CN104124238A - 一种大功率led集成cob光源封装结构及封装工艺 - Google Patents

Abstract

一种大功率LED集成COB光源封装结构及封装工艺，包括基板、隔离框、LED芯片、金丝、玻璃片；所述基板上设有隔离框，隔离框外圈上设有电源连接端，所述金丝一端与隔离框内圈上的金丝连接点焊接，该金丝另一端焊接在固晶区两侧的LED芯片连接端上，使金丝与固晶区内覆盖的荧光硅胶分离；所述玻璃片设置在隔离框上方。本发明的有益效果为：工艺结构简单、外观优美、性能稳定、使用寿命长照明效果好等优点。与传统光源相比本发明LED硅胶与电源连接端的金丝分离结构的产品,连接电源部分的金丝与荧光硅胶分离，将硅胶膨胀对电源连接端的金丝造成的伤害降到最低。铜基板上加盖特种玻璃片，具有良好的抗性，不死灯。

Description

一种大功率LED集成COB光源封装结构及封装工艺

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，尤其是涉及一种大功率LED集成COB光源封装结构及封装工艺。

背景技术

COB LED（Chip On Board，板上芯片封装），即将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互联的基板上，然后进行引线键合实现其电连接，COB LED 又叫COBLED source，或COB LEDmodule。

目前市场上的150W、200W、300W光源，所选用的封装结构及工艺基本都是荧光粉胶直接封装，这主要是因为荧光粉胶有良好的耐热性能和透光率。产品在初期点亮测试后都有不错的表现，但大多数封装企业都发现，随着时间的推移，抽检时合格的产品，客户端应用过程中经常出现LED死灯或微亮灯闪的问题，究其原因为与电源直接接触的金丝由于电流大，而热量无法散发出去，金丝附近的荧光粉胶由于温度过高，膨胀系数逐渐增大，最终将金丝拉断，造成LED光源死灯。传统光源的封装，荧光粉胶将LED芯片与金丝完全覆盖起来。光源点亮长期高温的状态下，荧光粉胶膨胀系数随着热量不断增加而逐渐加大，光源的功率越大，则使用时温度越高，越容易造成光源死灯的现象。从而导致大功率LED100W以上的光源应用遇到了瓶颈。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种大功率LED集成COB光源封装结构及封装工艺。

为解决上述技术问题，大功率LED集成COB光源封装结构，包括基板、隔离框、LED芯片、金丝、玻璃片；所述基板上表面用隔离框隔离出固晶区，该隔离框分内外两圈呈阶梯状；所述基板固晶区上均有分布有LED芯片，该LED芯片通过银胶固定在基板上，其中基板表面固晶区分布的LED芯片与芯片之间由金丝连接；所述隔离框设置在基板上方，该隔离框中间为镂空结构；所述隔离框隔内圈对应的固晶区内填充有荧光硅胶，该荧光硅胶覆盖于LED芯片上组成发光源；所述隔离框外圈上设有电源连接端，该电源连接端与隔离框内圈上设置的多个金丝连接点电连接；所述金丝一端与隔离框内圈上的金丝连接点焊接，该金丝另一端焊接在固晶区两侧的LED芯片连接端上，使金丝与固晶区内覆盖的荧光硅胶分离；所述玻璃片设置在隔离框上方，并贴合在隔离框外圈上表面；所述玻璃片与隔离框内圈和底部固晶区LED芯片之间组成一空腔，其中连接LED芯片和电源的金丝封闭在该空腔内。

作为优选，所述隔离框内圈与外圈呈阶梯状，其中隔离框内圈低于隔离框外圈，且内圈与外圈连接处设有排气孔。

作为优选，所述基板为铜基板或铝基板，该基板与隔离框通过注塑成型固定。

作为优选，所述固晶区的形状为矩形或圆形。

作为优选，所述隔离框中间镂空结构对应基板固晶区。

作为优选，所述玻璃片为高透光石英玻璃片、高透光节能钢化玻璃片或其它高透光特种玻璃片。

一种用于制造大功率LED集成COB光源封装结构的封装工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板制作，选用铜基板，预先将铜基板按照所需要的矩形状制作固晶区；

步骤2，通过一次注塑成型将隔离框固定在铜基板上方；

步骤3，芯片固晶，根据光源功率不同选择大功率LED芯片100-300PCS，并通过银胶将大功率LED芯片固定在基板上，LED芯片与芯片之间通过金丝连接；

步骤4，胶水固化，将固定好大功率LED芯片的铜基板水平放入恒温烤箱内进行固化烧结，使银胶固化，其中固化时间为80～120分钟，温度为150～180度；

步骤5，金线焊接，通过超声波焊接设备将金丝一端焊接在隔离框内圈的金丝连接点上，并将金丝另一端焊接在LED芯片连接端上； 

步骤6，将荧光粉与硅胶以1:20的比例混合，并将混合好的荧光硅胶均匀涂覆到隔离框内圈的LED芯片上；

步骤7，将涂覆好荧光硅胶的铜基板水平放入恒温烤箱内进行固化烧结，使荧光硅胶固化，固化时间为150～200分钟，温度100～150度。

步骤8，封盖，将高透光石英玻璃片固定在涂覆好荧光硅胶铜基板的隔离框外圈上表面，使高透光石英玻璃片与隔离框内圈和基板之间组成一空腔；完成LED封装。

步骤9，对封装好的LED产品进行性能测试，是否符合标准，完成制作。

本发明的有益效果为：工艺结构简单、外观优美、性能稳定、使用寿命长照明效果好等优点。与传统光源相比本发明LED硅胶与电源连接端的金丝分离结构的产品,在使用支架上设计了两层空间，将LED芯片封装在最底层。在最底层点满荧光硅胶（硅胶与荧光粉的混合物），而电源连接端的金丝大部分保持在第二层空间, 从而将胶水与电源连接端的金丝分离，使硅胶膨胀对电源连接端的金丝造成的伤害降到最低的目的。铜基板上加盖特种玻璃片，特种玻璃片与LED光源发光面之间有空腔，并设计有排气孔，使光源表面的空气能正常流动让热量更快的散发出去，其中特种玻璃片对230度的高温（光源使用过程中其本身的温度）依然具有良好的抗性，不死灯。光源表面对于外部的物理挤压，碰撞，冷热冲击（高温150度，低温-40度），都有良好的抗性，是传统硅胶封装的光源无法比拟的，本发明的LED能在使用中展现出最高的稳定性，彻底解决大瓦数集成光源使用过程中死灯的风险。

附图说明

图1是本发明的结构爆炸示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1是本发明的结构爆炸示意图。由图1可知，大功率LED集成COB光源封装结构，主要由基板1、隔离框3、LED芯片10、金丝6、玻璃片9等组成；所述基板1选用铜基板，该基板1上表面设有的矩形固晶区2，该矩形固晶区2内均有分布有100-300PCS LED芯片10，并通过银胶将LED芯片10固定在固晶区2上, 固晶区2内分布的LED芯片10与芯片之间通过中间连接金丝连接，其中LED芯片10在基板1的固晶区2上排列成矩形，并以串并相连接的的线路构建方式将LED芯片10上的电极连接起来，形成LED线路。

隔离框3设置在基板1上方，基板1与隔离框3通过一次注塑成型固定，其中隔离框3中间为镂空结构，该镂空结构对应基板1上的矩形固晶区2。隔离框隔内圈5包围的镂空结构对应的固晶区2内填充有荧光硅胶12，该荧光硅胶12覆盖于LED芯片10上组成发光源。

隔离框3内圈5与外圈7呈阶梯状，其中隔离框内圈5低于隔离框外圈7，且内圈5与外圈7连接处设有排气孔4。

所述隔离框外圈7上设有电源连接端11，该电源连接端11与隔离框内圈5上设置的多个金丝连接点电连接；所述金丝6一端与隔离框内圈5上的金丝连接点焊接，该金丝6另一端焊接在固晶区2两侧的LED芯片连接端8上，使金丝6与固晶区2内覆盖的荧光硅胶12分离，将荧光硅胶12膨胀对电源连结端的金丝6造成的伤害降到最低的。

玻璃片9为高透光石英玻璃片，具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好，并能透过紫外线和红外线。除氢氟酸、热磷酸外，对一般酸有较好的耐酸性，透光率能达到98%。该玻璃片9设置在隔离框3上方，并贴合在隔离框外圈7上表面；所述玻璃片9与隔离框内圈5和底部固晶区2之间组成一空腔，其中中连接LED芯片10和电源的金丝6封闭在该空腔内。玻璃片9与光源发光面之间为空腔，使光源表面的空气能正常流动让热量更快的散发出去。玻璃片9对230度的高温（光源使用过程中其本身的温度）依然具有良好的抗性，不死灯。光源表面对于外部的物理挤压，碰撞，冷热冲击（高温150度，低温-40度），都有良好的抗性。彻底解决大瓦数集成光源使用过程中死灯的风险。

一种用于制造大功率LED集成COB光源封装结构的封装工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板制作，选用铜基板，预先将铜基板按照所需要的矩形状制作固晶区；

步骤2，通过一次注塑成型将隔离框固定在铜基板上方；

步骤3，芯片固晶，根据光源功率不同选择大功率LED芯片100-300PCS，并通过银胶将大功率LED芯片固定在基板上，LED芯片与芯片之间通过金丝连接；

步骤4，胶水固化，将固定好大功率LED芯片的铜基板水平放入恒温烤箱内进行固化烧结，使银胶固化，其中固化时间为80～120分钟，温度为150～180度；

步骤5，金线焊接，通过超声波焊接设备将金丝一端焊接在隔离框内圈的金丝连接点上，并将金丝另一端焊接在LED芯片连接端上； 

步骤6，将荧光粉与硅胶以1:20的比例混合，并将混合好的荧光硅胶均匀涂覆到隔离框内圈的LED芯片上；

步骤7，将涂覆好荧光硅胶的铜基板水平放入恒温烤箱内进行固化烧结，使荧光硅胶固化，固化时间为150～200分钟，温度100～150度；

步骤8，封盖，将高透光石英玻璃片固定在涂覆好荧光硅胶铜基板的隔离框外圈上表面，使高透光石英玻璃片与隔离框内圈和基板之间组成一空腔；完成LED封装；

步骤9，对封装好的LED产品进行性能测试，是否符合标准，完成制作。

本发明通过上述实施例来说明本发明的实施方案及结构，但本专利并不局限于上述实施方式，凡采用和本发明相似结构来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大功率LED集成COB光源封装结构，包括基板、隔离框、LED芯片、金丝、玻璃片；所述基板上表面用隔离框隔离出固晶区，该隔离框分内外两圈呈阶梯状；所述基板固晶区上均有分布有LED芯片，该LED芯片通过银胶固定在基板上，其中基板表面固晶区分布的LED芯片与芯片之间由金丝连接；所述隔离框设置在基板上方，该隔离框中间为镂空结构；所述隔离框隔内圈对应的固晶区内填充有荧光硅胶，该荧光硅胶覆盖于LED芯片上组成发光源；所述隔离框外圈上设有电源连接端，该电源连接端与隔离框内圈上设置的多个金丝连接点电连接；所述金丝一端与隔离框内圈上的金丝连接点焊接，该金丝另一端焊接在固晶区两侧的LED芯片连接端上，使金丝与固晶区内覆盖的荧光硅胶分离；所述玻璃片设置在隔离框上方，并贴合在隔离框外圈上表面；所述玻璃片与隔离框内圈和底部固晶区LED芯片之间组成一空腔，其中连接LED芯片和电源的金丝封闭在该空腔内。

2.根据权利要求1所述的一种大功率LED集成COB光源封装结构，其特征是，所述隔离框内圈与外圈呈阶梯状，其中隔离框内圈低于隔离框外圈，且内圈与外圈连接处设有排气孔。

3.根据权利要求1所述的一种大功率LED集成COB光源封装结构，其特征是，所所述基板为铜基板或铝基板，该基板与隔离框通过注塑成型固定。

4.根据权利要求1所述的一种大功率LED集成COB光源封装结构，其特征是，所所述固晶区的形状为矩形或圆形。

5.根据权利要求1所述的一种大功率LED集成COB光源封装结构，其特征是，所所述隔离框中间镂空结构对应基板固晶区。

6.根据权利要求1所述的一种大功率LED集成COB光源封装结构，其特征是，所所述玻璃片为高透光石英玻璃片、高透光节能钢化玻璃片或其它高透光特种玻璃片。

7.一种用于制造大功率LED集成COB光源封装结构的封装工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板制作，选用铜基板，预先将铜基板按照所需要的矩形状制作固晶区；

步骤2，通过一次注塑成型将隔离框固定在铜基板上方；

步骤3，芯片固晶，根据光源功率不同选择大功率LED芯片100-300PCS，并通过银胶将大功率LED芯片固定在基板上，LED芯片与芯片之间通过金丝连接；

步骤4，胶水固化，将固定好大功率LED芯片的铜基板水平放入恒温烤箱内进行固化烧结，使银胶固化，其中固化时间为80～120分钟，温度为150～180度；

步骤5，金线焊接，通过超声波焊接设备将金丝一端焊接在隔离框内圈的金丝连接点上，并将金丝另一端焊接在LED芯片连接端上； 

步骤6，将荧光粉与硅胶以1:20的比例混合，并将混合好的荧光硅胶均匀涂覆到隔离框内圈的LED芯片上；

步骤7，将涂覆好荧光硅胶的铜基板水平放入恒温烤箱内进行固化烧结，使荧光硅胶固化，固化时间为150～200分钟，温度100～150度；

步骤8，封盖，将高透光石英玻璃片固定在涂覆好荧光硅胶铜基板的隔离框外圈上表面，使高透光石英玻璃片与隔离框内圈和基板之间组成一空腔；完成LED封装；

步骤9，对封装好的LED产品进行性能测试，是否符合标准，完成制作。