CN103730565B - 一种氮化铝cob led光源的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氮化铝COB LED光源及封装方法，包括氮化铝陶瓷散热基板，散热基板上形成镀铜电路层，电路层上镀有反光层。在基板上形成环氧树脂杯碗，在杯碗内安装有LED芯片，LED芯片通过引线连接到基板上，LED上方涂覆荧光粉凃层。本发明通过在氮化铝陶瓷基板上采用脱模塑封形成多个环氧树脂杯碗，有效解决了陶瓷基板本身光学设计加工的难题，同时也解决COB光源光色度一致性控制的难题，能够很好地解决COB光源散热的问题。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种氮化铝COBLED光源的封装方法。
背景技术
COB，是“ChipOnBoard”的简称，是一种芯片直接贴装技术，是将裸芯片直接粘贴在印刷电路板上，然后进行引线键合，再将有机硅胶将芯片和引线包封保护的工艺。
目前COB封装光源在亮度与品质、显色性以及应用等方面比传统封装形式比较有一定的优势。COB模块化封装形式在结构上可以起到减少结合层和降低整体热阻的效果；通过合理的芯片配置，可提升光学效果；而在应用方面，成本优势也是集成式COB封装为人看重之处，与传统LED的SMD贴片式封装以及大功率封装相比，COB封装可将多颗芯片直接封装在金属基印刷电路板或陶瓷基板上，通过基板直接散热，可以减少支架的制造工艺及其成本等。COB封装通过将芯片直接键合或焊接到热沉上，形成电路连接。只进行一次封装，可以简化二次配光等，具有成本优势。
然而目前集成式COB封装仍有一些问题待解决，比如生产效率偏低，生产直通良品率偏低、光源光色度一致性控制有难度，目前集成式COB封装存在光效偏低、散热性能和良品率有待提高的问题。COB封装光效一般比独立封装低20％～30％；一次光学透镜的多次折射造成的出光损失和热能增加缺陷；目前集成式COB封装光源大多使用铝基板作为材料，铝基板COB热阻大，可靠性不高，容易出现光衰、死灯现象严重。另一方面，COB封装散热性也还有待提升，COB光源累加热集中度较高，光源热量若不能及时导出，将导致光源寿命缩短。
所以，如何解决COB封装的出光效率及散热问题，将是这类COB封装结构设计的一个必然需求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种氮化铝COBLED光源的封装方法，旨在解决现有技术在COB封装中存在的出光效率偏低及散热不佳问题。
为了实现上述有益效果，本发明提供一种氮化铝COBLED光源的封装方法，包括如下步骤：
a)、将氮化铝粉、烧结助剂、增塑剂、粘结剂、润滑剂按一定比例进行球磨混合，形成浆料，流延成型，排胶，烧结得到氮化铝基片，再在氮化铝基片上印刷一镀铜电路层，然后在镀铜电路层上电镀镀银反光层得到氮化铝陶瓷散热基板；
氮化铝粉、烧结助剂、增塑剂、粘结剂、润滑剂的重量比为70～85份∶1～5份∶2～4份∶1～5份∶2～4份；
氮化铝粉为纯度98％以上粉体，烧结助剂成分为氧化钇，增塑剂成分为聚乙二醇，粘结剂成分为聚乙烯醇，润滑剂成分为石墨粉；
b)、将氮化铝陶瓷散热基板送入塑封磨具的上下模的模腔中，取第一组份和第二组份按比例进行配制共混物，先将第一组份和第二组份混合后进行搅拌，使其充分混合，将配制好的共混物注入到塑封磨具内，经过对磨具加热后固化成型，然后脱模完成塑封；通过该步骤在氮化铝陶瓷散热基板正面上形成多个环氧树脂杯碗；
c)、在环氧树脂杯碗内点适量的银胶；
d)、将LED芯片安装在环氧树脂杯碗内，通过银胶贴合；
e)、将安装有LED芯片的氮化铝陶瓷散热基板放入烤箱内烘烤固化；
f)、然后将引线的一端焊接于氮化铝陶瓷散热基板的镀银反光层上，将引线的另一端焊接于LED芯片电极上，从而使LED芯片与氮化铝陶瓷散热基板相导通；
g)、将荧光粉和硅胶按比例混合制成粉浆，搅拌后直接将粉浆涂敷于LED芯片上；
荧光粉与硅胶重量比为1～3份：7～20份；
荧光粉成分为YAG，硅胶成分为聚二甲基硅氧烷。
h)、对氮化铝陶瓷散热基板进行烘烤，从而固化粉浆，得到荧光粉涂层，既得成品。
所述步骤b)中第一组分为环氧树脂，第二组份包含固化剂、抗氧化剂、固化促进剂形成的共聚物；
所述第一组分(环氧树脂)：第二组分(共聚物)重量比为95～115份：90～105份；
所述第二组份共聚物中固化剂成分为甲基六氢苯酐、重量份为89.3～103份；固化促进剂成分为四丁基溴化胺、重量份为0.5～1.5份；抗氧化剂成分为二叔丁基对甲酚、重量份为0.2～0.5份。
进一步，在一些实施例中，所述步骤b)中环氧树脂杯碗为多个，并均匀分布在氮化铝陶瓷散热基板上。
本发明通过在氮化铝陶瓷散热基板上采用脱模塑封工艺形成多个环氧树脂杯碗，有效解决了陶瓷基板本身光学设计加工的难题，同时也解决COB光源光色度一致性控制的难题，LED芯片安装在具有光学设计环氧树脂杯碗中能够提高出光效率，同时LED芯片直接粘接在高导热的氮化铝陶瓷散热基板上，因氮化铝陶瓷散热基板导热系数远远高于普通金属基板，能够很好地解决COB光源散热的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
附图标记说明如下：
氮化铝基片1、镀铜电路层2、镀银反光层3、环氧树脂杯碗4、LED芯片5、引线6、荧光粉涂层7。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
参见如图1，氮化铝COBLED光源包含有氮化铝陶瓷散热基板，氮化铝陶瓷散热基板由氮化铝基片1、镀铜电路层2与镀银反光层3组成，氮化铝基片1上印刷一镀铜电路层2，镀铜电路层2另一面上电镀镀银反光层3；氮化铝陶瓷散热基板的氮化铝基片1面为底面，氮化铝陶瓷散热基板的镀银反光层3面为正面。
在氮化铝陶瓷散热基板正面设有若干环氧树脂杯碗4，在环氧树脂杯碗4内安装有蓝光LED芯片5，LED芯片5通过引线6连接到氮化铝陶瓷散热基板的镀银反光层3上，LED芯片5上方涂覆荧光粉涂层7，环氧树脂杯碗4内填充有荧光粉涂层7。
在一个实施例中，本发明的封装方法，包括如下操作步骤：
a)、将氮化铝粉、烧结助剂、增塑剂、粘结剂、润滑剂按一定比例进行球磨混合，形成浆料，流延成型，排胶，烧结得到氮化铝基片1，再在氮化铝基片1上印刷一镀铜电路层2，然后在镀铜电路层2上电镀镀银反光层3得到氮化铝陶瓷散热基板；
在一个实施例中，氮化铝粉、烧结助剂、增塑剂、粘结剂、润滑剂的重量比为72份∶4份∶3份∶2份∶3份；
在一个实施例中，氮化铝粉为纯度98％以上粉体，烧结助剂成分为氧化钇，增塑剂成分为聚乙二醇，粘结剂成分为聚乙烯醇，润滑剂成分为石墨粉；
b)、将氮化铝陶瓷散热基板送入塑封磨具的上下模的模腔中，取第一组份和第二组份按比例进行配制共混物，先将第一组份和第二组份混合后进行搅拌，使其充分混合，将配制好的共混物注入到塑封磨具内，经过对磨具加热后固化成型、然后脱模完成塑封；通过该步骤在氮化铝陶瓷散热基板正面上形成多个环氧树脂杯碗4；
c)、在环氧树脂杯碗4内点适量的银胶；
d)、将LED芯片5安装在环氧树脂杯碗4内，通过银胶贴合；
e)、将安装有LED芯片5的氮化铝陶瓷散热基板放入烤箱内烘烤固化；
f)、然后将引线6的一端焊接于氮化铝陶瓷散热基板的镀银反光层3上，将引线6的另一端焊接于LED芯片5的电极上，并与LED芯片5导通，从而使LED芯片5与氮化铝陶瓷散热基板相导通；
g)、将荧光粉和硅胶按比例混合制成粉浆，搅拌后直接将粉浆涂敷于LED芯片5上；
在一个实施例中，荧光粉与硅胶重量比为2份：16份；
在一个实施例中，荧光粉成分为YAG，硅胶成分为聚二甲基硅氧烷；
h)、对氮化铝陶瓷散热基板进行烘烤，从而固化粉浆，得到荧光粉涂层7，既得成品。
在一个实施例中，步骤b)中，第一组分(环氧树脂)：第二组分(共聚物)重量比为100份：97.3份；
在一个实施例中，第二组份共聚物中固化剂成分为甲基六氢苯酐、重量份为96.3份；固化促进剂成分为四丁基溴化胺、重量份为0.7份；抗氧化剂成分为二叔丁基对甲酚、重量份为0.3份。
本发明通过在氮化铝陶瓷基板上采用特殊工艺形成多个环氧树脂杯碗，有效解决了陶瓷基板本身光学设计加工的难题，同时也解决COB光源光色度一致性控制的难题，LED芯片安装在具有光学设计杯碗中能够提高出光效率，同时LED芯片直接粘接在高导热的氮化铝陶瓷散热基板上，因氮化铝陶瓷散热基板导热系数远远高于普通金属基板，能够很好地将COB光源热量快速导出。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种氮化铝COBLED光源的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)、将氮化铝粉、烧结助剂、增塑剂、粘结剂、润滑剂按一定比例进行球磨混合，形成浆料，流延成型，排胶，烧结得到氮化铝基片，再在氮化铝基片上印刷一镀铜电路层，然后在镀铜电路层上电镀镀银反光层得到氮化铝陶瓷散热基板；
所述的氮化铝粉、烧结助剂、增塑剂、粘结剂、润滑剂的重量比为70～85份∶1～5份∶2～4份∶1～5份∶2～4份；
b)、将氮化铝陶瓷散热基板送入塑封磨具的上下模的模腔中，取第一组份和第二组份按比例进行配制共混物，先将第一组份和第二组份混合后进行搅拌，使其充分混合，将配制好的共混物注入到塑封磨具内，经过对磨具加热后固化成型，然后脱模完成塑封；通过该步骤在氮化铝陶瓷散热基板正面上形成多个环氧树脂杯碗；
c)、在环氧树脂杯碗内点适量的银胶；
d)、将LED芯片安装在环氧树脂杯碗内，通过银胶贴合；
e)、将安装有LED芯片的氮化铝陶瓷散热基板放入烤箱内烘烤固化；
f)、然后将引线的一端焊接于氮化铝陶瓷散热基板的镀银反光层上，将引线的另一端焊接于LED芯片的电极上，从而使LED芯片与氮化铝陶瓷散热基板相导通；
g)、将荧光粉和硅胶按比例混合制成粉浆，搅拌后直接将粉浆涂敷于LED芯片上；
所述荧光粉与硅胶重量比为1～3份：7～20份；
h)、对氮化铝陶瓷散热基板进行烘烤，从而固化粉浆，得到荧光粉涂层，既得成品；
所述步骤b)中第一组分为环氧树脂，第二组份包含固化剂、抗氧化剂、固化促进剂形成的共聚物；
所述第一组分：第二组分重量比为95～115份：90～105份；
所述第二组份共聚物中固化剂成分为甲基六氢苯酐、重量份为89.3～103份；固化促进剂成分为四丁基溴化胺、重量份为0.5～1.5份；抗氧化剂成分为二叔丁基对甲酚、重量份为0.2～0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种氮化铝COBLED光源的封装方法，其特征在于，所述步骤b)中环氧树脂杯碗为多个，并均匀分布在氮化铝陶瓷散热基板上。
3.根据权利要求1所述的一种氮化铝COBLED光源的封装方法，其特征在于，所述氮化铝粉为纯度98％以上粉体，所述烧结助剂成分为氧化钇，所述增塑剂成分为聚乙二醇，所述粘结剂成分为聚乙烯醇，所述润滑剂成分为石墨粉。
4.根据权利要求1所述的一种氮化铝COBLED光源的封装方法，其特征在于，所述荧光粉成分为YAG，所述硅胶成分为聚二甲基硅氧烷。
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