CN104037272B - 自带温度反馈高集成度覆晶cob光源及其制造方法 - Google Patents

自带温度反馈高集成度覆晶cob光源及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，包括以下几个步骤：一，机将芯片固定于陶瓷基板的发光面区域上，再将芯片以金锡共晶焊方式共晶于陶瓷基板上形成混联电路；二，将完成共晶后的陶瓷基板的发光面区域的周边围上围坝胶；三，在围坝胶14形成的挡墙内的陶瓷基板的发光面区域内均匀的涂覆荧光胶体；四，将陶瓷基板、热敏电阻及接插件通过回流焊的方式焊接在预先设计好电路的高导热金属基板上；五，在发光面区域边缘外的高导热金属基板基板上涂覆导热耐温粘接胶；六，将高透光低反率玻璃贴于陶瓷基板的发光面区域的正上方。本发明设置了热敏电阻，可对光源工作状态准确采样，并进行反馈调节，防止光源超温工作。

Description

自带温度反馈高集成度覆晶COB光源及其制造方法
技术领域
本发明涉及照明设备领域，尤其涉及一种COB光源及其制造方法。
背景技术
现有技术中的COB光源，采用的基板材质大多是红铜或铝材，在基板上用绝缘PPA注塑，分别用铜片引出正负极，且形成一个固晶区，固晶区规格是20*20MM，在固晶区和引脚处电镀银；外框PPA注塑成形，为保证PPA与铜基板结合，铜板需打孔背面设置拉钉，导致结构的气密性较差，安装光源时使用的散热膏部分成份易渗透至硅胶内导致光源故障；
此结构电极引线与固晶区高度差较大，晶片焊线时线弧较长，在硅胶内承受应力较大，易出现金线拉断死灯问题；
光源的散热性能较差，出于散热方面的考虑，无法在小发光面积内，实现大功率密度输出，导致成品应用聚光不良或光强度不够；而且，光源内不设温度取样原件，工作时无法进行温度反馈，容易导致光源超温工作，或者引发故障。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种具有温度反馈功能、散热性好、不易死灯的COB光源及其制造方法。
为实现上述目的，本发明提供一种自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，包括以下几个步骤：
步骤一，在陶瓷基板上划分出发光面区域，利用自动固晶机将芯片固定于陶瓷基板的发光面区域上，再用共晶机将芯片以金锡共晶焊方式共晶于陶瓷基板上形成混联电路；
步骤二，将完成共晶后的陶瓷基板的发光面区域的周边围上围坝胶；
步骤三，在围坝胶形成的挡墙内的陶瓷基板的发光面区域内均匀的涂覆荧光胶体；
步骤四，将陶瓷基板、热敏电阻及接插件通过回流焊的方式全部一次性焊接在预先设计好电路的高导热金属基板上；
步骤五，在发光面区域边缘外的高导热金属基板基板上涂覆导热耐温粘接胶；
步骤六，将高透光低反率玻璃贴于陶瓷基板的发光面区域的正上方。
其中，所述由芯片构成的混联电路为七串七并的矩阵结构。
其中，在所述步骤二中涉及的荧光胶体是由硅胶和荧光粉以1：1.5的比例充分混合制造而成的。
其中，在所述步骤一中，陶瓷基板上的发光面区域的面积为85.75平方毫米；在所述步骤六中涉及的高透光低反率玻璃，形状为正方形，其面积为207.36平方毫米。
其中，其特征在于，所述高导热金属基板为铜基板；所述陶瓷基板具体为氮化铝陶瓷基板。
本发明还提供一种自带温度反馈高集成度覆晶COB光源，包括陶瓷基板、倒装芯片、围坝胶、荧光粉胶层、高导热金属基板、粘结胶层和高透光低反率玻璃；所述倒装芯片固定在陶瓷基板的发光面区域上，所述围坝胶固定在倒装芯片四周，所述荧光粉胶层涂覆于倒装芯片的上表面，所述粘结胶层固定在陶瓷基板上的围坝胶的四周，所述高透光低反率玻璃粘贴在粘结胶层上；
所述高导热金属基板上设有陶瓷基板固定位和电路，所述陶瓷基板粘贴固定在陶瓷基板固定位内，所述电路与高导热金属基板电连接。
其中，该自带温度反馈高集成度覆晶COB光源还包括2PIN插头、2PIN插座、热敏电阻和跳线；所述2PIN插头和2PIN插座分别与高导热金属基板的电路电连接；所述2PIN插座与高导热金属基板之间电连接热敏电阻；所述陶瓷基板的通过跳线与高导热金属基板的电路电连接。
其中，所述倒装芯片为七串七并的矩阵结构。
其中，所述高透光低反率玻璃的面积为207.36平方毫米，所述陶瓷基板上的发光面区域的面积为85.75平方毫米。
其中，所述高导热金属基板为铜基板；所述陶瓷基板具体为氮化铝陶瓷基板。
与现有技术相比，本发明提供的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，取得了以下有益效果：设有热敏电阻，可对光源工作状态准确采样，并进行反馈调节，防止光源因长时间超温工作导致寿命减低的问题，也避免了高温引发的故障；无需在高导热金属基板上打孔，无需在背面设置拉钉，因此结构的气密性好，荧光胶体不容易被其他胶体污染；采用倒装共晶焊的生产工艺，不存在因断线原因而造成的死灯故障；陶瓷基板采用回流焊接至高导热金属基板上，散热效果更好，同时可解决陶瓷基板易碎的问题；高透光低反率玻璃可有效保护发光区域内的荧光体与芯片结构，使光源的工作更加稳定。
附图说明
图1为本发明的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法的流程图；
图2为本发明的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的结构图；
图3为本发明的高导热金属基板的结构图；
图4为本发明的陶瓷基板的结构图；
图5为本发明的倒装芯片的结构图；
图6为本发明的围坝胶的结构图；
图7为本发明的荧光粉胶层的结构图；
图8为本发明的粘结胶层的结构图；
图9为本发明的高透光低反率玻璃的结构图；
图10为本发明的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的电路图。
主要元件符号说明如下：
11、高导热金属基板 12、陶瓷基板
13、芯片 14、围坝胶
15、荧光粉胶层 16、粘结胶层
17、高透光低反率玻璃 18、热敏电阻
19、2PIN插头 20、2PIN插座
21、跳线
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1，本发明提供的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，包括以下几个步骤：
步骤一，在陶瓷基板12上划分出发光面区域，利用自动固晶机将芯片13固定于陶瓷基板12的发光面区域上，再用共晶机将芯片13以金锡共晶焊方式共晶于陶瓷基板12上形成混联电路；
步骤二，将完成共晶后的陶瓷基板12的发光面区域的周边围上围坝胶14；
步骤三，在围坝胶14形成的挡墙内的陶瓷基板12的发光面区域内均匀的涂覆荧光胶体；
步骤四，将陶瓷基板12、热敏电阻18及接插件通过回流焊的方式全部一次性焊接在预先设计好电路的高导热金属基板11上；
步骤五，在发光面区域边缘外的高导热金属基板11基板上涂覆导热耐温粘接胶；
步骤六，将高透光低反率玻璃17贴于陶瓷基板12的发光面区域的正上方。
相较于现有技术，本发明提供的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，无需在高导热金属基板11上打孔，无需在背面设置拉钉，因此结构的气密性好，荧光胶体不容易被其他胶体污染；采用倒装共晶焊的生产工艺，不存在因断线原因而造成的死灯故障；陶瓷基板12采用回流焊接至高导热金属基板11上，散热效果更好，同时可解决陶瓷基板12易碎的问题；设有热敏电阻18，可对光源工作状态准确采样，并进行反馈调节，防止光源因长时间超温工作导致寿命减低的问题，也避免了高温引发的故障；高透光低反率玻璃17可有效保护发光区域内的荧光体与芯片13结构，使光源的工作更加稳定。
在本实施例中，由芯片13构成的混联电路为七串七并的矩阵结构。将芯片13以此排列方式布置，可以功率密度较大，即在小面积内实现大功率输出，光源的聚光良好且光强度够大。
在本实施例中，陶瓷基板12上的发光面区域的面积为85.75平方毫米；在步骤六中涉及的高透光低反率玻璃17，形状为正方形，其面积为207.36平方毫米。上述形状和大小的陶瓷基板12以及高透光低反率玻璃17，能很好的完成各自功能，达到良好的照明效果。但这仅是本发明的一个具体实施例，本发明的陶瓷基板12以及高透光低反率玻璃17的形状和大小并不仅限于此，也可为其他合理形状。
在本实施例中，在步骤二中涉及的荧光胶体是由硅胶和荧光粉以1：1.5的比例充分混合制造而成的。实验证明：将硅胶和荧光粉以1：1.5的比例充分混合后，其透光性和散热性最好，属于荧光胶体的最佳配比。但这仅是本发明的最佳实施例，本发明的荧光胶体的构成并不仅限于此，实际上硅胶和荧光粉的比例可以在1：1和1:2之间即可。
在本实施例中，高导热金属基板11为铜基板；陶瓷基板12为氮化铝陶瓷基板12。氮化铝陶瓷基板12和铜基板不仅散热性好，且成本较低；此外铜基板的力学性能有效，能解决陶瓷基板12易碎的问题。当然，这仅是本发明的一个具体实施例，本发明的高导热金属基板11和陶瓷基板12的类型并不仅限于此。
请参阅图2，本发明还提供一种自带温度反馈高集成度覆晶COB光源，包括热敏电阻18、陶瓷基板12(具体结构参阅图4)、倒装芯片13(具体结构参阅图5)、围坝胶14(具体结构参阅图6)、荧光粉胶层15(具体结构参阅图7)、高导热金属基板11(具体结构参阅图3)、粘结胶层16(具体结构参阅图8)和高透光低反率玻璃17(具体结构参阅图9)；
倒装芯片13固定在陶瓷基板12的发光面区域上，围坝胶14固定在倒装芯片13四周，荧光粉胶层15涂覆于倒装芯片13的上表面，粘结胶层16固定在陶瓷基板12上的围坝胶14的四周，高透光低反率玻璃17粘贴在粘结胶层16上；高导热金属基板11上设有陶瓷基板固定位和电路，陶瓷基板12粘贴固定在陶瓷基板固定位内，电路与高导热金属基板11电连接；热敏电阻18固定在高导热金属基板11上，热敏电阻18与电路电连接。
参阅图10，自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的具体工作原理如下：
正常点亮工作时，芯片13产生的热量，由陶瓷基板12传导至高导热金属基板11之上，高导热金属基板11均温后传导致散热器，同时热敏电阻18将均温基板上的温度采样反馈至超温保护电路对工作状态的温度实时监控；当灯具之外散热器散热不良导致光源温度超正常工作温度，热敏电阻18取样并反馈至驱动电路，降低驱动输出电流。当灯具之外散热器散热不良导致光源温度超接近LED最高结温时，热敏电阻18取样并反馈至驱动电路，关闭驱动电路输出，以保护LED光源。
相较于现有技术，本发明提供的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源，无需在高导热金属基板11上打孔，无需在背面设置拉钉，因此结构的气密性好，荧光胶体不容易被其他胶体污染；采用倒装共晶焊的生产工艺，不存在因断线原因而造成的死灯故障；陶瓷基板12采用回流焊接至高导热金属基板11上，散热效果更好，同时可解决陶瓷基板12易碎的问题；设有热敏电阻18，可对光源工作状态准确采样，并进行反馈调节，防止光源因长时间超温工作导致寿命减低的问题，也避免了高温引发的故障；高透光低反率玻璃17可有效保护发光区域内的荧光体与芯片13结构，使光源的工作更加稳定。
在本实施例中，自带温度反馈高集成度覆晶COB光源还包括2PIN插头19、2PIN插座20和跳线21；2PIN插头19和2PIN插座20分别与高导热金属基板11的电路电连接；2PIN插座20与高导热金属基板11之间电连接热敏电阻18；陶瓷基板12的通过跳线21与高导热金属基板11的电路电连接。2PIN插头19和2PIN插座20方便实现COB光源与外部电路的电连接。
在本实施例中，倒装芯片13为七串七并的矩阵结构。高透光低反率玻璃17的面积为207.36平方毫米，陶瓷基板12上的发光面区域的面积为85.75平方毫米。高导热金属基板11为铜基板；陶瓷基板12具体为氮化铝陶瓷基板12。
本发明提供的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源，其主要优点在于：
一，无反向拉钉气密性问题；
二，产品采用倒装共晶焊的生产工艺，不存在因断线原因而造成死灯；
三，陶瓷覆晶基板采用回流焊接至专用铜基板上，散热效果更好，同时可解决陶瓷基板易碎等问题；
四，大电流接插件的引用，可有效避免光源外引线的虚焊；
五，温度取样元件的导入，可对光源工作状态准确采样；
六，玻璃片可有效保护发光区域内的荧光体与芯片结构。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤一，在陶瓷基板上划分出发光面区域，利用自动固晶机将芯片固定于陶瓷基板的发光面区域上，再用共晶机将芯片以金锡共晶焊方式共晶于陶瓷基板上形成混联电路；
步骤二，将完成共晶后的陶瓷基板的发光面区域的周边围上围坝胶；
步骤三，在围坝胶形成的挡墙内的陶瓷基板的发光面区域内均匀的涂覆荧光胶体；
步骤四，将陶瓷基板、热敏电阻及接插件通过回流焊的方式全部一次性焊接在预先设计好电路的高导热金属基板上；
步骤五，在发光面区域边缘外的高导热金属基板基板上涂覆导热耐温粘接胶；
步骤六，将高透光低反率玻璃贴于陶瓷基板的发光面区域的正上方；
该COB光源正常点亮工作时，芯片产生的热量，由陶瓷基板传导至高导热金属基板之上，高导热金属基板均温后传导致散热器，同时热敏电阻将均温基板上的温度采样反馈至超温保护电路对工作状态的温度实时监控；当灯具之外散热器散热不良导致光源温度超正常工作温度，热敏电阻取样并反馈至驱动电路，降低驱动输出电流，以保护LED光源。
2.根据权利要求1所述的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，其特征在于，所述混联电路为七串七并的矩阵结构。
3.根据权利要求1所述的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，其特征在于，在所述步骤二中涉及的荧光胶体是由硅胶和荧光粉以1：1.5的比例充分混合制造而成的。
4.根据权利要求1所述的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，其特征在于，在所述步骤一中，陶瓷基板上的发光面区域的面积为85.75平方毫米；在所述步骤六中涉及的高透光低反率玻璃，形状为正方形，其面积为207.36平方毫米。
5.根据权利要求1所述的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源的制造方法，其特征在于，所述高导热金属基板为铜基板；所述陶瓷基板具体为氮化铝陶瓷基板。
6.一种自带温度反馈高集成度覆晶COB光源，其特征在于，包括热敏电阻、陶瓷基板、倒装芯片、围坝胶、荧光粉胶层、高导热金属基板、粘结胶层和高透光低反率玻璃；所述倒装芯片固定在陶瓷基板的发光面区域上，所述围坝胶固定在倒装芯片四周，所述荧光粉胶层涂覆于倒装芯片的上表面，所述粘结胶层固定在陶瓷基板上的围坝胶的四周，所述高透光低反率玻璃粘贴在粘结胶层上；
所述高导热金属基板上设有陶瓷基板固定位和电路，所述陶瓷基板粘贴固定在陶瓷基板固定位内，所述电路与高导热金属基板电连接；所述热敏电阻固定在高导热金属基板上，热敏电阻与电路电连接；
该COB光源正常点亮工作时，芯片产生的热量，由陶瓷基板传导至高导热金属基板之上，高导热金属基板均温后传导致散热器，同时热敏电阻将均温基板上的温度采样反馈至超温保护电路对工作状态的温度实时监控；当灯具之外散热器散热不良导致光源温度超正常工作温度，热敏电阻取样并反馈至驱动电路，降低驱动输出电流，以保护LED光源。
7.根据权利要求6所述的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源，其特征在于，该自带温度反馈高集成度覆晶COB光源还包括2PIN插头、2PIN插座和跳线；所述2PIN插头和2PIN插座分别与高导热金属基板的电路电连接；所述2PIN插座与高导热金属基板之间电连接热敏电阻；所述陶瓷基板的通过跳线与高导热金属基板的电路电连接。
8.根据权利要求6所述的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源，其特征在于，所述倒装芯片为七串七并的矩阵结构。
9.根据权利要求6所述的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源，其特征在于，所述高透光低反率玻璃的面积为207.36平方毫米，所述陶瓷基板上的发光面区域的面积为85.75平方毫米。
10.根据权利要求6所述的自带温度反馈高集成度覆晶COB光源，其特征在于，所述高导热金属基板为铜基板；所述陶瓷基板具体为氮化铝陶瓷基板。
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