CN107248510A - 一种带有齐纳二极管保护的cob封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有齐纳二极管保护的COB封装结构，涉及集成半导体照明元器件技术领域，其包括基板、正电极、负电极以及至少一LED芯片组，所述正电极、负电极以及LED芯片组均设置于基板上且LED芯片组的两端分别与正电极、负电极电性连接，所述COB封装结构进一步包括齐纳二极管，所述齐纳二极管的两端分别与正电极、负电极电性连接。本发明通过将LED芯片组以及正负电极形成的COB封装结构作为一个整体构成COB器件，而将自带保护电路的齐纳二极管集成（具体为并联）于整个COB器件以抑制瞬态电压。
Description
技术领域
本发明涉及集成半导体照明元器件，具体涉及一种带有齐纳二极管保护的COB封装结构。
背景技术
LED（Light Emitting Diode），是一种发光的半导体元件，由于其可控性好，结构简单，体积小巧，色彩纯正、丰富，耐冲击，耐振动，响应时间快等特点，被公认是 21 世纪最具发展前景的高技术产品之一，在引发照明革命的同时，也为推动节能减排、环境保护做出重大贡献。COB 是 Chip On Boarding（ 板上芯片直装）的英文缩写，是一种通过粘胶剂或焊料将 LED 芯片直接粘贴到 PCB（ Printed Circuit Board） 板上，再通过引线键合实现芯片与 PCB 板间电互连的封装技术。 COB技术主要用于大功率多芯片阵列的 LED 封装，同 SMT（ Surface Mounted Technology 表面贴装技术） 相比，不仅大大提高了封装功率密度，而且降低了封装热阻。
在LED的COB封装结构中，对每个LED芯片进行各种保护（例如限流、瞬态电压等）也逐渐完善，但是还没有对COB封装结构整体进行各种保护，同时，现有的保护由于直接作用于LED芯片上，其势必对LED芯片本身的发光以及散热等功能造成一定的影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在于提供一种可解决上述技术问题的一种带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其通过在COB封装结构增加齐纳二极管，对整个COB封装结构起到保护作用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其包括基板、正电极、负电极以及至少一LED芯片组，所述正电极、负电极以及LED芯片组均设置于基板上且LED芯片组的两端分别与正电极、负电极电性连接，所述COB封装结构进一步包括齐纳二极管，所述齐纳二极管的两端分别与正电极、负电极电性连接。
作为一种实施方式，所述齐纳二极管为一个，该齐纳二极管安装于正电极上且齐纳二极管的阴极与该正电极电性连接，所述齐纳二极管的阳极与负电极电性连接。
作为另一种实施方式，所述齐纳二极管为一个，该齐纳二极管安装于负电极上且齐纳二极管的阳极与该负电极电性连接，所述齐纳二极管的阴极与正电极电性连接。
作为再一种实施方式，所述齐纳二极管为二个，分别为第一齐纳二极管和第二齐纳二极管，所述COB封装结构进一步包括一铜箔层，其中，所述第一齐纳二极管和第二齐纳二极管分别安装于正电极和铜箔层上，所述第一齐纳二极管的两端分别与正电极和铜箔层电性连接，所述第二齐纳二极管的两端分别与铜箔层和负电极电性连接。
作为再一种实施方式，所述齐纳二极管为二个，分别为第一齐纳二极管和第二齐纳二极管，所述COB封装结构进一步包括一铜箔层，其中，所述第一齐纳二极管和第二齐纳二极管分别安装于铜箔层和负电极上，所述第一齐纳二极管的两端分别与铜箔层和正电极电性连接，所述第二齐纳二极管的两端分别与负电极和铜箔层电性连接。
作为再一种实施方式，所述齐纳二极管为二个，分别为第一齐纳二极管和第二齐纳二极管，所述COB封装结构进一步包括一铜箔层，其中，所述第一齐纳二极管和第二齐纳二极管均安装于铜箔层上，所述第一齐纳二极管的两端分别与铜箔层和正电极电性连接，所述第二齐纳二极管的两端分别与铜箔层和负电极电性连接。
作为再一种实施方式，所述齐纳二极管为二个，分别为第一齐纳二极管和第二齐纳二极管，所述COB封装结构进一步包括一铜箔层，其中，所述第一齐纳二极管和第二齐纳二极管均安装于铜箔层上，所述第一齐纳二极管的两端分别与铜箔层和正电极电性连接，所述第二齐纳二极管的两端分别与铜箔层和负电极电性连接。
优选地，所述LED芯片组由至少二个LED芯片串联形成。
优选地，所述LED芯片的上表面覆盖有荧光胶。
优选地，所述正电极、负电极以及铜箔层均以丝网印刷工艺形成在基板上，或均以溅射、光刻和刻蚀工艺相结合的方式形成在基板上。
本发明的有益效果至少包括以下几点：
1、将LED芯片组以及正负电极形成的COB封装结构作为一个整体构成COB器件，而将自带保护电路的齐纳二极管集成（具体为并联）于整个COB器件以抑制瞬态电压；
2、采用二个齐纳二极管同向（其中一齐纳二极管的阴极连接至正电极，另一齐纳二极管的阳极连接至负电极）串联和逆向（背向）串联的应用只是扩展应用，以达到用低压齐纳二极管对COB器件双向保护的目的；
3、齐纳二极管安装位置在COB器件的非发光功能区（正电极或负电极或铜箔层）隐藏，可为整个COB器件节省更多的安装空间，同时，不影响LED芯片的功能。
附图说明
图1为本发明带有齐纳二极管保护的COB封装结构实施例一的结构示意图；
图2为图1的电路原理图；
图3为本发明带有齐纳二极管保护的COB封装结构实施例二的结构示意图；
图4为图3的电路原理图；
图5为本发明带有齐纳二极管保护的COB封装结构实施例三的结构示意图；
图6为图5的电路原理图。
其中：10、基板；20、正电极；30、负电极；40、LED芯片组；41、LED芯片；50、齐纳二极管；51、第一齐纳二极管；52、第二齐纳二极管；60、铜箔层。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
实施例一
请参见图1和2所示，本发明涉及一种带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其实施例一的实施方式包括基板10、正电极20、负电极30以及LED芯片组40，正电极20、负电极30以及LED芯片组40均设置于基板10上，其中，基板10为具有一定散热功能的衬底，其形状包括但不限于矩形、圆形、椭圆形的任一种； LED芯片组40可以为一个或多个，每个LED芯片组40由多个LED芯片串联组成， LED芯片组40的两端分别与正电极20、负电极30电性连接，从而形成LED的COB器件。具体来说，LED芯片41通过固晶胶粘结于基板10上，荧光胶覆盖每个LED芯片41的上表面，以增大LED 芯片41发光范围，并保护LED芯片41和绑定丝不受外部环境的影响。荧光胶纵剖面的顶部为凸状弧形结构，使其表面形成具有一定表面张力的微凸状结构，以进一步扩大其发光范围，同时，荧光胶还可以设置在基板10侧面上，以进一步增加发光效果。LED芯片同向（除端部的LED芯片外，其余任意LED芯片的正极与其相邻LED芯片的负极电性连接，两个端部LED的正极和负极分别与正电极20和负电极30电性连接）连接。为了抑制瞬态电压（静电放电或高压瞬态信号引起），在本实施例一中，COB封装结构进一步包括一个齐纳二极管50，该齐纳二极管50安装于正电极20上的任意位置，且齐纳二极管50的阴极与该正电极20电性连接（例如焊接），齐纳二极管50的阳极与负电极30通过金线实现电性连接。
与实施例一相似，也可以将齐纳二极管50安装于负电极30上，且齐纳二极管50的阳极与负电极30焊接，齐纳二极管50的阴极与正电极20通过金线实现电性连接。
实施例二
实施例二通过同向或背向的二个（也可以是多个）齐纳二极管串联，以对COB器件进行双向保护。具体请参照图3和4所示，本发明涉及一种带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其实施例二的实施方式包括包括基板10、正电极20、负电极30以及LED芯片组40，正电极20、负电极30以及LED芯片组40均设置于基板10上。为了抑制瞬态电压（静电放电或高压瞬态信号引起），在本实施例二中，COB封装结构进一步包括二个齐纳二极管以及一铜箔层60，分别为第一齐纳二极管51和第二齐纳二极管52，其中，第一齐纳二极管51和第二齐纳二极管52分别安装于正电极20和铜箔层60上，第一齐纳二极管51的一端与正电极20焊接，另一端与铜箔层60通过金线实现电性连接；第二齐纳二极管52的一端与铜箔层60焊接，另一端与负电极30通过金线实现电性连接。
正电极20、负电极30以及铜箔层60均以丝网印刷工艺、或溅射、光刻和刻蚀工艺相结合的方式形成在基板10 （同时适用于实施例一和三）上。具体地，丝网印刷工艺的具体实施过程为：将所需印刷的电极的图案制作在印刷丝网上，即：在印刷丝网上电极图案部分镂空，其它部分不镂空，通过印刷丝网将金属浆料印刷至基板上，经烘烤或高温烧结后形成电极。溅射、光刻和刻蚀工艺的结合的具体过程为：在基板采用溅射或蒸镀工艺形成金属层，再经过光刻后得到在金属层表面具有电极图形的光刻胶层，再以该光刻胶层为掩膜，采用干法刻蚀或湿法腐蚀工艺去除未被光刻胶覆盖的金属层材料，得到金属电极。
这里需要说明的是：
1、所谓的同向的二个齐纳二极管串联是指二个齐纳二极管的阴极要么电性连接正电极20，要么相对于其阴极或相对于其阳极更靠近正电极20（图4所示）；
2、所谓的背向的二个齐纳二极管串联是指二个齐纳二极管的阳极电性连接，或者阴极电性连接。
作为实施例二的变形，包括但不局限于：
1、省去铜箔层60，其中一齐纳二极管安装于正电极20上，另一齐纳二极管安装于基板1或负电极30上，二个齐纳二极管之间如实施例二同向或背向串联；
2、省去铜箔层60，其中一齐纳二极管安装于负电极30上，另一齐纳二极管安装于基板1或正电极20上，二个齐纳二极管之间如实施例二同向或背向串联；
3、其中一齐纳二极管安装于负电极30上，另一齐纳二极管安装于铜箔层60上，二个齐纳二极管之间如实施例二同向或背向串联；
4、更多个齐纳二极管如实施例二同向或背向（保证至少一个齐纳二极管与其相邻齐纳二极管背向连接）串联，同时，其安装方式如实施例二或上述前3点的任意形式安装，尽可能避免二个齐纳二极管安装于同一非发光功能区（正电极或负电极或铜箔层），可以通过增加铜箔层60的方式实现安装或者安装于基板10上。
实施例三
实施例三通过同向或背向的二个齐纳二极管串联，以对COB器件进行双向保护。具体请参照图5和6所示，本发明涉及一种带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其实施例三的实施方式包括包括基板10、正电极20、负电极30以及LED芯片组40，正电极20、负电极30以及LED芯片组40均设置于基板10上。为了抑制瞬态电压（静电放电或高压瞬态信号引起），在本实施例三中，COB封装结构进一步包括二个齐纳二极管以及一铜箔层60，分别为第一齐纳二极管51和第二齐纳二极管52，其中，第一齐纳二极管51和第二齐纳二极管52分别安装于正电极20和铜箔层60上，第一齐纳二极管51的一端与铜箔层60焊接，另一端与正电极20通过金线实现电性连接；第二齐纳二极管52的一端与铜箔层60焊接，另一端与负电极30通过金线实现电性连接。同向或背向的二个（也可以是多个）齐纳二极管串联的方式如实施例二的连接方式。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：其包括基板（10）、正电极（20）、负电极（30）以及至少一LED芯片组（40），所述正电极（20）、负电极（30）以及LED芯片组（40）均设置于基板（10）上且LED芯片组（40）的两端分别与正电极（20）、负电极（30）电性连接，所述COB封装结构进一步包括齐纳二极管（50），所述齐纳二极管（50）的两端分别与正电极（20）、负电极（30）电性连接。
2.如权利要求1所述的带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：所述齐纳二极管（50）为一个，该齐纳二极管（50）安装于正电极（20）上且齐纳二极管（50）的阴极与该正电极（20）电性连接，所述齐纳二极管（50）的阳极与负电极（30）电性连接。
3.如权利要求1所述的带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：所述齐纳二极管（50）为一个，该齐纳二极管（50）安装于负电极（30）上且齐纳二极管（50）的阳极与该负电极（30）电性连接，所述齐纳二极管（50）的阴极与正电极（20）电性连接。
4.如权利要求1所述的带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：所述齐纳二极管（50）为二个，分别为第一齐纳二极管（51）和第二齐纳二极管（52），所述COB封装结构进一步包括一铜箔层（60），其中，所述第一齐纳二极管（51）和第二齐纳二极管（52）分别安装于正电极（20）和铜箔层（60）上，所述第一齐纳二极管（51）的两端分别与正电极（20）和铜箔层（60）电性连接，所述第二齐纳二极管（52）的两端分别与铜箔层（60）和负电极（30）电性连接。
5.如权利要求1所述的带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：所述齐纳二极管（50）为二个，分别为第一齐纳二极管（51）和第二齐纳二极管（52），所述COB封装结构进一步包括一铜箔层（60），其中，所述第一齐纳二极管（51）和第二齐纳二极管（52）分别安装于铜箔层（60）和负电极（30）上，所述第一齐纳二极管（51）的两端分别与铜箔层（60）和正电极（20）电性连接，所述第二齐纳二极管（52）的两端分别与负电极（30）和铜箔层（60）电性连接。
6.如权利要求1所述的带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：所述齐纳二极管（50）为二个，分别为第一齐纳二极管（51）和第二齐纳二极管（52），所述COB封装结构进一步包括一铜箔层（60），其中，所述第一齐纳二极管（51）和第二齐纳二极管（52）均安装于铜箔层（60）上，所述第一齐纳二极管（51）的两端分别与铜箔层（60）和正电极（20）电性连接，所述第二齐纳二极管（52）的两端分别与铜箔层（60）和负电极（30）电性连接。
7.如权利要求1所述的带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：所述齐纳二极管（50）为二个，分别为第一齐纳二极管（51）和第二齐纳二极管（52），所述COB封装结构进一步包括一铜箔层（60），其中，所述第一齐纳二极管（51）和第二齐纳二极管（52）均安装于铜箔层（60）上，所述第一齐纳二极管（51）的两端分别与铜箔层（60）和正电极（20）电性连接，所述第二齐纳二极管（52）的两端分别与铜箔层（60）和负电极（30）电性连接。
8.如权利要求1-7任一项所述的带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：所述LED芯片组（40）由至少二个LED芯片（41）串联形成。
9.如权利要求8所述的带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：所述LED芯片（41）的上表面覆盖有荧光胶。
10.如权利要求4-7任一项所述的带有齐纳二极管保护的COB封装结构，其特征在于：所述正电极（20）、负电极（30）以及铜箔层（60）均以丝网印刷工艺形成在基板（10）上，或均以溅射、光刻和刻蚀工艺相结合的方式形成在基板（10）上。
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