CN218769597U - Led倒装芯片、csp结构led光源和照明灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种LED倒装芯片，包括四个呈方阵状排列的晶胞，所述晶胞包括发光面和与所述发光面相对设置的电极面；每两个相邻的所述晶胞之间设有间隙；每个所述晶胞的电极面上均设有一个正极；在四个所述晶胞的电极面中部设有共用的阴极。还提供一种包括上述LED倒装芯片的CSP结构LED光源和照明灯具，所述CSP结构LED光源包括基板和与所述基板电连接的LED倒装芯片，所述LED倒装芯片的发光面朝向远离所述基板的方向设置。本实用新型的LED倒装芯片、CSP结构LED光源和照明灯具，其调光单元的晶胞能够单独进行控制，提高了芯片的整体寿命及可靠性，其调光方案更为灵活。

Description

LED倒装芯片、CSP结构LED光源和照明灯具

技术领域

本实用新型涉及照明设备技术领域，特别是涉及一种LED倒装芯片、CSP结构LED光源和照明灯具。

背景技术

LED芯片发展至今，其中的氮化镓LED芯片搭配YAG黄色荧光粉的白光转换方案以其高光效、长寿命和高可靠性获得了市场认可，快速替代了传统的白炽灯、荧光灯等，成为照明市场的主流。

传统LED芯片封装多采用SMD贴片或COB封装形式，单色(单波段)氮化镓LED芯片搭配统一调配的荧光粉，最终制成光谱、色温相对固定的LED灯珠。

随着用户对光源的光谱质量及光源对人眼友好等方面的更高需求，传统LED灯珠因光谱、色温相对单一，无法满足高端照明、人因照明、健康照明对灯具光谱完整性、光谱可调、蓝光无害等的特殊要求。

针对调光、调色需求，目前的主流方案是采用COB集成CSP的双色温方案。采用COB基板围坝内贴装蓝光LED芯片+低色温CSP芯片的方案，围坝内用高色温荧光胶填充，LED芯片、CSP芯片分别由一路控制器调节电流大小，实现亮度、色温的大范围调节。但由于此方案中的芯片为多颗串联，电流调节对芯片的光电特性一致性要求极高，单颗芯片故障即可能导致整串芯片无法点亮，造成芯片整体的寿命、可靠性受到很大程度的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，并提供一种LED倒装芯片、CSP结构LED光源和照明灯具，从而解决现有技术中单颗芯片无法单独控制、芯片整体寿命短、可靠性差等问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种LED倒装芯片，包括四个呈方阵状排列的晶胞，所述晶胞包括发光面和与所述发光面相对设置的电极面；每两个相邻的所述晶胞之间设有间隙；每个所述晶胞的电极面上均设有一个正极；在四个所述晶胞的电极面中部设有共用的阴极。

本实用新型还提供一种CSP结构LED光源，包括基板和与所述基板电连接的LED倒装芯片，所述LED倒装芯片为上述的LED倒装芯片，所述晶胞的发光面朝向远离所述基板的方向设置。

对上述技术方案的进一步改进是：

所述晶胞在所述电极面之间的间隙处设有围坝，所述围坝将所述晶胞围设在内，并在所述围坝内的晶胞表面分别设置调光层，从而形成四个独立的调光单元。

所述围坝的高度为10-15μm，所述围坝由白墙胶制成。

所述白墙胶的反射率不低于90％，所述白墙胶的具体材质包括氧化钛或硫酸钡中的一种。

所述调光层为掺杂荧光粉的硅胶材料。

所述荧光粉为适合440-460nm短波蓝光激发的荧光粉。

所述基板靠近所述LED倒装芯片一侧的表面上设有外部电路，所述外部电路包括与所述阳极分别对应的四条阳极线路和与所述阴极对应的一条阴极线路，四个所述阳极分别与对应的所述阳极线路焊接，所述阴极与所述阴极线路焊接。

所述CSP结构LED光源还包括控制器，所述控制器用于分别对所述调光单元进行控制。

本实用新型还提供一种照明灯具，包括上述的CSP结构LED光源。

根据本实用新型的技术方案可知，本实用新型的LED倒装芯包括四个晶胞，每个晶胞设有独立的阳极和共同的阴极，以使每个晶胞能够独立控制。某个晶胞的损坏仅会对该晶胞造成影响，而不会导致整个LED倒装芯片损坏，延长了LED光源及灯具的使用寿命，确保了运行稳定性。每个所述调光单元通过设在发光面上的调光层使该调光单元实现调光和调色功能。本实施例的LED芯片结构更为紧凑，且CSP结构LED光源的调光、调色功能的实现更加灵活、简单，从而能够满足当前高端照明、人因照明对灯具调光、调色的需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的LED倒装芯片的电极面的正视结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的LED倒装芯片的发光面的正视结构示意图。

图3为本实用新型实施例2的CSP结构LED光源的四个调光单元的剖视结构示意图。

图4为本实用新型实施例2的基板的结构示意图。

图5为本实用新型实施例2的CSP结构LED光源的剖视结构示意图。

附图中各标号的含义为：

1-LED倒装芯片；2-COB基板；3-焊接层；11-晶胞；12-发光面；13-电极面；14-调光层；111-阴极；112-阳极；113-围坝；21-阳极线路；22-阴极线路；211-阳极焊点；212-第一导线；221-阴极焊点；222-第二导线。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

实施例1：如图1至图3所示，本实施例的LED倒装芯片1，包括四个呈方阵状排列的晶胞11，所述晶胞11包括发光面12和与所述发光面12相对设置的电极面13；每两个相邻的所述晶胞11之间设有间隙；每个所述晶胞11的电极面13上均设有一个正极112；在四个所述晶胞11的电极面中部设有共用的阴极111。

具体地，在本实施例中，整个LED倒装芯片1呈田字形，四个晶胞11位于田字形形成的四个方框内，所述阴极111设置在田字形的中心处，四个阳极112靠近田字的四个顶角设置。

本实施例中的LED倒装芯片1为氮化镓LED芯片。

实施例2：如图3、图4和图5所示，本实施例的CSP结构LED光源，包括COB基板2和设置在所述COB基板2上的LED倒装芯片1，所述LED倒装芯片为实施例1所述的LED倒装芯片1。所述LED倒装芯片1的发光面12朝向远离所述COB基板2的方向设置，所述COB基板2和所述LED倒装芯片1之间设置有焊接层3。

所述CSP结构LED光源在所述晶胞11在所述电极面之间的间隙处设有围坝，所述围坝将所述晶胞11围设在内，并在所述围坝内的晶胞11表面分别设置调光层14，从而形成四个独立的调光单元。根据每个所述调光单元的调光方案对所述调光层14的材料进行相应的调整，以满足产品设计要求。

所述围坝形成田字形的边框，将所述晶胞11及调光层14包围其中。所述围坝113凸出于所述发光面12的高度为10-15μm，所述围坝113由白墙胶制成，所述白墙胶的反射率不低于90％，所述白墙胶的具体材质包括氧化钛或硫酸钡中的一种。所述调光层14由掺杂了不同颜色的荧光粉的硅胶材料制成，荧光粉可以从适合440-460nm短波蓝光激发的荧光粉材料中进行选择，根据每个所述调光单元的调光方案的不同调整所述调光层14的荧光粉材料。

所述COB基板2靠近所述LED倒装芯片1一侧的表面上设有外部电路，所述外部电路包括与所述阳极112分别对应的四条阳极线路21和与所述阴极111对应的一条阴极线路22，四个所述阳极112分别与对应的所述阳极焊点211焊接，且所述阴极111与所述阴极焊点221焊接，形成所述焊接层3。

所述CSP结构LED光源还包括控制器，所述控制器用于分别对所述调光单元进行调光控制。

本实施例的CSP结构LED光源由以下方法制造而成：

S1、提供LED倒装芯片：所述LED倒装芯片1包括四个呈方阵状排列的晶胞11，晶胞11的发光面12上分别设有四个阳极112和一个阴极111。

S2、制作围坝：将步骤S1制作的LED倒装芯片1置于第一模具中，使用白墙胶将发光面12的间隙处用白墙胶进行包胶，脱模后，将其置于第二模具中，使用白墙胶在每两个晶胞11之间的间隙处制作高度为10-15μm的围坝113，所述围坝113将所述LED倒装芯片1围设形成四个区域，即四个调光单元。

S3、制作调光层：在所述四个区域内分别注入掺杂荧光粉的硅胶材料，并加热固化。每个区域中的荧光粉的颜色可根据每个所述晶胞11对应的调光方案自由进行选择和调整，荧光粉可以从适合440-460nm短波蓝光激发的荧光粉材料中进行选择。

所述调光层14也可通过预制荧光膜片的方式来制作，即预先制作不同颜色的荧光膜片，待制作调光层14时，仅需对应选择需要的荧光膜片，将荧光膜片固定在所述围坝113内即可。

每个调光单元可分别设置相同或不同的调光方案，以满足不同场景的不同需求。比如，方案一：第一调光单元Cell1设置有YAG CW(黄色荧光粉冷白光)，第二调光单元Cell2设置有YAG WW(黄色荧光粉暖白光)，第三调光单元Cell3设置有YAG CW，第四调光单元Cell4设置有YAG WW；方案二：第一调光单元Cell1设置有YAG CW，第二调光单元Cell2设置有红色荧光粉，第三调光单元Cell3设置有YAG CW，第四调光单元Cell4设置有红色荧光粉；方案三：第一调光单元Cell1设置有YAG CW，第二调光单元Cell2设置有红色荧光粉，第三调光单元Cell3设置有YAG CW，第四调光单元Cell4设置有绿色荧光粉；方案四：第一调光单元Cell1设置有YAG WW，第二调光单元Cell2设置有绿色荧光粉，第三调光单元Cell3设置有Blue(蓝色光源)，第四调光单元Cell4设置有绿色荧光粉；方案五：第一调光单元Cell1设置有YAG CW，第二调光单元Cell2设置有红色荧光粉，第三调光单元Cell3设置有Blue，第四调光单元Cell4设置有红色荧光粉；……

S4、基板制作：根据LED倒装芯片1的尺寸制作COB基板2，基板上设有与所述阴极111和阳极112对应的外部电路，所述外部电路的焊点图形与芯片的阳极112和阴极111凸块的位置保持一致，所述外部电路包括四条阳极线路21和一条阴极线路22。所述阳极线路21包括阳极焊点211和第一导线212，所述第一导线212的一端与所述阳极焊点211连接，另一端与控制器连接。所述阴极线路22包括阴极焊点221和第二导线222，所述第二导线222的一端与所述阴极焊点221连接，另一端与控制器连接。

S5、焊接：将LED倒装芯片1焊接到COB基板2上，四个所述阳极112分别与对应的所述阳极焊点211焊接，所述阴极111与所述阴极焊点221焊接，阳极线路分别与控制器进行连接，通过分别控制每个阳极112的电平、电流的大小，实现对每个调光单元的亮暗、开关控制。

本实施例的CSP结构LED光源的每个调光单元可以搭配不同的调光方案，同时，实现每个调光单元的电流从零至额定电流的独立调控，通过控制四个调光单元的开关、点亮程度，实现灵活的调光、调色功能。

实施例3：本实施例的照明灯具包括多个CSP结构LED光源，所述CSP结构LED光源为实施例2的CSP结构LED光源。

本实用新型的CSP结构LED光源，其采用CSP芯片级封装方案，调光单元的集成度更高、尺寸更小，采用该结构制成的照明灯具可实现亮度、显指、色温范围的大范围调节，从而满足不同应用场景下对照明光谱、亮度和色温的要求。

本实用新型的CSP结构LED光源将LED倒装芯片1直接焊接到COB基板2上，提高了热传递效率，简化了照明灯具的制造流程，搭配二次Modeling工艺，能够实现芯片级的混光效果，使制造的照明灯具的光、色一致性更佳。

本实用新型的CSP结构LED光源包含四个调光单元，在调光单元未在额定电流下驱动，或者未通电的情况下，可以充当其它点亮的调光单元的散热附件，提高工作状态下调光单元的散热效率，降低工作状态下调光单元的结温现象，从而延长芯片的使用寿命。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种LED倒装芯片，其特征在于：包括四个呈方阵状排列的晶胞，所述晶胞包括发光面和与所述发光面相对设置的电极面；每两个相邻的所述晶胞之间设有间隙；每个所述晶胞的电极面上均设有一个正极；在四个所述晶胞的电极面中部设有共用的阴极。

2.一种CSP结构LED光源，其特征在于：包括基板和与所述基板电连接的LED倒装芯片，所述LED倒装芯片为权利要求1所述的LED倒装芯片，所述LED倒装芯片的发光面朝向远离所述基板的方向设置。

3.根据权利要求2所述的CSP结构LED光源，其特征在于：所述晶胞在所述电极面之间的间隙处设有围坝，所述围坝将所述晶胞围设在内，并在所述围坝内的晶胞表面分别设置调光层，从而形成四个独立的调光单元。

4.根据权利要求3所述的CSP结构LED光源，其特征在于：所述围坝的高度为10-15μm，所述围坝由白墙胶制成。

5.根据权利要求4所述的CSP结构LED光源，其特征在于：所述白墙胶的反射率不低于90％。

6.根据权利要求2所述的CSP结构LED光源，其特征在于：所述基板靠近所述LED倒装芯片一侧的表面上设有外部电路，所述外部电路包括与阳极分别对应的四条阳极线路和与阴极对应的一条阴极线路，四个阳极分别与对应的阳极线路焊接，阴极与阴极线路焊接。

7.根据权利要求3所述的CSP结构LED光源，其特征在于：所述CSP结构LED光源还包括控制器，所述控制器用于分别对所述调光单元进行控制。

8.一种照明灯具，其特征在于：包括权利要求2至7任意一项所述的CSP结构LED光源。

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