CN2745220Y - 大功率多管芯集成led模块 - Google Patents

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Abstract

一种具有低成本、高光效、高亮度等优点的大功率多管芯集成LED模块，通过在陶瓷基板或金属基板上对多个高亮度发光二极管管芯进行薄膜/厚膜混合集成，多个高亮度二极管管芯之间通过串联、并联或串并联等电连接，实现不同工作电压、电流的供电要求，可以通过在透明的环氧树脂或硅胶覆盖层中加入一定比例的荧光粉实现白光发射，也可以通过发不同颜色光的管芯组合集成，通过电极控制发出白光、单色光和彩色光，由于采用了高热导率的陶瓷基板或金属基板，使管芯发光时产生的热量能够及时传导到管座或散热片上，以提高发光效率和可靠性。

Description

大功率多管芯集成LED模块
所属技术领域
本实用新型涉及一种电子发光照明领域，尤其是半导体大功率多管芯集成LED模块。
背景技术
目前，单个管芯的高亮度发光二极管已经得到普及应用，但由于受到技术水平限制，其发光亮度还不能满足人们在照明、信号灯及彩色霓虹灯等应用场合的需求，如果加大单个管芯的面积，虽然发光亮度有所提高，但是，由于大面积管芯存在散热和内部缺陷等技术原因，导致其发光效率明显下降，也有利用十几个成品发光二极管串联或并联连接使用，由于成品发光二极管的体积较大，不能形成点光源，使其用途受到限制，同时发光效率也较低，成本较高。
发明内容
为了克服现有发光二极管在发光亮度、发光效率、聚光困难和成本高等技术上的问题，本实用新型提供了一种具有高发光亮度、高发光效率、具有点光源特点和成本低的标准大功率多管芯集成LED模块。
本实用新型解决其技术问题而采用了半导体薄/厚膜集成工艺技术，其技术方案是：
在大功率多管芯集成模块的设有金属薄层的基板平面上，粘结有两个以上的多个高亮度发光二极管管芯，管芯与管芯之间进行电连接，管芯上面被透明的塑料覆盖，在基板的边缘未被透明塑料覆盖的区域上，设有与供电电源进行电连接的正极、负极金属薄层区域，多个高亮度发光二极管管芯之间可以相互串联电连接，可以相互并联电连接，也可以相互串并联电连接，采用不同发光颜色的管芯混合集成，可以发出白光或需要颜色的光。
大功率多管芯集成LED模块中的基板可以是厚度在0.3毫米至3毫米的氧化铍陶瓷或氮化铝的陶瓷基板，在陶瓷基板的光亮面上采用一定的方法形成一金属薄层，金属薄层可以采用多种方式形成，采用光刻腐蚀的方法对金属薄层进行腐蚀，形成一定形式的导电金属薄层结构，以满足管芯之间不同电连接方式的要求。
大功率多管芯集成LED模块中的基板可以是厚度在0.1毫米至2毫米的铜(包括铜合金)或铝(包括铝合金)的金属基板，首先在金属基板一平面上采用多种方式形成一薄层表面光亮的电绝缘层，然后在电绝缘层上采用蒸发、溅射或化学镀等方法形成金属薄层，采用光刻腐蚀的方法对金属薄层进行腐蚀，形成一定形式的导电金属薄层结构，以满足管芯之间不同电连接方式的要求。
多个高亮度发光二极管的管芯底部与基板进行固定粘结，粘结物质具有一定的粘度和很高的热导率，对于双面电极的管芯，其粘结物质还应当具备很好的导电率，根据管芯之间不同的电连接方式要求，管芯与管芯之间采用金丝或硅铝丝进行电连接，管芯与基板上金属薄层之间采用金丝或硅铝丝进行电连接，其连接可以采用超声键合方式、热键合方式或超声热键合的方式进行，用透明的塑料或硅胶将完成键合的管芯及键合的金丝或硅铝丝引线全部覆盖，以保护管芯和键合引线，可以在透明塑料或硅胶中参入一定比例的荧光粉，使非自光高亮度二极管管芯，通过荧光粉的作用最后形成白光发射。
本实用新型的有益效果是，通过对多管芯的集成，实现大于1瓦的大功率LED标准模块，具有高发光亮度、高发光效率、点光源特点、高可靠性和成本低的等优点，通过不同发光颜色的管芯组合或参入一定的荧光粉，可以实现白光、各种单色光和彩色光，满足大功率白光照明、彩色照明、信号灯和霓虹灯等不同使用场合的需求。
附图说明
下面结合附图和功率为1瓦的大功率串联集成的LED模块实施实例，对本实用新型进一步进行说明。
图1是本实用新型的1瓦16个管芯集成LED模块的管芯平面布局示意图。
图2是本实用新型在金属基板上的1瓦16个管芯集成LED模块的断面示意图。
图3是本实用新型在陶瓷基板上的1瓦16个管芯集成LED模块的断面示意图。
具体实施方式
在图1中：(8)金丝或硅铝丝引线，(9)与外部电源正极的连接金属薄层区，(10)与外部电源负极的连接金属薄层区，16个高亮度二极管之间采用串联方式进行电连接，串联后的16个二极管的正极通过键合方式与连接金属薄层区(9)连接，连接金属薄层区(9)与外部供电电源的正极通过键合或焊接的方式进行连接，串联后的16个二极管的负极通过键合方式与连接金属薄层区(10)连接，连接金属薄层区(10)与外部供电电源的负极通过键合或焊接的方式进行连接。
在图2中：(1)透明环氧树脂或硅胶，(2)高亮度发光二极管管芯，(3)金属薄层，(4)氧化物绝缘层，(5)金属基板，透明环氧树脂或硅胶(1)起到保护二极管管芯(2)和金丝或硅铝丝引线(8)的作用，可以在透明环氧树脂或硅胶(1)参入适量的荧光粉，而使集成的LED模块发出白光，每个高亮度发光二极管管芯(2)的底部与金属基板(5)通过粘结物质进行固定粘结，粘结物质具有一定的粘度和很高的热导率，氧化物绝缘层(4)能够使金属薄层(3)与金属基板(5)之间进行电绝缘，同时由于起具备很好的热传导特性，能够将二极管管芯(2)发出的热量及时快速地传递给金属基板(5)，通过金属基板(5)进行散热，或通过金属基板(5)传递给外接的散热器进行散热。
在图3中：(6)金属薄层，(7)陶瓷基板，透明环氧树脂或硅胶起到保护二极管管芯和金丝或硅铝丝引线的作用，可以在透明环氧树脂或硅胶参入适量的荧光粉，而使集成的LED模块发出白光，每个高亮度发光二极管管芯的底部与陶瓷基板(7)通过粘结物质进行固定粘结，粘结物质具有一定的粘度和很高的热导率，二极管管芯发出的热量通过陶瓷基板(7)及时进行散热，或通过陶瓷基板(7)传递给外接的散热器进行散热，陶瓷基板应当具有很好的导热性能。

Claims (10)

1.一种大功率多管芯集成LED模块，其特征在于在模块中设有用于集成多个管芯的基板，在基板的平面上粘结有多个高亮度发光二极管管芯，管芯与管芯之间进行电连接，基板上设有金属层，管芯上面被透明的塑料或硅胶覆盖，在基板的边缘未被透明塑料或硅胶覆盖的金属层上，设有电源的正极、负极区域，以便与供电电源进行电连接。
2.根据权利要求1所述大功率多管芯集成LED模块，其特征在于多个高亮度发光二极管管芯之间可以相互串联电连接，可以相互并联电连接，也可以串并联电连接。
3.根据权利要求1所述大功率多管芯集成LED模块，其特征在于基板是氧化铍陶瓷基板或氮化铝陶瓷基板。
4.根据权利要求1所述大功率多管芯集成LED模块，其特征在于基板是铜(包括铜合金)金属基板或铝(包括铝合金)金属基板。
5.根据权利要求1所述大功率多管芯集成LED模块，其特征在于管芯底部与基板进行固定粘结，粘结物质具有较好的导热性和导电性。
6.根据权利要求1所述大功率多管芯集成LED模块，其特征在于管芯与管芯之间采用金丝或硅铝丝进行电连接，管芯与基板上的金属层之间采用金丝或硅铝丝进行电连接。
7.根据权利要求1所述大功率平面集成LED模块，用透明的环氧树脂或硅胶形成一定形状的将管芯及键合的金丝或硅铝丝引线全部覆盖的覆盖层。
8.根据权利要求3所述的陶瓷基板，其特征在于陶瓷基板的光亮面上设有一金属层，对金属层进行相应的腐蚀形成电连接图形，以满足管芯不同电连接方式的要求。
9.根据权利要求4所述的金属基板，其特征在于在金属基板的一面上设有一绝缘层，在绝缘层上面设有一金属层，对金属层进行相应的腐蚀形成电连接图形，以满足管芯不同电连接方式的要求。
10.根据权利要求7所述的透明环氧树脂或硅胶，其特征在于可以在透明环氧树脂或硅胶中掺入一定比例的荧光粉，使非白光高亮度二极管管芯，能通过荧光粉的作用最后形成白光发射，也可以通过发不同颜色光的管芯组合集成，通过电极控制发出白光、单色光或彩色光。
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