CN102290410B - Led面光源及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED面光源，包括基板和安装在基板上的多个LED芯片，其特征在于，在LED芯片或芯片荧光粉沉淀层外涂有第一胶层，第一胶层由多个不连续的胶块组成，每段胶块内包覆有大于等于1个LED芯片，在第一胶层外侧有一个连续包覆住第一胶层的封装层。该LED面光源具有使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明灯具及其制造方法，尤其是一种LED作发光体的LED面光源及其制造方法。
背景技术
作为照明电器的一种光源，现有的以COB封装方式的LED面光源内部发光部分是由多个相互连接的LED芯片构成。安装LED芯片的方式通常是先将LED芯片安装在基板上，然后再在基板和LED芯片上方涂覆胶层。
在LED光源使用过程中，LED芯片释放的热量会导致局部温度升高，释放的热量虽然会由LED基板背部的散热装置释放，但温度升高导致的LED芯片寿命变短和热膨胀问题仍是LED封装中需要解决的关键问题，例如在大温差环境下，基板的热膨胀导致芯片在工作状态下存在很大应力，这种应力在芯片很小的时候问题不大，但在多芯片集成封装成大功率LED芯片时甚至可能导致芯片破裂和焊点上的导线脱焊，这也是制约LED芯片进一步变薄、变大的关键因素。
为此，在中国实用新型专利200420118046中公开了一种发光二极管封装结构，该结构通过使用厚度很薄的硅晶板作为基板，改善基板的导热性能和解决热膨胀问题。该种结构可以在一定范围内缓解LED光源散热和热膨胀的问题。
更进一步，在中国发明专利201010262554中公开了一种基于液态金属基底的软性连接的LED装置，它包括LED芯片、室温液态金属层、封装基板、结构胶层、荧光胶层、电极和金属焊线;该发明通过液态金属减小了LED芯片和基板之间的热阻，另外可以有效避免两者之间因焊接和绑定带来的应力和变形问题，能够避免大温差环境下基板的热膨胀导致芯片产生很大应力，从而有效的解决了芯片进一步变薄、变大的难题。
发明内容
本发明的目的是对现有LED面光源的结构和封装方法进行改进，提供一种结构更加简单，工艺稳定性和使用可靠性好，出光均匀性更优的LED面光源和加工方法。
本发明的技术方案如下：
一种LED面光源，包括基板和安装在基板上的多个LED芯片，其特征在于，在LED芯片或芯片荧光粉沉淀层外涂有第一胶层，第一胶层由多个不连续的胶块组成，每段胶块内包覆有大于等于1个LED芯片，在第一胶层外侧有一个连续包覆住第一胶层的封装层。
本发明的附加技术方案如下：
优选地，每个胶块内包覆有1个LED芯片。
优选地，LED芯片的焊点和芯片本体被胶块整体包覆。
优选地，第一胶层的各胶块外表面呈球面状。
优选地，所述的封装层是第二胶层。
优选地，第一胶层的硬度大于第二胶层。
优选地，所述的封装层是第一胶层外设置的涂覆有荧光粉涂层的无机透镜前罩。
本发明的另一目的是提供一种制造LED面光源的方法，包含以下步骤：
a、将基板放入到夹具上，准备实施点胶固晶；
b、在打线机上对各LED芯片上的焊盘用芯片正负极连接线将各独立的正极线盘和负极线盘以及电源外引电极进行串联焊接连接；
c、将其固定在点胶机上，用硬质胶体对串联发光体中的连接导线焊点附近的导线与芯片电极进行包覆，在点胶机上制得不连续的硬质球状胶块；
d、串联发光体组并联到主回路线上后，在灌胶槽内实施软质胶的胶层浇制后，烘烤使胶体固化后制得LED面光源；或者串联发光体组并联到主回路线上后，再将无机透镜前罩置于胶块外侧，烘烤后制得LED面光源。
本发明的有益效果：采用在各LED芯片上设置相互独立且不连续的胶块，使光源在使用过程中的各种材料间，金属和胶体间由于各自的热膨胀系数不一样所导致的胶体内应力影响变小，进而可以减少焊点剥离的可能性；所有焊点和芯片本体被胶体整体包覆，使芯片焊点被结合成一整体，提高其连接可靠性和胶体与板材的镜面表面的粘合力；胶块再被另一胶层或封装层包覆，使各非连续光点被连成连续光带，两胶层或胶层与封装层之间可以消减热膨胀系不匹配的阻力从而减小对芯片的影响。
进一步地，第一胶层可以使用硬质胶体，各硬质胶体又被软质胶体连续包覆，使各非连续光点被连成连续光带，由于采用软质胶体球形胶硬质胶体与板材的镜面表面的粘合力足以克服软质胶体的热膨胀系不匹配阻力，因此工艺稳定性和使用可靠性较差这一C0B封装方式的缺陷得到充分改善。
相互独立不连续的封装胶体呈球状；使包覆胶体内的应力最小，且大大改善了出光效果。芯片与连接导线的胶体出光面上，设置无机透镜前罩；改善了出光效果，增大出光端的出光率和白光的均匀性。
本发明的LED面光源一种优选方式采用COB板上晶片直贴芯片电极直连式结构，使其加工效率较高,使焊接点减少了接近50%，从而大大提高了加工效率，由于镜面侧的表面经透明导热绝缘胶薄膜涂层的良导体镜面板材的采用, 使加工过程中的连接导线与良导体镜面板材绝缘隔离且保证反光面不被划伤,因镜面反射面占光源板面积的90%以上，使得投射到该面上的光绝大部份被反射到出光端，大大提高了LED芯片出光端的出光效率和光线射出端的光照度。经上述方法处理后的LED面光源系统热平衡温度下降8℃以上，使整个芯片集成封装的LED面光源的故障出现概率下降了90%以上。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是芯片集成封装的LED面光源胶体透镜的结构示意图。
图2是芯片集成封装的LED面光源胶体透镜的纵向剖面放大图。
图3是芯片集成封装的LED面光源胶体透镜的轴向剖面放大图。
图4是芯片集成封装的LED面光源的无机透镜前罩结构图。
图5是芯片集成封装的LED面光源的无机透镜前罩的纵向剖面放大图。
图6是芯片集成封装的LED面光源的无机透镜前罩的轴向剖面放大图。
具体实施方式
如图1至图3 所示，本发明的实施例1，一种LED面光源，面光源包括给整个光源供电的第一电源外引电极1和第二电源外引电极6，条状布片的LED芯片2，条状布片的芯片连接导线3，条状布片的LED芯片正极焊盘4，条状布片的LED芯片负极焊盘5，相邻芯片2的正极焊盘4和负极焊盘5由芯片连接导线3连接在一起形成连通的电路。又如图2所示，第一胶层中的球状胶块8将单个芯片2以及正负极焊盘包覆在内；在分段的球状胶块8外包覆有连续的胶体透镜层9，即第二胶层，且第二胶层的硬度小于第一胶层；在胶体透镜层9外还包覆有一层外层胶层10，用于增加均光效果和保护内部胶层的作用；外层胶层10将胶体透镜层9、球状胶块8和芯片2封装在作为基板的条状良导体镜面板材11上；第一电源外引电极1和第二电源外引电极6通过塑料绝缘体7固定在条状良导体镜面板材11上。
本发明LED面光源的另一实施例，如图3至图6所示，在面光源外采用涂覆有荧光粉涂层的无机透镜前罩，其结构如下：作为基板的板状良导体镜面板材18，左侧电源外引电极12和右侧电源外引电极17， LED芯片13，芯片连接导线14，LED芯片正极焊盘15，LED芯片负极焊盘16，球状封装胶块20，即第一胶层，无机透镜前罩透镜19，其封装结构与实施例1类似，不同之处在于，在球状封装胶块20外安装有无机透镜前罩透镜19，塑料绝缘体21用于隔开电源外引电极和板状良导体镜面板材18。
本发明的一种优选制作方法，包括如下步骤：对芯片集成封装的LED面光源胶体透镜的结构，首先将良导体镜面板材冲制成规定尺寸的长条，再在冲床上完成规定的光学反射面成型处理；对第一电源外引电极1和第二电源外引电极6按z形分层引出结构冲裁成型后化学镀镍再镀金；再将z形分层引出结构外引电极压入良导体镜面板材注塑制成外引电极；分别制成第一z形分层引出结构外引电极和第二z形分层引出结构外引电极，其与条状良导体镜面板材11的绝缘是通过周向与良导体镜面板材间通过塑料套绝缘固定连接来实现；再将制得的条状良导体镜面板材11放入到夹具上实施点胶固晶，即将条状布片的芯片2贴合透明导热绝缘胶薄膜涂层涂覆到芯片需固定位置，实施固晶后烘干固定芯片，再在打线机上对条状布片的LED芯片2用芯片连接导线3将LED芯片正极焊盘4和LED芯片负极焊盘5串联焊接连接；再将串联完成的发光体组与第一电源外引电极1和第二电源外引电极6进行串联焊接连接；再将其集成放置到点胶机上实施球状封装胶体点胶，点胶成为相互独立且不连续的硬质胶块；再由点胶机沿条状良导体镜面板材11的长度方向连续点胶制成胶体透镜层9，即第二胶层，可以根据需要在第二胶层外再包覆外层胶层10，然后烘烤使胶体固化后制得芯片集成封装的LED面光源。
对芯片集成封装的LED面光源的无机透镜前罩的结构，与上述方法的前序步骤相同，直至在球状封装胶体点胶成为相互独立且不连续的硬质胶块后，再将无机透镜前罩置于胶块外侧，烘烤后制得LED面光源。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (1)
1. 一种制造LED 面光源的方法，所述LED 面光源包括给整个光源供电的第一电源外引电极和第二电源外引电极，条状布片的LED芯片，条状布片的芯片连接导线，条状布片的LED芯片正极焊盘，条状布片的LED芯片负极焊盘，相邻芯片的正极焊盘和负极焊盘由芯片连接导线连接在一起形成连通的电路；在LED芯片外涂有第一胶层，第一胶层由多个不连续的球状胶块组成，第一胶层中的球状胶块将单个LED芯片以及正极焊盘、负极焊盘包覆在内；在分段的球状胶块外包覆有连续的胶体透镜层，即第二胶层，且第二胶层的硬度小于第一胶层；在第二胶层外还包覆有一层外层胶层，用于增加均光效果和保护内部胶层的作用；外层胶层将第一胶层、第二胶层和LED芯片封装在作为基板的条状良导体镜面板材上；第一电源外引电极和第二电源外引电极通过塑料绝缘体固定在条状良导体镜面板材上，其特征在于，包含以下步骤：
a、将良导体镜面板材冲制成规定尺寸的长条，再在冲床上完成规定的光学反射面成型处理；
b、对第一电源外引电极和第二电源外引电极按z 形分层引出结构冲裁成型后化学镀镍再镀金；将z形分层引出结构外引电极压入良导体镜面板材注塑制成外引电极；分别制成第一z形分层引出结构外引电极和第二z形分层引出结构外引电极，其与条状良导体镜面板材的绝缘是通过周向与良导体镜面板材间通过塑料套绝缘固定连接来实现；
c、将制得的条状良导体镜面板材放入到夹具上实施点胶固晶，即将条状布片的芯片贴合透明导热绝缘胶薄膜涂层涂覆到芯片需固定位置，实施固晶后烘干固定芯片，再在打线机上对条状布片的LED芯片用芯片连接导线将LED芯片正极焊盘和LED 芯片负极焊盘串联焊接连接；
d、将串联完成的发光体组与第一电源外引电极和第二电源外引电极进行串联焊接连接；再将其集成放置到点胶机上实施球状封装胶体点胶，点胶成为相互独立且不连续的硬质胶块；再由点胶机沿条状良导体镜面板材的长度方向连续点胶制成胶体透镜层，即第二胶层，在第二胶层外再包覆外层胶层，然后烘烤使胶体固化后制得芯片集成封装的LED面光源。
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