CN108598240A - 一种高反射镜面玻璃板封装的cob光源及封装方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种高反射镜面玻璃板封装的COB光源及封装方法，包括玻璃基板（1）、高反射镜面层（2）、焊盘（3），围坝圈（4）、GaN氮化镓芯片（5）、高导热固晶底胶（6）、键合金丝（7）、荧光胶水（8）；在高反射镜面玻璃基板设置一个发光面的围坝圈（4），固定多颗可六面发光的GaN氮化镓芯片（5），所述GaN氮化镓芯片（5）经过键合金丝（7）键合后完成电气连接；使用荧光胶水（8）覆盖在所述GaN氮化镓芯片（5）发光面上。本申请产生＞90的显色指数，本发明通过高反射镜面玻璃将六面发光的GaN氮化镓芯片底部所发出的光又反射到荧光粉层，二次激发提高10%‑20%的光效。

Description

一种高反射镜面玻璃板封装的COB光源及封装方法
技术领域
本申请属于LED封装领域，特别涉及一种高反射镜面玻璃板封装的COB光源及封装方法。
背景技术
COB光源封装，即板上的芯片封装，是裸芯片贴片技术之一，LED芯片贴装在印刷线路的铝基板上，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用黄色荧光粉加硅胶覆盖在芯片表面，荧光粉层吸收LED芯片所发出的蓝光激发组合出白光，并依靠硅胶层保护LED芯片及键合线。一般发光效率为100-120LM/W，显色指数普遍为70，但随着目前COB照明产品的广泛应用，人们对COB产品的发光效率及光照的演色系数也越来越重视。现在市场上的COB产品普遍使用铝基板封装，在封装胶烘烤固化阶段基板易出现形变，导致键合线受力而受损，出现品质隐患；现有COB产品在同等成本的前提下，单靠芯片、胶水、荧光粉、镀银层来提高发光效率已几近不可能。而往往提高光效后显色指数又做的很低。
发明内容
为解决上述技术问题：本申请提出一种高反射镜面玻璃板封装的COB光源，包括玻璃基板（1）、高反射镜面层（2）、焊盘（3），围坝圈（4）、GaN氮化镓芯片（5）、高导热固晶底胶（6）、键合金丝（7）、荧光胶水（8）；所述玻璃基板（1）的底面设置所述高反射镜面层（2），所述焊盘（3）设置在所述玻璃（1）的顶面；
该高反射镜面玻璃基板使用高触变性硅胶在所述银质焊盘（3）外围点胶形成一个发光面的围坝圈（4）；使用透明高导热固晶底胶（6），固定多颗可六面发光的GaN氮化镓芯片（5），所述GaN氮化镓芯片（5）经过键合金丝（7）键合后完成电气连接；使用荧光胶水（8）覆盖在所述GaN氮化镓芯片（5）发光面上。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述荧光胶水（8）包括黄色YAG荧光粉、红色氮化物荧光粉及绿色硅酸盐荧光粉搭配甲基硅胶。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述荧光胶水（8）的搭配比例为：黄色YAG荧光粉：红色氮化物荧光粉：绿色硅酸盐荧光粉：甲基硅胶=8.88:1.11:1.66:100。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述甲基硅胶为高耐温甲基硅胶，其折射率为1.41-1.43。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述围坝圈（4）为0.6-1.2mm宽。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述焊盘（3）位银质焊盘，所述银质为一层厚度为100-200um的银。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述键合金丝（7）采用纯度AU≥99.99%的金，所述键合金丝（7）通过超声热压焊接技术将GaN氮化镓芯片（5）与焊盘（3）进行焊接连接。
一种高反射镜面玻璃板封装的COB光源的封装方法，包括如下步骤：
1、制作高反射镜面层（2）；
2、在玻璃基板顶面涂覆一层厚度为100-200um的银浆，经过高温烧结后得到银质焊盘（3）；
3、使用缩合型硅橡胶，在焊盘（3）外围1MM处围坝，经过150℃/1H烘烤后形成一圈0.6-1.2mm宽， 0.6-1.2mm宽的围坝圈（4）；
4、选择六面发光的正装GaN氮化镓芯片（5），使用无色透明的高导热固晶底胶（6），将所述GaN氮化镓芯片（5）通过阵列的方式排布固定在玻璃基板（1）上。
5、采用纯度AU≥99.99%的键合金丝（7），使用超声热压焊接技术完成所述GaN氮化镓芯片（5）与所述银质焊盘（3）之间的电气连接；
6、使用黄色YAG荧光粉、红色氮化物荧光粉、绿色硅酸盐荧光粉，搭配折射率为1.41-1.43的高耐温甲基硅胶，按照一定的比例制备，经过充分的离心搅拌及真空脱泡后，调配出高显色指数的荧光胶水（8），涂覆在围坝圈（4）内圈的LEDGaN氮化镓芯片（5）及玻璃基板（1）上。
所述的封装方法，其中，所述步骤1具体包括：
（1）采用化学镀银法将硝酸银溶于水中，加氨水和氢氧化钠溶液并稀释成氢氧化银氨复盐，制成镀银液；（2）以转化糖或甲醛、酒石酸钾钠溶液为还原液；
（3）将玻璃（1）底部经裁切、磨边、研磨、抛光、表面洗净后,用氯化亚锡稀溶液敏化,然后洗净，再用镀银液和还原液混合立即浸注表面，镜面形成后洗净即可得到高反射镜面层（2）。
所述的封装方法，其中，所述步骤6具体包括：使用发射峰值为540-550的黄色YAG荧光粉、发射峰值为640-650的红色氮化物荧光粉、发射峰值为525-530的绿色硅酸盐荧光粉，所述荧光胶水（8）的搭配比例为：黄色YAG荧光粉：红色氮化物荧光粉：绿色硅酸盐荧光粉：甲基硅胶=8.88:1.11:1.66:100。
本发明的优点在于：集GaN氮化镓芯片于一种高反射镜面玻璃之上，利用物理学中入射角等于反射角的原理，使用可底部发光的GaN氮化镓芯片底部发出的光，垂直射入高反射镜面，而反射的光也垂直于镜面反射到荧光胶层，二次激发荧光粉：又因其本发明中使用发射峰值为540-550的黄色YAG荧光粉加发射峰值为640-650的红色氮化物荧光粉加发射峰值为525-530的绿色硅酸盐荧光粉，芯片使用波长为450-470nm范围内的波长，能够有效激发540-550nm范围内的黄色荧光粉，发出峰波在540-550nm的光，并与芯片本身所发出的蓝光结合后发出白光，在加入了发射峰值为640-650的红色氮化物荧光粉，发射峰值为525-530的绿色硅酸盐荧光粉后，原本缺失的红色光谱及绿色光谱得到弥补，扩大色域，使发光效率提升10-20%的基础上显色指数达到90以上。
附图说明
图1为高反射镜面玻璃基板制作工艺结构图。
图2为整个COB结构图。
图3为本发明光效提升原理图。
图4为本发明光色电测试系统测试报告示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
如图1所示，为高反射镜面玻璃基板制作工艺结构图图，玻璃1、高反射镜面层 2、银质焊盘 3。所述玻璃基板（1）的底面设置所述高反射镜面层（2），所述焊盘（3）设置在所述玻璃（1）的顶面。
如图2所示，为整个COB结构图。围坝圈 4、GaN氮化镓芯片 5、高导热固晶底胶 6、键合金丝 7、荧光胶水 8。
该高反射镜面玻璃基板使用高触变性硅胶在所述银质焊盘（3）外围点胶形成一个发光面的围坝圈（4）；使用透明高导热固晶底胶（6），固定多颗可六面发光的GaN氮化镓芯片（5），所述GaN氮化镓芯片（5）经过键合金丝（7）键合后完成电气连接；使用荧光胶水（8）覆盖在所述GaN氮化镓芯片（5）发光面上。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述荧光胶水（8）包括黄色YAG荧光粉、红色氮化物荧光粉及绿色硅酸盐荧光粉搭配甲基硅胶。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述荧光胶水（8）的搭配比例为：黄色YAG荧光粉：红色氮化物荧光粉：绿色硅酸盐荧光粉：甲基硅胶=8.88:1.11:1.66:100。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述甲基硅胶为高耐温甲基硅胶，其折射率为1.41-1.43。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述围坝圈（4）为0.6-1.2mm宽。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述焊盘（3）位银质焊盘，所述银质为一层厚度为100-200um的银。
所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其中，所述键合金丝（7）采用纯度AU≥99.99%的金，所述键合金丝（7）通过超声热压焊接技术将GaN氮化镓芯片（5）与焊盘（3）进行焊接连接。
为了解决传统COB光源光效提升困难、基板形变造成的品质隐患等问题，本发明提供一种高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其包括高反射镜面玻璃基板，该基板使用高触变性硅胶在焊盘外围点胶形成一个发光面的围坝墙，并使用透明绝缘固晶胶，固定多颗可六面发光的GaN氮化镓LED芯片，芯片经过引线键合后完成电气连接，使用黄色YAG荧光粉红色氮化物荧光粉及绿色硅酸盐荧光粉搭配甲基硅胶覆盖在发光面上，产生＞90的显色指数，本发明通过高反射镜面玻璃将六面发光的GaN氮化镓芯片底部所发出的光又反射到荧光粉层，二次激发提高10%-20%的光效。
1、采用化学镀银法将硝酸银溶于水中，加氨水和氢氧化钠溶液并稀释成氢氧化银氨复盐，制成镀银液。以转化糖或甲醛、酒石酸钾钠溶液为还原液。玻璃 1 底部经裁切、磨边、研磨、抛光、表面洗净后,用氯化亚锡稀溶液敏化,然后洗净，再用镀银液和还原液混合立即浸注表面，镜面形成后洗净即可得到高反射镜面层 2 。
2、在玻璃基板正面涂覆一层厚度为100-200um的银浆，经过高温烧结后得到银质焊盘 3 。
3、使用缩合型硅橡胶，在焊盘3外围1MM处围坝，经过150℃/1H烘烤后形成一圈0.6-1.2mm宽， 0.6-1.2mm宽的围坝圈 4 。
4、芯片使用可六面发光的正装GaN氮化镓芯片 5 ，使用无色透明的高导热固晶底胶 6 ，将芯片 5 通过阵列的方式排布固定在玻璃基板 1 上。
5、采用纯度AU≥99.99%的键合金丝 7 ，使用超声热压焊接技术完成芯片 5 与焊盘 3 之间的电气连接。
6、使用发射峰值为540-550的黄色YAG荧光粉加发射峰值为640-650的红色氮化物荧光粉加发射峰值为525-530的绿色硅酸盐荧光粉，搭配折射率为1.41-1.43的高耐温甲基硅胶，按照8.88:1.11:1.66:100的比例制备，经过充分的离心搅拌及真空脱泡后，调配出高显色指数的荧光胶水 8 ，涂覆在围坝圈 4 内圈的LEDGaN氮化镓芯片 5 及玻璃基板 1上。
如图3所示，为本发明光效提升原理图。在物理学中入射角是等于反射角的，所以当光垂直射入镜面的话，入射角垂直于镜面，出反射角也应垂直于镜面，所以说它们同时垂直于镜面，又与法线法线重合，所以入射角与反射角都为0°。故本发明如图2所示利用GaN氮化镓衬底芯片 5 底部所发出的光，透过无色透明的高导热固晶底胶 6 及玻璃基板 1 后，垂直入射玻璃基板1的高反射镜面层 2 后，又原路反射透过玻璃基板 1 与无色透明的高导热固晶底胶 6 及GaN氮化镓衬底芯片 5 ，到达荧光胶水 8，二次激发荧光胶水 8 ，可提高发光效率10%-20%。本发明中芯片使用波长为450-470nm范围内的波长，能够有效激发540-550nm范围内的黄色荧光粉，发出峰波在540-550nm的光，并与芯片本身所发出的蓝光结合后发出白光，在加入了发射峰值为640-650的红色氮化物荧光粉，发射峰值为525-530的绿色硅酸盐荧光粉后，原本缺失的红色光谱及绿色光谱得到弥补，扩大色域，使显色指数达到90以上。
本发明的优点在于：集GaN氮化镓芯片于一种高反射镜面玻璃之上，利用物理学中 入射角等于反射角的原理，使用可底部发光的GaN氮化镓芯片底部发出的光，垂直射入高反 射镜面，而反射的光也垂直于镜面反射到荧光胶层，二次激发荧光粉：又因其本发明中使用 发射峰值为540-550的黄色YAG荧光粉加发射峰值为640-650的红色氮化物荧光粉加发射峰 值为525-530的绿色硅酸盐荧光粉，芯片使用波长为450-470nm范围内的波长，能够有效激 发540-550nm范围内的黄色荧光粉，发出峰波在540-550nm的光，并与芯片本身所发出的蓝 光结合后发出白光，在加入了发射峰值为640-650的红色氮化物荧光粉，发射峰值为525- 530的绿色硅酸盐荧光粉后，原本缺失的红色光谱及绿色光谱得到弥补，扩大色域，使发光 效率提升10-20%的基础上显色指数达到90以上。如图4所示，本发明的光电测试参数如下：
电压VF(V) 光通量Ф(lm) 光效(lm/W) 色坐标X 色坐标Y 色温TC 测试电流IF 功率（W） 显色指数Ra 色容差SDCM
265.26 4487.6 142 0.3174 0.3305 6439 119.2 31.61 91.3 2.1
本发明为其主要的技术特征为使用高反射玻璃镜面作为基板的COB光源，来提升COB光源的光效，且目前为最优方案，但不排除有本发明原理使用其他方式方法实现。因此，只要使用玻璃基板，或其相同镜面反射原理的均在本发明权益范围内。

Claims (10)

1.一种高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其特征在于，包括玻璃基板（1）、高反射镜面层 （2）、焊盘 （3），围坝圈 （4）、GaN氮化镓芯片（5）、高导热固晶底胶 （6）、键合金丝 （7）、荧光胶水 （8）；所述玻璃基板（1）的底面设置所述高反射镜面层 （2），所述焊盘（3）设置在所述玻璃（1）的顶面；
该高反射镜面玻璃基板使用高触变性硅胶在所述焊盘 （3）外围点胶形成一个发光面的围坝圈（4）；使用透明高导热固晶底胶 （6），固定多颗可六面发光的GaN氮化镓芯片（5），所述GaN氮化镓芯片（5）经过键合金丝 （7）键合后完成电气连接；使用荧光胶水 （8）覆盖在所述GaN氮化镓芯片（5）发光面上。
2.如权利要求1所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其特征在于，所述荧光胶水（8）包括黄色YAG荧光粉、红色氮化物荧光粉及绿色硅酸盐荧光粉搭配甲基硅胶。
3.如权利要求2所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其特征在于，所述荧光胶水（8）的搭配比例为：黄色YAG荧光粉：红色氮化物荧光粉：绿色硅酸盐荧光粉：甲基硅胶=8.88:1.11:1.66:100。
4.如权利要求2或3所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其特征在于，所述甲基硅胶为高耐温甲基硅胶，其折射率为1.41-1.43。
5.如权利要求2或3所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其特征在于，所述围坝圈（4）为0.6-1.2mm宽。
6.如权利要求1所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其特征在于，所述焊盘（3）位银质焊盘，所述银质为一层厚度为100-200um的银。
7.如权利要求1所述的高反射镜面玻璃板封装的COB光源，其特征在于，所述键合金丝（7）采用纯度AU≥99.99%的金，所述键合金丝 （7）通过超声热压焊接技术将GaN氮化镓芯片（5）与焊盘 （3）进行焊接连接。
8.一种高反射镜面玻璃板封装的COB光源的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
1、制作高反射镜面层（2）；
2、在玻璃基板顶面涂覆一层厚度为100-200um的银浆，经过高温烧结后得到银质焊盘（3）；
3、使用缩合型硅橡胶，在焊盘（3）外围1MM处围坝，经过150℃/1H烘烤后形成一圈0.6-1.2mm宽， 0.6-1.2mm宽的围坝圈 （4）；
4、选择六面发光的正装GaN氮化镓芯片 （5） ，使用无色透明的高导热固晶底胶 （6），将所述GaN氮化镓芯片 （5） 通过阵列的方式排布固定在玻璃基板（1）上；
5、采用纯度AU≥99.99%的键合金丝 （7），使用超声热压焊接技术完成所述GaN氮化镓芯片 （5） 与所述银质焊盘（3）之间的电气连接；
6、使用黄色YAG荧光粉、红色氮化物荧光粉、绿色硅酸盐荧光粉，搭配折射率为1.41-1.43的高耐温甲基硅胶，按照一定的比例制备，经过充分的离心搅拌及真空脱泡后，调配出高显色指数的荧光胶水（8），涂覆在围坝圈（4）内圈的LEDGaN氮化镓芯片 （5）及玻璃基板（1）上。
9.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
（1）采用化学镀银法将硝酸银溶于水中，加氨水和氢氧化钠溶液并稀释成氢氧化银氨复盐，制成镀银液；（2）以转化糖或甲醛、酒石酸钾钠溶液为还原液；
（3）将玻璃 （1）底部经裁切、磨边、研磨、抛光、表面洗净后,用氯化亚锡稀溶液敏化,然后洗净，再用镀银液和还原液混合立即浸注表面，镜面形成后洗净即可得到高反射镜面层（2）。
10.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于，所述步骤6具体包括：使用发射峰值为540-550的黄色YAG荧光粉、发射峰值为640-650的红色氮化物荧光粉、发射峰值为525-530的绿色硅酸盐荧光粉，所述荧光胶水 （8）的搭配比例为：黄色YAG荧光粉：红色氮化物荧光粉：绿色硅酸盐荧光粉：甲基硅胶=8.88:1.11:1.66:100。
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