu)成一個(gè)完整的COB 封裝LED燈條模塊。
7.按照權(quán)利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是所述的導(dǎo)熱粘接層為導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂層或含銀導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂層。
8.按照權(quán)利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是所述的條狀鋁基 PCB板經(jīng)緊固件直接與面光源燈具的殼體連接或固定。
專利摘要一種LED面光源用COB封裝燈條模塊，屬照明領(lǐng)域。其PCB基板為條狀鋁基PCB板，在其一側(cè)面設(shè)置多個(gè)LED發(fā)光芯片和“+”、“-”電源電極條；LED發(fā)光芯片直接封裝在PCB基板上；其所述的多個(gè)LED發(fā)光芯片，單列排列在PCB基板上；“+”、“-”電源電極條分別排列在各LED發(fā)光芯片的兩側(cè)；在各LED發(fā)光芯片之間，設(shè)置有芯片間連接電極片；各LED發(fā)光芯片通過金線/打線與芯片間連接電極片連接；m個(gè)LED發(fā)光芯片串聯(lián)后構(gòu)成-組發(fā)光芯片組，n組發(fā)光芯片組并聯(lián)后與外接驅(qū)動(dòng)電源連接。本技術(shù)方案將器件的封裝形式和燈具殼體結(jié)合起來，采用一體化的COB多芯封裝成燈條模塊作為光源，實(shí)現(xiàn)芯片直接導(dǎo)熱到基板再到燈殼，達(dá)到更好的散熱效果，能有效提高燈具壽命的目的。可廣泛用于室內(nèi)、外照明領(lǐng)域。
文檔編號H01L33/48GK202302944SQ20112034093
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者侯麗敏, 莊美琳, 李抒智, 楊衛(wèi)橋, 王峰, 錢晶, 錢雯磊, 馬可軍, 高衛(wèi)東, 魯康, 黃健 申請人:上海半導(dǎo)體照明工程技術(shù)研究中心, 莎益博設(shè)計(jì)系統(tǒng)商貿(mào)(上海)有限公司