本發(fā)明涉及一種提升出光效率的COB封裝方法及其結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

COB封裝技術(shù)是將LED芯片直接固定的印制線路板上，相比于傳統(tǒng)的SMD貼片式封裝，COB封裝在定向照明方面的技術(shù)優(yōu)勢非常明顯，除了可以通過基板將熱量直接傳給熱沉、造價成本低、性能穩(wěn)定、光品質(zhì)優(yōu)越之外，還能進(jìn)行個性化設(shè)計，因此COB封裝在照明方面的應(yīng)用儼然成為一種潮流與趨勢，成為照明企業(yè)主推的一種封裝方式。

隨著LED應(yīng)用市場的逐漸成熟，客戶對產(chǎn)品性能參數(shù)的要求越來越高，不僅要求產(chǎn)品可以實現(xiàn)更高的可靠性，更低的功耗、更高的流明密度、更優(yōu)的光品質(zhì)、更一致的量產(chǎn)光色，還要有更具競爭力的產(chǎn)品價格。基于更加嚴(yán)苛的市場要求，常規(guī)的COB封裝工藝也逐漸體現(xiàn)出技術(shù)方面的不足。比如，芯片之間的間距較小，影響了散熱效果；熒光粉分散在導(dǎo)熱系數(shù)較低的灌封硅膠中，當(dāng)光源正常工作時，LED芯片激發(fā)熒光粉產(chǎn)生的熱量不能通過硅膠有效傳導(dǎo)出去，反而傳遞給芯片，導(dǎo)致芯片結(jié)溫升高；熒光膠在固有LED芯片的基板上流動的過程中很容易出現(xiàn)熒光粉沉降不均勻，從而LED芯片激發(fā)熒光粉的路徑不一致，造成COB光源出光不均勻；量產(chǎn)過程中，熒光膠中的熒光粉在點膠機(jī)膠管中沉降，熒光膠出現(xiàn)上下濃度分層，造成同一批次產(chǎn)品之間光色一致性差。

為此，LED封裝行業(yè)涌現(xiàn)出一系列新型的COB封裝模式。比較成熟的三種分別是：制備熒光粉膜、LED芯片表面噴涂熒光粉、熒光粉自然沉降。以上三種封裝模式雖然可以達(dá)到客戶對產(chǎn)品性能參數(shù)的要求，但是卻與大多數(shù)封裝廠商追求的低成本、高產(chǎn)能相違背。比如：制備熒光粉膜和采用噴涂技術(shù)需要引入新的設(shè)備，且對設(shè)備精度的要求較高，熒光粉層厚度的差異很大程度上影響產(chǎn)品的良率，生產(chǎn)成本和質(zhì)量成本較高；熒光粉自然沉降模式，雖然不需要引入額外的生產(chǎn)設(shè)備，但是生產(chǎn)工藝繁瑣，生產(chǎn)周期過長，需要大量實驗確定每一款產(chǎn)品的點膠量，生產(chǎn)良率可控性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種提升出光效率的COB封裝方法及其結(jié)構(gòu)，其能解決傳統(tǒng)的COB封裝方法的出光效率低的問題。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種提升出光效率的COB封裝方法，應(yīng)用于COB封裝結(jié)構(gòu)的基板層，基板層包括基板和設(shè)于基板上表面的板上層，板上層上設(shè)有通孔，通孔中的基板的上表面設(shè)有LED芯片；該方法包括如下步驟：

S1、將熒光膠在通孔中進(jìn)行點膠，且熒光膠的厚度不超過板上層的上表面；其中熒光膠包括熒光粉和硅膠，熒光粉和硅膠的比例提升120％-170％；

S2、在板上層上表面設(shè)置圍壩圈；

S3、在圍壩圈中涂覆灌封膠，以使灌封膠覆蓋熒光膠。

作為優(yōu)選，S1中的熒光膠通過點膠機(jī)采用螺旋式涂布方式進(jìn)行點膠。

作為優(yōu)選，熒光膠的厚度降低50％-80％。

作為優(yōu)選，熒光膠中摻入了無機(jī)氧化物粉末。

一種提升出光效率的COB封裝結(jié)構(gòu)，由所述COB封裝方法制成。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：通過將熒光膠中的熒光粉的比例提高，以及降低熒光膠的厚度，使熒光膠更貼近LED芯片和基板，以提高LED芯片的出光效率，以及使LED芯片的散熱效果更優(yōu)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的COB封裝結(jié)構(gòu)的縱截面圖；

圖2為本發(fā)明的COB封裝方法的流程圖。

圖中：00、基板；01、LED芯片；10、板上層；100、通孔；11、上絕緣層；110、焊盤；12、導(dǎo)電層；13、下絕緣層；20、圍壩圈；21、灌封膠。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

實施例一、

一種提升出光效率的COB封裝方法，應(yīng)用于COB封裝結(jié)構(gòu)的基板層，如圖1所示，基板層包括基板00和板上層10，板上層10設(shè)于基板00的上表面，板上層10上設(shè)有通孔100，通孔100中的基板00的上表面上設(shè)有LED芯片01。

在本實施例中，板上層10包括從上至下依次設(shè)置的上絕緣層11、導(dǎo)電層12和下絕緣層13；上絕緣層11中設(shè)有焊盤110。板上層10和基板00的具體結(jié)構(gòu)和封裝方法可以從現(xiàn)有技術(shù)中獲知，在此不再贅述。

一種提升出光效率的COB封裝方法，如圖2所示，包括如下步驟：

步驟101、將熒光膠在通孔100中進(jìn)行點膠，且熒光膠的厚度不超過板上層10的上表面；其中熒光膠由熒光粉和硅膠，熒光粉和硅膠的比例相較于傳統(tǒng)熒光膠中熒光粉和硅膠的比例提升120％；

傳統(tǒng)的熒光膠中的熒光粉和硅膠的比例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以獲知；例如，傳統(tǒng)的熒光膠在色溫3000K、顯色指數(shù)80的情況下，其中的熒光粉和硅膠的重量比例為3:16，本發(fā)明在基于該比例提升120％，則熒光粉和硅膠的重量比例為6.6:16。

具體地，熒光膠通過點膠機(jī)采用螺旋式涂布方式進(jìn)行點膠；優(yōu)選地，熒光膠的厚度相較于傳統(tǒng)的熒光膠的厚度降低50％。

傳統(tǒng)的熒光膠的厚度為1mm～1.5mm，例如按照傳統(tǒng)熒光粉和硅膠比的厚度為1.2mm的熒光膠，在按照前文所述的比例提升后其厚度降低為0.6mm。

步驟102、在板上層10上表面設(shè)置圍壩圈20；

步驟103、在圍壩圈20中涂覆灌封膠21，以使灌封膠21覆蓋熒光膠。

灌封膠21可以起到保護(hù)光源的作用，灌封膠21可以是但不限于硅膠。因灌封膠21中不含有熒光粉，通過導(dǎo)熱系數(shù)較低的灌封膠21傳導(dǎo)的熱量較少；故LED芯片01產(chǎn)生的熱量以及LED芯片01激發(fā)熒光粉產(chǎn)生的熱量可以通過基板00有效地傳導(dǎo)出去。

進(jìn)一步地，熒光膠中還摻入了無機(jī)氧化物粉末，在此基礎(chǔ)上，熒光粉的用量可以減少5％左右。LED芯片激發(fā)熒光粉產(chǎn)生的熱量將會減少，且無機(jī)氧化物粉末的導(dǎo)熱系數(shù)較高，有助于熱量的傳導(dǎo)，因此較傳統(tǒng)工藝中LED芯片產(chǎn)生的熱量和LED芯片激發(fā)熒光粉產(chǎn)生的熱量通過灌封硅膠傳導(dǎo)，此種封裝模式在產(chǎn)熱和導(dǎo)熱方面都具有明顯優(yōu)勢；無機(jī)氧化物粉末可以是但不限于金屬氧化物顆粒。

在熒光膠中摻入無機(jī)氧化物粉末,適當(dāng)粒徑大小的粉末可以起到以前向散射為主的無規(guī)則散射作用，將在光出射面可能發(fā)生全反射和發(fā)生全反射的光有效散射出光出射面，減少發(fā)生全反射損失的能量，從而提高光出射效率，光效可提升5％左右。

LED芯片發(fā)出的光和LED芯片激發(fā)熒光粉發(fā)出的光被無機(jī)氧化物粉末無規(guī)則散射后，發(fā)光的光更加的均勻，可有效提升光源不同位置光色的一致性，提高光品質(zhì)。

在熒光膠中加入無機(jī)氧化物粉末后，熒光膠粘稠度增加20％-50％，可以有效緩解熒光粉在硅膠中沉降過快的問題，延長熒光膠的使用時間，點膠后(未進(jìn)烤)的COB光源室溫條件下靜置12小時，色溫變化不超過50K，封裝后同一批次不同光源之間光色一致性強(qiáng)，可明顯提升良率。

針對現(xiàn)有COB封裝工藝的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出一種低成本、操作簡單的COB封裝方法(適用于正裝、倒裝、垂直三種封裝模式)，不需要引入新的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)周期較短、生產(chǎn)良率也將明顯提升，可以以較低的生產(chǎn)成本實現(xiàn)客戶對產(chǎn)品“更高的可靠性、更低的功耗、更高的流明密度、更優(yōu)的光品質(zhì)、更一致的量產(chǎn)光色”等性能參數(shù)的要求。本發(fā)明采用高密度點涂熒光膠的點膠方式，在熒光膠中按比例加入一定粒徑大小的白色無機(jī)氧化物粉末。

散熱方面：熒光粉分散在靠近基板的位置，熱量可以有效散出，而且無機(jī)氧化物粉末具有優(yōu)越的導(dǎo)熱性能，均勻混合到熒光膠中之后，可以有效提升硅膠的綜合導(dǎo)熱性能。采用新的封裝模式，COB光源正常工作時的結(jié)溫和膠面溫度可以降低8-10℃左右，從而實現(xiàn)更高的可靠性、更高的流明密度；

光效與光品質(zhì)方面：熒光膠中加入的無機(jī)氧化物粉末不參與發(fā)光，合適粒徑大小的粉末可以有效加強(qiáng)光的前向無規(guī)則散射，使出光更加均勻且避免熒光粉的無效激發(fā)。采用新的封裝模式，光效可提升5％左右，從而實現(xiàn)更低的功耗，更高的流明密度；

產(chǎn)品光色一致性與良率方面：在熒光膠中加入無機(jī)氧化物粉末，可以增加熒光膠的粘稠度，降低熒光粉的沉降速度。采用新的封裝模式，點膠后(未進(jìn)烤)的COB光源室溫條件下靜置12小時，色溫變化不超過50K。從而可明顯提升良率，實現(xiàn)更一致的量產(chǎn)光色。

傳統(tǒng)的封裝方法為：在板上層上設(shè)置圍壩圈，在圍壩圈中設(shè)置熒光膠，傳統(tǒng)的封裝方法需要設(shè)置較厚的熒光膠，圍壩圈用于防止熒光膠過高而溢出。相較于傳統(tǒng)的封裝方法，本方法通過提高熒光膠的密度，可以降低熒光膠的厚度，故可以先進(jìn)行熒光膠的點膠再進(jìn)行圍壩；以及由于熒光膠的密度的提升和厚度的降低，熒光粉均勻分散在熒光膠中，熒光膠相較于傳統(tǒng)的封裝方法更貼近基板，故LED芯片和熒光膠產(chǎn)生的熱量可以通過基板進(jìn)行散熱。

實施例二：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于，熒光粉和硅膠的比例相較于傳統(tǒng)熒光膠中熒光粉和硅膠的比例提升170％，熒光膠的厚度相較于傳統(tǒng)的熒光膠的厚度降低80％。

實施例三：

本實施例與實施例一的區(qū)別在于，熒光粉和硅膠的比例相較于傳統(tǒng)熒光膠中熒光粉和硅膠的比例提升145％，熒光膠的厚度相較于傳統(tǒng)的熒光膠的厚度降低65％。

性能檢測：在色溫3000K、顯色指數(shù)80的情況下本發(fā)明和傳統(tǒng)熒光膠的性能檢測結(jié)果如表1所示：

表1

結(jié)果表明，本發(fā)明通過將熒光膠中的熒光粉的比例提高，以及降低熒光膠的厚度，使熒光膠更貼近LED芯片和基板，以提高LED芯片的出光效率，以及使LED芯片的散熱效果更優(yōu)。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。