專利名稱：Led面光源用cob封裝燈條模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于照明領域，尤其涉及一種采用LED發光器件的發光模塊。
背景技術：
半導體照明被公認為是21世紀最具發展前景的高技術領域之一。由于LED (LED，light-emitting diode，半導體發光二極管)是電能通過半導體器件直接轉化為光能并非由熱發光，所以LED光源有被稱為冷光源，其轉換效率隨著科研水平的發展正逐步提高，現在已經達到和超過節能燈的水平并且其可挖的潛力還很大。作為半導體器件其長壽命可達10萬小時，也是所有其它光源所無法期冀的。LED封裝技術大都是在分立器件封裝技術基礎上發展與演變而來的，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，封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是具有完成輸入電信號、保護管芯正常工作、輸出可見光的功能，既有電參數，又有光參數的設計及技術要求，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封裝，也就是將每顆芯片單獨進行封裝， 制造出一個一個的獨立光源，然后再根據需要進行組裝；二是集成封裝，將多個芯片按照一定的排列方式，然后進行集成封裝，這種方法封裝出的是一個多芯片的集合體。進入21世紀后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不斷發展創新，紅、橙LED光效已達到100Im/W，綠LED為501m/W，單只LED的光通量也達到數十Im。LED芯片和封裝不再沿龔傳統的設計理念與制造生產模式，在增加芯片的光輸出方面，研發不僅僅限于改變材料內雜質數量，晶格缺陷和位錯來提高內部效率，同時，如何改善管芯及封裝內部結構，增強LED內部產生光子出射的幾率，提高光效，解決散熱，取光和熱沉優化設計，改進光學性能，加速表面貼裝化進程更是產業界研發的主流方向。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，從單獨的引腳式封裝轉向SMD (Surface Mount Devices)封裝符合整個電子行業發展大趨勢，很多生產廠商推出此類產品。SMD LED成為一個發展熱點，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，可輕易地將產品重量減輕一半，最終使應用更趨完美，尤其適合戶內，半戶外全彩顯示屏應用。但是，現有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鍵。隨著功率型LED在普通照明領域的廣泛應用，功率型器件應用在室內照明燈具中也已成為趨勢，由于面光源型燈具的結構特殊性(結構扁平化)，其發光器件是設置在板狀燈殼的側面的，相對狹小的空間里，對燈具散熱技術的要求更加苛刻。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種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，采用芯片直接導熱到基板再到燈殼的導熱路徑，熱阻明顯減小，可達到更好的散熱效果，相對傳統封裝方式可以更有效地降低器件結溫，提高/延長燈具的使用壽命，還可有效地提高光源的顯色性，單位發光面積上可以提供更高的光照度或光流明量。本實用新型的技術方案是提供一種LED面光源用COB封裝燈條模塊，包括PCB基板和LED發光芯片，其特征是所述的PCB基板為條狀鋁基PCB板，在其一個側面上設置有多個LED發光芯片和“ + ”、“-”電源電極條；所述的LED發光芯片經導熱粘接層直接封裝在 PCB基板上；其所述的多個LED發光芯片，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LED發光芯片的兩側；在各個LED發光芯片之間，設置有芯片間連接電極片；所述各個LED發光芯片通過金線/打線與芯片間連接電極片連接；所述的多個LED發光芯片串聯后構成一組發光芯片組，數個發光芯片組并聯后與外接驅動電源連接。其中，在所述各LED發光芯片的上方，設置熒光變換膠層。所述各發光芯片組的首位LED發光芯片經過金線/打線與“ + ”電源電極條連接， 構成本發光芯片組的首端連接端，各發光芯片組末位的LED發光芯片經過金線/打線與“_” 電源電極條連接，構成本發光芯片組的末端連接端，中間的各個LED發光芯片經過金線/打線與在各個LED發光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。或者，所述各發光芯片組的首位LED發光芯片經過金線/打線與“_”電源電極條連接，構成本發光芯片組的首端連接端，各發光芯片組末位的LED發光芯片經過金線/打線與“ + ”電源電極條連接，構成本發光芯片組的末端連接端，中間的各個LED發光芯片經過金線/打線與在各個LED發光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。進一步的，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，設置絕緣層。在每一根所述的條狀鋁基PCB板的上表面上設置mXn個LED發光芯片，所述的 LED發光芯片每m個串聯后構成一組發光芯片組，η組發光芯片組并聯后與外接驅動電源連接，構成一個完整的COB封裝LED燈條模塊。所述的導熱粘接層為導熱環氧樹脂層或含銀導熱環氧樹脂層。所述的條狀鋁基PCB板經緊固件直接與面光源燈具的殼體連接或固定。與現有技術比較，本實用新型的優點是1.采用COB封裝方式，將LED發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，可大大減少發光芯片的熱阻，有利于改善燈條模塊的熱傳導環境，在同樣散熱條件下，可采用更大功率的LED發光芯片，有助于提高整個燈具的發光照度或發光效率；2.多個LED發光芯片串接后再分組并接，有利于均衡各組發光芯片的發光特性和發光均衡性；3. PCB基板上采用單排LED發光芯片的排列方式，可有效減少發光模塊的整體外形尺寸，有利于減少燈具的厚度尺寸。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是PCB基板的剖視結構示意圖；圖3是LED發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。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。圖1中，本COB封裝燈條模塊包括PCB基板和LED發光芯片，其發明點在于所述的 PCB基板為條狀鋁基PCB板1，在其一個側面上設置有多個LED發光芯片2和“ + ”、“-”電源電極條3和4 ；其所述的多個LED發光芯片，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LED發光芯片的兩側；在各個LED發光芯片之間，設置有芯片間連接電極片5;所述各個LED發光芯片通過金線/打線(圖中未示出)與芯片間連接電極片連接；所述的多個LED發光芯片串聯后構成一組發光芯片組，數個發光芯片組并聯后與外接驅動電源連接。采用COB封裝方式，將LED發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，可大大減少發光芯片的熱阻，有利于改善燈條模塊的熱傳導環境，在同樣散熱條件下，可采用更大功率的LED發光芯片，有助于提高整個燈具的發光照度或發光效率。圖2中，所述的LED發光芯片2經導熱粘接層(圖中未示出)直接封裝在PCB基板1上。在所述各LED發光芯片的上方，設置熒光變換膠層6。進一步的，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，設置絕緣層(圖中未示出)。所述的導熱粘接層為導熱環氧樹脂層或含銀導熱環氧樹脂層。所述的條狀鋁基PCB板經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發光芯片的排列方式，可有效減少發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LED發光芯片2的兩側； 在各個LED發光芯片之間，設置有芯片間連接電極片5。[0043]在電路連接方式上，多個LED發光芯片串聯后構成一組發光芯片組，數個發光芯片組并聯后與外接驅動電源連接。在實際制造過程中，在每一根所述的條狀鋁基PCB板的上表面上設置mXn (例如 12 X 7)個LED發光芯片，所述的LED發光芯片每m個(例如12個)串聯后構成一組發光芯片組，η組(例如7組)發光芯片組并聯后與外接驅動電源連接，構成一個完整的COB封裝 LED燈條模塊。各發光芯片組的首位LED發光芯片經過金線/打線(圖中未示出)與“ + ”電源電極條連接，構成本發光芯片組的首端連接端，各發光芯片組末位的LED發光芯片經過金線/ 打線與“_”電源電極條連接，構成本發光芯片組的末端連接端，中間的各個LED發光芯片經過金線/打線與在各個LED發光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。由圖可知，圖示各發光芯片組的首位LED發光芯片2和2_2，經過金線/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，構成本發光芯片組的首端連接端，各發光芯片組末位的LED發光芯片2-1經過金線/打線與“ + ”電源電極條3 的“ + ”電源電極延伸突出端3-1連接，構成本發光芯片組的末端連接端，中間的各個LED發光芯片經過金線/打線與在各個LED發光芯片之間的芯片間連接電極片5依次順序串接。本技術方案采用m串η并(俗稱mXn)的連接方式制作COB鋁基板，實際上就是在LED發光芯片單列排列的基礎上，采用合理的印刷電路布圖設計結構，來實現或體現m個 LED發光芯片的串聯連接為一組發光芯片組，同時，位于同一 COB鋁基板上的η組發光芯片組之間采用并連的方式與外接驅動電源并接。采用上述的連接方式，有利于均衡各組發光芯片的發光特性和發光均衡性；還可有效地提高光源的顯色性，單位發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在普通照明領域的廣泛應用，功率型器件應用在室內照明燈具中也已成為趨勢，相對狹小的空間里，對燈具散熱技術的要求更加苛刻；本技術方案很好地將器件的封裝形式和燈具殼體結合起來，設計采用一體化的COB多芯封裝成燈條作為光源， 實現芯片直接導熱到基板再到燈殼，達到更好的散熱效果，其相對SMD方式燈條可以有效降低器件結溫，實現提高燈具壽命的目的。本實用新型可廣泛用于室內、外照明領域。
權利要求1.一種LED面光源用COB封裝燈條模塊，包括PCB基板和LED發光芯片，其特征是 所述的PCB基板為條狀鋁基PCB板，在其一個側面上設置有多個LED發光芯片和“ + ”、“_”電源電極條；所述的LED發光芯片經導熱粘接層直接封裝在PCB基板上； 其所述的多個LED發光芯片，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LED發光芯片的兩側； 在各個LED發光芯片之間，設置有芯片間連接電極片； 所述各個LED發光芯片通過金線/打線與芯片間連接電極片連接； 所述的多個LED發光芯片串聯后構成一組發光芯片組，數個發光芯片組并聯后與外接驅動電源連接。
2.按照權利要求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發光芯片的上方，設置熒光變換膠層。
3.按照權利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是所述各發光芯片組的首位LED發光芯片經過金線/打線與“ + ”電源電極條連接，構成本發光芯片組的首端連接端，各發光芯片組末位的LED發光芯片經過金線/打線與“_”電源電極條連接，構成本發光芯片組的末端連接端，中間的各個LED發光芯片經過金線/打線與在各個LED發光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。
4.按照權利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是所述各發光芯片組的首位LED發光芯片經過金線/打線與“_”電源電極條連接，構成本發光芯片組的首端連接端，各發光芯片組末位的LED發光芯片經過金線/打線與“ + ”電源電極條連接，構成本發光芯片組的末端連接端，中間的各個LED發光芯片經過金線/打線與在各個LED發光芯片之間的芯片間連接電極片依次順序串接。
5.按照權利要求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，設置絕緣層。
6.按照權利要求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板的上表面上設置mXη個LED發光芯片，所述的LED發光芯片每m個串聯后構成一組發光芯片組，η組發光芯片組并聯后與外接驅動電源連接，構成一個完整的COB 封裝LED燈條模塊。
7.按照權利要求1所述的LED面光源用COB封裝燈條模塊，其特征是所述的導熱粘接層為導熱環氧樹脂層或含銀導熱環氧樹脂層。
8.按照權利要求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，屬照明領域。其PCB基板為條狀鋁基PCB板，在其一側面設置多個LED發光芯片和“+”、“-”電源電極條；LED發光芯片直接封裝在PCB基板上；其所述的多個LED發光芯片，單列排列在PCB基板上；“+”、“-”電源電極條分別排列在各LED發光芯片的兩側；在各LED發光芯片之間，設置有芯片間連接電極片；各LED發光芯片通過金線/打線與芯片間連接電極片連接；m個LED發光芯片串聯后構成-組發光芯片組，n組發光芯片組并聯后與外接驅動電源連接。本技術方案將器件的封裝形式和燈具殼體結合起來，采用一體化的COB多芯封裝成燈條模塊作為光源，實現芯片直接導熱到基板再到燈殼，達到更好的散熱效果，能有效提高燈具壽命的目的。可廣泛用于室內、外照明領域。
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 優先權日2011年9月13日
發明者侯麗敏, 莊美琳, 李抒智, 楊衛橋, 王峰, 錢晶, 錢雯磊, 馬可軍, 高衛東, 魯康, 黃健 申請人:上海半導體照明工程技術研究中心, 莎益博設計系統商貿(上海)有限公司