CN113241398A - 一种cob光源封装热平衡处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种COB光源封装热平衡处理工艺,通过对COB封装工艺中涉及的组分、工艺进行优化,极大程度地提高COB芯片的散热性能,有效地提升了集装COB芯片的散热效率,并提升COB芯片的发光效率;在整个封装热平衡处理工艺中,本申请创造性地设计了散热槽、散热槽内的散热层B、固晶凹槽内的散热层A相互配合,通过多路径对COB芯片进行散热,以保证COB光源的散热性能。本申请工艺设计合理,操作简单,制备得到的COB光源具有较高的出光率,且散热性能优异,散热效率高,该封装工艺可广泛适用于LED封装,具有较高的实用性。

Description

一种COB光源封装热平衡处理工艺
技术领域
本发明涉及COB封装技术领域,具体为一种COB光源封装热平衡处理工艺。
背景技术
COB封装,又称之为板上芯片封装(Chips on Board COB),是为了解决LED散热问题的一种技术,是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上,然后进行引线键合实现其电气连接。
现有技术中,为提高COB光源的散热性能,COB光源的封装基板底部会依次设置有导热胶和散热器,而现有的研发人员一般会选择对散热器的结构、组分进行优化以提高散热性能,但由于散热器位于封装基板底部,其散热效果依旧无法满足实际需求,散热性能差。
基于上述情况,我们公开了一种COB光源封装热平衡处理工艺,以解决该问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种COB光源封装热平衡处理工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种COB光源封装热平衡处理工艺,包括以下步骤:
(1)制备封装基板,所述封装基板上表面形成若干个固晶凹槽和若干个散热槽,散热槽之间相互平行且等间距间隔排列,所述散热槽均设置为横向散热槽,相邻散热槽之间形成固晶区,所述固晶凹槽均匀设置在固晶区中;
(2)通过固晶胶将COB芯片固晶至封装基板表面的固晶凹槽内,140-150℃下烘烤固化,在COB芯片上表面点涂硅胶,直至硅胶覆盖整个COB芯片的上表面并形成硅胶层,取散热料并填充至COB芯片与固晶凹槽两侧的间隙中,灌入硅胶后静置5-10min,加热固化后形成散热层A;再去除COB芯片的上表面硅胶层;
(3)采用金线将COB芯片、封装基板表面的电路层键合;
(4)围坝并涂覆荧光胶,固化后封装,进行性能测试,得到成品。
较优化的方案,步骤(1)具体步骤为:
A.取氮化铝陶瓷板,置于氢氧化钠溶液中超声清洗10-20min,去离子水超声清洗,将清洗后的氮化铝陶瓷板置于真空镀膜机中,在表面镀钛层,再在钛层表面沉积铜层,并采用电镀工艺增厚铜层,得到陶瓷基板;
B.取陶瓷基板,剪切,在铜层上表面涂覆光刻胶,95-100℃下烘烤12-20min,紫外曝光、显影后形成散热槽图案,进行ICP刻蚀,刻蚀后形成若干个散热槽,散热槽之间相互平行且等间距间隔排列,所述散热槽均设置为横向散热槽;
C.在散热槽制备散热层B;
D.取步骤C处理后的陶瓷基板,在上表面涂覆光刻胶且光刻胶覆盖整个陶瓷基板,95-100℃下烘烤12-20min,先掩膜曝光形成固晶凹槽图案,相邻散热槽之间形成固晶区,所述固晶凹槽均匀设置在固晶区中;再掩膜曝光形成电路层图案,其中电路层设计时绕开固晶凹槽和散热槽;曝光后转移至显影液中显影,再进行ICP刻蚀,分别得到若干个固晶凹槽和电路层;
E.取步骤D处理后的陶瓷基板,去除表面光刻胶,再置于丙酮中清洗,乙醇、去离子水超声清洗,烘干;
F.取步骤E处理后的陶瓷基板,在陶瓷基板下表面涂覆光刻胶,曝光显影后形成若干导热槽图案,刻蚀液刻蚀后形成若干导热槽;
G.在步骤F制备的陶瓷基板上表面依次进行阻焊,形成封装基板。
较优化的方案,所述散热层A的高度为a,所述氮化铝陶瓷板的厚度为b,所述散热层B的高度为c,所述固晶凹槽的高度为d,则d<a≤c-1/3b。
较优化的方案,步骤B中,散热槽刻蚀后,氮化铝陶瓷板被刻蚀的高度与未刻蚀高度比为1:2。
较优化的方案,步骤D中,固晶凹槽进行ICP刻蚀时,刻蚀深度至暴露出氮化铝陶瓷板。
较优化的方案,步骤F中,封装基板下表面与散热槽位置相对应的导热槽与散热槽底端连通。
较优化的方案,所述散热料为石墨烯粉末、氮化硼粉末混合。
较优化的方案,散热层B的制备步骤为:
取环氧树脂、乙酰丙酮钕,质量比为100:1,混合后置于70-80℃下,搅拌1.5-2h,真空除泡后静置,得到环氧树脂溶液;
取石墨烯纳米微粉,无水乙醇溶解,超声分散10-20min,加入聚氨酯海绵,以3000-3500rmp/min转速离心5-8min,除去上清液,置于50-60℃下烘干,烘干后1200-1500℃下热解8-10s,再在真空条件下处理25-30min,处理温度为2500-2600℃,得到石墨烯泡沫;
取石墨烯泡沫,置于散热槽中平铺,110-120℃下预热10-15min,灌入环氧树脂溶液,160-165℃条件下固化14-15h,自然冷却,得到散热层B。
较优化的方案,步骤A中,所述钛层的厚度为1-3nm,铜层厚度为15-17um。
较优化的方案,根据以上所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺制备的COB光源。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
本方案中,该热平衡处理工艺所采用的基板包括但并不仅限于氮化铝陶瓷基板,也可以选择铝基板、铜基板、其他陶瓷基板等,所采用的固晶胶、COB芯片、金线都能够根据现有已研发的组分进行替换,且最终通过该热平衡处理工艺制备得到的COB光源均具有优异的散热效率,出光率高。
以下为本申请主要公开的其中一种方案:
本发明公开了一种COB光源封装热平衡处理工艺,通过对COB封装工艺中涉及的组分、工艺进行优化,极大程度地提高COB芯片的散热性能,有效地提升了集装COB芯片的散热效率,并提升COB芯片的发光效率;现有技术中,为提高COB光源的散热性能,COB光源的封装基板底部会依次设置有导热胶和散热器,而现有的研发人员一般会选择对散热器的结构、组分进行优化以提高散热性能,但由于散热器位于封装基板底部,其散热效果依旧无法满足实际需求,因此在整个封装热平衡处理工艺中,本申请创造性地设计了散热槽、散热槽内的散热层B、固晶凹槽内的散热层A相互配合,通过多路径对COB芯片进行散热,以保证COB光源的散热性能。
(1)实际加工时,本申请首先进行封装基板的制备,该方案中选择以氮化铝陶瓷板作为主体,氮化铝陶瓷本身就具备较高的导热系数,其导热性能明显优异其他金属电路板;但由于氮化铝陶瓷板与铜层的润湿性较差,直接在氮化铝陶瓷板表面沉积铜层,二者之间的结合力无法得到保证,影响后续的COB封装,因此本申请先在氮化铝陶瓷板表面沉积钛层,钛层的厚度为1-3nm,以作为过渡层以提高铜层与氮化铝陶瓷板之间的润湿性;接着在氮化铝陶瓷板表面沉积铜层并电镀加厚铜层至厚度为15-17um,得到陶瓷基板;
(2)接着进行散热槽的制备,本申请先将陶瓷基板剪切成预设的尺寸,在陶瓷基板上表面铜层上涂覆光刻胶,并进行曝光显影,此时陶瓷基板表面暴露出散热槽的图案,进行ICP刻蚀以去除散热槽内的铜层、钛层,并一直向下刻蚀至氮化铝陶瓷板的1/3处,即氮化铝陶瓷板被刻蚀的高度与未刻蚀高度比为1:2;在设计散热槽图案时,本申请创造性地设计了若干个横向散热槽,且每个散热槽之间相互平行、等间距间隔排列。
(3)接着以聚氨酯海绵为模板,制备得到三维结构的石墨烯泡沫,将石墨烯泡沫填充至散热槽中,灌入环氧树脂溶液后固化冷却,形成散热层B,步骤C散热层B制备结束后,散热层B上表面与光刻胶上表面处于同一水平线上,在后续去除光刻胶后,散热层B的高度会明显高于铜层。
(4)随后本申请再次在陶瓷基板表面涂覆光刻胶,覆盖整个散热基板并进行后续固晶凹槽、电路层的曝光显影,在固晶凹槽图案设计时,将固晶凹槽均匀设置在相邻散热槽之间形成的固晶区中,其中固晶区分为奇数行和偶数行,奇数行、偶数行中的固晶凹槽均设置为等间距排列,且相邻固晶凹槽间隔的距离为一个固晶凹槽的长度,偶数行的固晶凹槽的位置与奇数行固晶凹槽间隔间隙的位置相互对应设置;这样设计能够有效提高COB芯片的出光效果,且在进行散热时,各个COB芯片的热量的相互影响大大降低。
同时,在该过程中,电路层的设计需要根据散热槽、固晶凹槽的位置进行设计,电路层绕开散热槽和固晶凹槽,曝光后转移至显影液中显影,再进行ICP刻蚀,分别得到若干个固晶凹槽和电路层;固晶凹槽进行ICP刻蚀时,刻蚀深至暴露出氮化铝陶瓷板停止。
(5)随后去除陶瓷基板表面光刻胶,清洗烘干后再陶瓷基板的背面刻蚀若干个导热槽,其中散热层B对应设置的导热槽底部与散热槽连通,这样设计能够有效将陶瓷基板上表面的热量传递至导热槽中,实际操作时导热槽内进行电镀金属或填充导热胶,可有效将热量传递至下方的散热器中进行散热;导热槽的高度可根据实际要求设置。
同时为进一步提高散热效率,在通过固晶胶将COB芯片固晶至封装基板表面的固晶凹槽内后,在COB芯片与固晶凹槽两侧的间隙中填充散热料,灌入硅胶后加热固化形成散热层A,散热层A的设计可从侧面增加芯片导热途径,同时散热层A的高度进行限定,散热层A的高度a大于固晶凹槽的高度d,且散热层A的上表面低于或者等于散热层B,即所述散热层A的高度为a,所述氮化铝陶瓷板的厚度为b,所述散热层B的高度为c,所述固晶凹槽的高度为d,则d<a≤c-1/3b;这样限定能够使散热层A与散热层B接触,并进行热量传递,以提高散热效率;硅胶层的设计是为了对芯片进行保护,避免芯片表面残留有散热料影响出光。
(6)固晶后采用金线将COB芯片、封装基板表面的电路层键合;围坝并涂覆荧光胶,固化后封装,进行性能测试,得到COB光源成品;后续需要再COB光源下表面依次设置导热胶、散热器等结构。
本申请设计了一种COB光源封装热平衡处理工艺,工艺设计合理,操作简单,制备得到的COB光源具有较高的出光率,且散热性能优异,散热效率高,该封装工艺可广泛适用于LED封装,具有较高的实用性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的实施例1制备的陶瓷基板的局部结构示意图;
图2是本发明的实施例1步骤B加工时,陶瓷基板上表面涂覆光刻胶后的局部结构示意图;
图3是本发明的实施例1步骤B加工时,光刻后散热槽的局部结构示意图;
图4是本发明的实施例1步骤C加工时,散热槽内制备散热层B后的局部结构示意图;
图5是本发明的实施例1步骤(1)制备的封装基板局部结构示意图;
图6是本发明的实施例1步骤(2)固晶COB芯片后,固晶凹槽的局部结构示意图;
图7是本发明的实施例1步骤(2)硅胶层、散热层A制备后,固晶凹槽的局部结构示意图;
图8是本发明的实施例1步骤(2)加工结束后固晶凹槽的局部结构示意图;
图9是本发明的实施例1步骤(1)中,封装基板表面散热槽、固晶凹槽的位置示意图。
图中:1-氮化铝陶瓷板、2-钛层、3-铜层、4-光刻胶、5-散热槽、6-散热层B、7-固晶凹槽、8-导热槽、9-固晶胶、10-COB芯片、11-硅胶层、12-散热层A。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
一种COB光源封装热平衡处理工艺,包括以下步骤:
(1)制备封装基板:
A.取氮化铝陶瓷板1,置于氢氧化钠溶液中超声清洗10min,去离子水超声清洗,将清洗后的氮化铝陶瓷板1置于真空镀膜机中,在表面镀钛层2,所述钛层2的厚度为2nm,再在钛层2表面沉积铜层3,并采用电镀工艺增厚铜层3至厚度为16um,得到陶瓷基板;
B.取陶瓷基板,剪切,在铜层3上表面涂覆光刻胶4,95℃下烘烤20min,紫外曝光、显影后形成散热槽图案,进行ICP刻蚀,刻蚀后形成若干个散热槽5,散热槽5之间相互平行且等间距间隔排列,所述散热槽5均设置为横向散热槽;散热槽5进行ICP刻蚀后,氮化铝陶瓷板1被刻蚀的高度与未刻蚀高度比为1:2。
C.取环氧树脂、乙酰丙酮钕,质量比为100:1,混合后置于70℃下,搅拌2h,真空除泡后静置,得到环氧树脂溶液;
取石墨烯纳米微粉,无水乙醇溶解,超声分散10min,加入聚氨酯海绵,离心5min,除去上清液,置于50℃下烘干,烘干后1200℃下热解10s,再在真空条件下处理25min,处理温度为2600℃,得到石墨烯泡沫;
取石墨烯泡沫,置于散热槽中平铺,110℃下预热15min,灌入环氧树脂溶液,160℃条件下固化15h,自然冷却,得到散热层B 6。
D.取步骤C处理后的陶瓷基板,在上表面涂覆光刻胶4且光刻胶覆盖整个陶瓷基板,95℃下烘烤20min,先掩膜曝光形成固晶凹槽图案,相邻散热槽之间形成固晶区,所述固晶凹槽7均匀设置在固晶区中;再掩膜曝光形成电路层图案,其中电路层设计时绕开固晶凹槽7和散热槽5;曝光后转移至显影液中显影,再进行ICP刻蚀,分别得到若干个固晶凹槽7和电路层;固晶凹槽7进行ICP刻蚀时,刻蚀深度至暴露出氮化铝陶瓷板1。
E.取步骤D处理后的陶瓷基板,去除表面光刻胶,再置于丙酮中清洗,乙醇、去离子水超声清洗,烘干;
F.取步骤E处理后的陶瓷基板,在陶瓷基板下表面涂覆光刻胶,曝光显影后形成若干导热槽图案,刻蚀液刻蚀后形成若干导热槽8;封装基板下表面与散热槽位置相对应的导热槽与散热槽底端连通。
G.在步骤F制备的陶瓷基板上表面依次进行阻焊,形成封装基板。
(2)通过固晶胶9将COB芯片10固晶至封装基板表面的固晶凹槽7内,140℃下烘烤固化,在COB芯片10上表面点涂硅胶,直至硅胶覆盖整个COB芯片10的上表面并形成硅胶层11,取散热料并填充至COB芯片10与固晶凹槽7两侧的间隙中,灌入硅胶后静置5min,加热固化后形成散热层A 12;再去除COB芯片10的上表面硅胶层11;所述散热料为石墨烯粉末、氮化硼粉末混合。
(3)采用金线将COB芯片10、封装基板表面的电路层键合;
(4)围坝并涂覆荧光胶,固化后封装,进行性能测试,得到成品。
实施例2:
一种COB光源封装热平衡处理工艺,包括以下步骤:
(1)制备封装基板:
A.取氮化铝陶瓷板,置于氢氧化钠溶液中超声清洗15min,去离子水超声清洗,将清洗后的氮化铝陶瓷板置于真空镀膜机中,在表面镀钛层,所述钛层的厚度为2nm,再在钛层表面沉积铜层,并采用电镀工艺增厚铜层至厚度为16um,得到陶瓷基板;
B.取陶瓷基板,剪切,在铜层上表面涂覆光刻胶,98℃下烘烤15min,紫外曝光、显影后形成散热槽图案,进行ICP刻蚀,刻蚀后形成若干个散热槽,散热槽之间相互平行且等间距间隔排列,所述散热槽均设置为横向散热槽;散热槽进行ICP刻蚀后,氮化铝陶瓷板被刻蚀的高度与未刻蚀高度比为1:2。
C.取环氧树脂、乙酰丙酮钕,质量比为100:1,混合后置于5℃下,搅拌1.8h,真空除泡后静置,得到环氧树脂溶液;
取石墨烯纳米微粉,无水乙醇溶解,超声分散15min,加入聚氨酯海绵,离心7min,除去上清液,置于55℃下烘干,烘干后1400℃下热解9s,再在真空条件下处理28min,处理温度为2550℃,得到石墨烯泡沫;
取石墨烯泡沫,置于散热槽中平铺,115℃下预热13min,灌入环氧树脂溶液,162℃条件下固化14.5h,自然冷却,得到散热层B。
D.取步骤C处理后的陶瓷基板,在上表面涂覆光刻胶且光刻胶覆盖整个陶瓷基板,98℃下烘烤16min,先掩膜曝光形成固晶凹槽图案,相邻散热槽之间形成固晶区,所述固晶凹槽均匀设置在固晶区中;再掩膜曝光形成电路层图案,其中电路层设计时绕开固晶凹槽和散热槽;曝光后转移至显影液中显影,再进行ICP刻蚀,分别得到若干个固晶凹槽和电路层;固晶凹槽进行ICP刻蚀时,刻蚀深度至暴露出氮化铝陶瓷板。
E.取步骤D处理后的陶瓷基板,去除表面光刻胶,再置于丙酮中清洗,乙醇、去离子水超声清洗,烘干;
F.取步骤E处理后的陶瓷基板,在陶瓷基板下表面涂覆光刻胶,曝光显影后形成若干导热槽图案,刻蚀液刻蚀后形成若干导热槽;封装基板下表面与散热槽位置相对应的导热槽与散热槽底端连通。
G.在步骤F制备的陶瓷基板上表面依次进行阻焊,形成封装基板。
(2)通过固晶胶将COB芯片固晶至封装基板表面的固晶凹槽内,145℃下烘烤固化,在COB芯片上表面点涂硅胶,直至硅胶覆盖整个COB芯片的上表面并形成硅胶层,取散热料并填充至COB芯片与固晶凹槽两侧的间隙中,灌入硅胶后静置9min,加热固化后形成散热层A;再去除COB芯片的上表面硅胶层;所述散热料为石墨烯粉末、氮化硼粉末混合。
(3)采用金线将COB芯片、封装基板表面的电路层键合;
(4)围坝并涂覆荧光胶,固化后封装,进行性能测试,得到成品。
实施例3:
一种COB光源封装热平衡处理工艺,包括以下步骤:
(1)制备封装基板:
A.取氮化铝陶瓷板,置于氢氧化钠溶液中超声清洗20min,去离子水超声清洗,将清洗后的氮化铝陶瓷板置于真空镀膜机中,在表面镀钛层,所述钛层的厚度为2nm,再在钛层表面沉积铜层,并采用电镀工艺增厚铜层至厚度为16um,得到陶瓷基板;
B.取陶瓷基板,剪切,在铜层上表面涂覆光刻胶,100℃下烘烤12min,紫外曝光、显影后形成散热槽图案,进行ICP刻蚀,刻蚀后形成若干个散热槽,散热槽之间相互平行且等间距间隔排列,所述散热槽均设置为横向散热槽;散热槽进行ICP刻蚀后,氮化铝陶瓷板被刻蚀的高度与未刻蚀高度比为1:2。
C.取环氧树脂、乙酰丙酮钕,质量比为100:1,混合后置于80℃下,搅拌1.5h,真空除泡后静置,得到环氧树脂溶液;
取石墨烯纳米微粉,无水乙醇溶解,超声分散20min,加入聚氨酯海绵,离心8min,除去上清液,置于60℃下烘干,烘干后1500℃下热解8s,再在真空条件下处理30min,处理温度为2500℃,得到石墨烯泡沫;
取石墨烯泡沫,置于散热槽中平铺,120℃下预热10min,灌入环氧树脂溶液,165℃条件下固化14h,自然冷却,得到散热层B。
D.取步骤C处理后的陶瓷基板,在上表面涂覆光刻胶且光刻胶覆盖整个陶瓷基板,100℃下烘烤12min,先掩膜曝光形成固晶凹槽图案,相邻散热槽之间形成固晶区,所述固晶凹槽均匀设置在固晶区中;再掩膜曝光形成电路层图案,其中电路层设计时绕开固晶凹槽和散热槽;曝光后转移至显影液中显影,再进行ICP刻蚀,分别得到若干个固晶凹槽和电路层;固晶凹槽进行ICP刻蚀时,刻蚀深度至暴露出氮化铝陶瓷板。
E.取步骤D处理后的陶瓷基板,去除表面光刻胶,再置于丙酮中清洗,乙醇、去离子水超声清洗,烘干;
F.取步骤E处理后的陶瓷基板,在陶瓷基板下表面涂覆光刻胶,曝光显影后形成若干导热槽图案,刻蚀液刻蚀后形成若干导热槽;封装基板下表面与散热槽位置相对应的导热槽与散热槽底端连通。
G.在步骤F制备的陶瓷基板上表面依次进行阻焊,形成封装基板。
(2)通过固晶胶将COB芯片固晶至封装基板表面的固晶凹槽内,150℃下烘烤固化,在COB芯片上表面点涂硅胶,直至硅胶覆盖整个COB芯片的上表面并形成硅胶层,取散热料并填充至COB芯片与固晶凹槽两侧的间隙中,灌入硅胶后静置10min,加热固化后形成散热层A;再去除COB芯片的上表面硅胶层;所述散热料为石墨烯粉末、氮化硼粉末混合。
(3)采用金线将COB芯片、封装基板表面的电路层键合;
(4)围坝并涂覆荧光胶,固化后封装,进行性能测试,得到成品。
对比例:以本申请公开的陶瓷基板加工制备封装基板,并通过常规工艺制备COB光源。
检测例:
1、取实施例1-3、对比例制备的COB光源,封装基板下表面通过导热硅脂连接翅片散热器,给COB芯片(LED芯片)加载1W的功率,检测芯片正面的最高温度;
检测可知,实施例1中芯片正面的最高温度为56.7℃,实施例2中芯片最高温度为54.2℃,实施例3中芯片最高温度为55.6℃,而对比例中芯片最高温度为85.1℃,由此可知本申请设计的COB光源工艺及制备的COB光源具有优异的散热性能,其芯片最高温度大大下降,有效降低了COB光源的老化。
2、观察实施例1-3制备的COB光源,其整体出光均匀,出光率高,且封装得到的成品通过率较高,适用于实际封装生产。
综上可知:本申请设计了一种COB光源封装热平衡处理工艺,工艺设计合理,操作简单,制备得到的COB光源具有较高的出光率,且散热性能优异,散热效率高,该封装工艺可广泛适用于LED封装,具有较高的实用性。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种COB光源封装热平衡处理工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)制备封装基板,所述封装基板上表面形成若干个固晶凹槽和若干个散热槽,散热槽之间相互平行且等间距间隔排列,所述散热槽均设置为横向散热槽,相邻散热槽之间形成固晶区,所述固晶凹槽均匀设置在固晶区中;
(2)通过固晶胶将COB芯片固晶至封装基板表面的固晶凹槽内,140-150℃下烘烤固化,在COB芯片上表面点涂硅胶,直至硅胶覆盖整个COB芯片的上表面并形成硅胶层,取散热料并填充至COB芯片与固晶凹槽两侧的间隙中,灌入硅胶后静置5-10min,加热固化后形成散热层A;再去除COB芯片的上表面硅胶层;
(3)采用金线将COB芯片、封装基板表面的电路层键合;
(4)围坝并涂覆荧光胶,固化后封装,进行性能测试,得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺,其特征在于:步骤(1)具体步骤为:
A.取氮化铝陶瓷板,置于氢氧化钠溶液中超声清洗10-20min,去离子水超声清洗,将清洗后的氮化铝陶瓷板置于真空镀膜机中,在表面镀钛层,再在钛层表面沉积铜层,并采用电镀工艺增厚铜层,得到陶瓷基板;
B.取陶瓷基板,剪切,在铜层上表面涂覆光刻胶,95-100℃下烘烤12-20min,紫外曝光、显影后形成散热槽图案,进行ICP刻蚀,刻蚀后形成若干个散热槽,散热槽之间相互平行且等间距间隔排列,所述散热槽均设置为横向散热槽;
C.在散热槽制备散热层B;
D.取步骤C处理后的陶瓷基板,在上表面涂覆光刻胶且光刻胶覆盖整个陶瓷基板,95-100℃下烘烤12-20min,先掩膜曝光形成固晶凹槽图案,相邻散热槽之间形成固晶区,所述固晶凹槽均匀设置在固晶区中;再掩膜曝光形成电路层图案,其中电路层设计时绕开固晶凹槽和散热槽;曝光后转移至显影液中显影,再进行ICP刻蚀,分别得到若干个固晶凹槽和电路层;
E.取步骤D处理后的陶瓷基板,去除表面光刻胶,再置于丙酮中清洗,乙醇、去离子水超声清洗,烘干;
F.取步骤E处理后的陶瓷基板,在陶瓷基板下表面涂覆光刻胶,曝光显影后形成若干导热槽图案,刻蚀液刻蚀后形成若干导热槽;
G.在步骤F制备的陶瓷基板上表面依次进行阻焊,形成封装基板。
3.根据权利要求2所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺,其特征在于:所述散热层A的高度为a,所述氮化铝陶瓷板的厚度为b,所述散热层B的高度为c,所述固晶凹槽的高度为d,则d<a≤c-1/3b。
4.根据权利要求2所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺,其特征在于:步骤B中,散热槽进行ICP刻蚀后,氮化铝陶瓷板被刻蚀的高度与未刻蚀高度比为1:2。
5.根据权利要求2所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺,其特征在于:步骤D中,固晶凹槽进行ICP刻蚀时,刻蚀深度至暴露出氮化铝陶瓷板。
6.根据权利要求2所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺,其特征在于:步骤F中,封装基板下表面与散热槽位置相对应的导热槽与散热槽底端连通。
7.根据权利要求2所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺,其特征在于:所述散热料为石墨烯粉末、氮化硼粉末混合。
8.根据权利要求2所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺,其特征在于:散热层B的制备步骤为:
取环氧树脂、乙酰丙酮钕,混合搅拌,真空除泡后静置,得到环氧树脂溶液;
取石墨烯纳米微粉,无水乙醇溶解,超声分散,加入聚氨酯海绵,离心5-8min,除去上清液,置于50-60℃下烘干,烘干后1200-1500℃下热解8-10s,再在真空条件下处理25-30min,处理温度为2500-2600℃,得到石墨烯泡沫;
取石墨烯泡沫,置于散热槽中平铺,110-120℃下预热10-15min,灌入环氧树脂溶液,160-165℃条件下固化14-15h,自然冷却,得到散热层B。
9.根据权利要求2所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺,其特征在于:步骤A中,所述钛层的厚度为1-3nm,铜层厚度为15-17um。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种COB光源封装热平衡处理工艺制备的COB光源。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113889561A (zh) * 2021-09-30 2022-01-04 深圳市电通材料技术有限公司 一种封装基板制作方法及封装基板
CN114242868A (zh) * 2021-11-26 2022-03-25 惠州雷曼光电科技有限公司 镍钯板在cob封装工艺中的应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090003003A1 (en) * 2004-08-25 2009-01-01 Byoung Jae Park Light Emitting Device, Light Emitting Device Package Structure, and Method of Manufacturing the Light Emitting Device Package Structure
CN103296188A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 北京半导体照明科技促进中心 Led封装结构及其制作方法
US20140367716A1 (en) * 2013-06-13 2014-12-18 Cofan Usa, Inc. Chip on board light emitting diode device having dissipation unit array
CN104613379A (zh) * 2015-02-06 2015-05-13 东莞佰鸿电子有限公司 一种蓝宝石印刷电路板led灯具及其制作方法
KR20160087103A (ko) * 2015-01-13 2016-07-21 한국산업기술대학교산학협력단 인쇄 회로 기판과 이의 제조방법 및 이를 이용한 led 모듈과 led 램프
CN105932019A (zh) * 2016-05-09 2016-09-07 电子科技大学 一种采用cob封装的大功率led结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090003003A1 (en) * 2004-08-25 2009-01-01 Byoung Jae Park Light Emitting Device, Light Emitting Device Package Structure, and Method of Manufacturing the Light Emitting Device Package Structure
CN103296188A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 北京半导体照明科技促进中心 Led封装结构及其制作方法
US20140367716A1 (en) * 2013-06-13 2014-12-18 Cofan Usa, Inc. Chip on board light emitting diode device having dissipation unit array
KR20160087103A (ko) * 2015-01-13 2016-07-21 한국산업기술대학교산학협력단 인쇄 회로 기판과 이의 제조방법 및 이를 이용한 led 모듈과 led 램프
CN104613379A (zh) * 2015-02-06 2015-05-13 东莞佰鸿电子有限公司 一种蓝宝石印刷电路板led灯具及其制作方法
CN105932019A (zh) * 2016-05-09 2016-09-07 电子科技大学 一种采用cob封装的大功率led结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113889561A (zh) * 2021-09-30 2022-01-04 深圳市电通材料技术有限公司 一种封装基板制作方法及封装基板
CN114242868A (zh) * 2021-11-26 2022-03-25 惠州雷曼光电科技有限公司 镍钯板在cob封装工艺中的应用

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