專利名稱：無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種無縫拼接式 半導(dǎo)體平面光源模塊。 [背景技術(shù)]
進(jìn)入21世紀(jì)，通用照明技術(shù)已由傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈、氣體放 電燈等逐歩過渡到更節(jié)能環(huán)保的半導(dǎo)體照明技術(shù)的應(yīng)用，高亮度發(fā)光二 極管LED己成為半導(dǎo)體照明的核心器件，采用藍(lán)色LED芯片激發(fā)黃色熒 光粉而產(chǎn)生白光的技術(shù)因其發(fā)光效率高且成本較低而發(fā)展成為通用照 明的主流技術(shù)。
LED的封裝主要以單芯片封裝形式為主，單個LED因其光通量有限， 對于實(shí)際照明應(yīng)用需要多顆LED集成制作成光源模塊而得到所需的光通 量，因LED為點(diǎn)光源，在集成后有炫光使人眼感覺不舒適， 一般采用另 外加導(dǎo)光或散光結(jié)構(gòu)使得點(diǎn)光源轉(zhuǎn)化成為發(fā)光均勻的面光源，這樣會降 低LED照度的利用率，同時會增加成本；另外也有采用LED多芯片連接 后直接封裝為小的平面光源單元模塊，而對于大面積光源采用模塊拼接 的方式制作，因模塊封裝的邊框和電極焊接點(diǎn)引線區(qū)域會占據(jù)2-10mm 的寬度，這樣模塊與模塊拼接時，模塊與模塊相鄰的LED芯片之間有 一定的間距，在發(fā)光時，使得模塊之間有明顯的暗區(qū)，從而影響到整個 光源的均勻性。
以一般的平面條形LED光源模塊為例，如圖1所示，主要是在輕 質(zhì)高導(dǎo)熱的電路基板1上表面設(shè)基板絕緣層2，再在基板絕緣層2上方設(shè)可進(jìn)行串并聯(lián)的電路電極3，電路電極3上方再設(shè)有預(yù)留引線孔的高 反射率薄膜層4，高反射率薄膜層4上方設(shè)有LED芯片5， LED芯片5采 用穿過引線孔的電極引線6連接電路電極3，高反射率薄膜層4外設(shè)鋁 邊框7，鋁邊框內(nèi)填充熒光粉硅膠發(fā)光層8組成。這種條形LED模塊一 般在LED光源模塊的兩端連接成較長的條形光源，但因模塊封裝邊框 以及兩端電路電極引線區(qū)域31的存在，如單元的邊框?qū)挾仍?-10mm， 兩模塊相臨的LED芯片間距則會大于邊框?qū)挾鹊?倍，會形成暗區(qū)32 而造成光源的不均勻性。另外，因模塊間的邊框和引線區(qū)域不發(fā)光，不 均勻性則非常明顯。這種條形LED光源模塊的模塊與模塊連接處有一 定的間距， 一般兩模塊相臨的LED芯片間距則會大于邊框?qū)挾鹊?倍， 在LED光源模塊發(fā)光時，模塊與模塊之間有暗區(qū)，主要是由超出鋁封 裝邊框7外的一部分電路電極31有一定的寬度而形成的暗區(qū)32，會造 成光源的不均勻性。 [發(fā)明內(nèi)容]
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了采用無邊緣 間距的LED多芯片集成的平面光源模塊。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)的一種無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊， 主要由多個LED光源模塊串并聯(lián)組成，所述的LED光源模塊主要由電 路基板1、基板絕緣層2、電路電極3、高反射率薄膜層4、芯片電極 引線6、 LED芯片5、封裝邊框7、熒光粉硅膠發(fā)光層8組成，其特征 在于電路基板1、基板絕緣層2、 LED光源模塊邊緣的電路電極3與 封裝邊框7兩端垂直對齊，封裝邊框7底部四個邊角處預(yù)留小孔，使 電路電極3露出一部份，作為模塊連接用的電路電極的引線焊點(diǎn)區(qū)33，
5或?qū)㈦娐坊錶、基板絕緣層2、電路電極3和高反射率薄膜層4的兩 端垂直對齊，再在高反射率薄膜層4上方采用夾具直接固化連接熒光 粉硅膠發(fā)光層8，熒光粉硅膠發(fā)光層8底部四角預(yù)留小孔，使下方的電 路電極露出一部分，作為模塊連接用的電路電極的引線焊點(diǎn)區(qū)33;所 述的熒光粉硅膠發(fā)光層的兩端與高反射率薄膜層的兩端垂直對齊；所 述的封裝邊框7在LED光源模塊拼接處為透明固化封裝邊框，封裝邊 框7的寬度小于LED芯片間距的1/3。
所述的電路電極的引線焊點(diǎn)區(qū)的尺寸小于封裝邊框?qū)挾取?br> 所述的透明固化封裝邊框設(shè)有熒光粉層。
所述的LED芯片表面涂覆有熒光粉與透明硅膠混合而成的發(fā)光層。 所述的LED光源模塊為條形或方形或三角形或五邊形或六邊形。 每個LED光源模塊內(nèi)設(shè)2-100顆LED芯片。
本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，使得模塊之間無縫隙的拼接而發(fā)光均 勻，且光的利用率高；另外，可使平面光源制作的薄而輕、亮度高、可 任意拼接，面積大。 [
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圖la是本實(shí)用新型中現(xiàn)有技術(shù)的平面條形LED光源模塊剖面結(jié)構(gòu)
圖lb是實(shí)用新型中現(xiàn)有技術(shù)的平面條形LED光源模塊俯視圖； 圖lc是實(shí)用新型中現(xiàn)有技術(shù)中兩個平面條形LED光源模塊連接示 意圖。
圖2a是本實(shí)用新型實(shí)施例1中平面條形LED光源模塊的剖面結(jié)構(gòu) 示意圖；圖2b是圖2a所示的平面條形LED光源模塊的俯視圖； 圖2c是本實(shí)用新型實(shí)施例1中兩個平面條形LED光源模塊連接示 意圖。
圖3a是本實(shí)用新型實(shí)施例2中采用夾具固化的無邊框的平面條形 LED光源模塊的剖面結(jié)構(gòu)示意圖3b是圖3a所示的采用夾具固化的無邊框的平面條形LED光源模 塊的俯視圖3c是本實(shí)用新型實(shí)施例2中兩個去除夾具后無邊框的平面條形 LED光源模塊連接示意圖。
圖4a是本實(shí)用新型實(shí)施例3中2 X 2的正方形LED光源模塊線形連 接示意圖4b是本實(shí)用新型實(shí)施例3中2X2的正方形LED光源模塊上下左 右二維拼接的示意圖。
圖5a是本實(shí)用新型實(shí)施例4中LED光源模塊拼接的條形日光燈剖 面結(jié)構(gòu)示意圖，51為LED光源模塊；52為導(dǎo)熱鋁板；53為透明有機(jī)玻 璃外罩；54為電路電極的引線。
圖5b是圖5a所示的LED光源模塊拼接的條形日光燈的左視圖。
圖6a是本實(shí)用新型實(shí)施例5中LED光源模塊拼接的大面積平面光 源結(jié)構(gòu)示意圖，61為LED光源模塊；62為導(dǎo)熱鋁板；63為反光層；64 為導(dǎo)光板。
圖6b是圖6a所示的LED光源模塊拼接的大面積平面光源的右視圖。 指定圖2a為摘要附圖。
參見附圖，l為電路基板；2為基板絕緣層；3為電路電極；4為高反射率薄膜層；5為LED芯片；6為芯片電極引線；7為封裝邊框；8為熒光 粉硅膠發(fā)光層；31為超出鋁封裝邊框7外的一部分電路電極；32為暗區(qū)； 33為電路電極的引線焊點(diǎn)區(qū)；37為夾具。 [具體實(shí)施方式
]
下面對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，本實(shí)用新型對本技術(shù)領(lǐng)域的人 來說還是比較清楚的。
最底層的電路基板1采用鋁合金或碳-鋁、或碳-碳、或碳化硅-鋁、 或氮化鋁的復(fù)合板；
電路基板1上方設(shè)基板絕緣層2，基板絕緣層2采用的材料氧化鋁 或氮化鋁或氧化鈦或氧化鎂或金剛石薄膜；
在基板絕緣層2的表面鍍有導(dǎo)電性好的薄膜作為導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層 是作為電路連接用的電路電極3，電路電極3采用的材料為銅膜或銀膜 或鋁膜等薄膜材料；
然后在電路電極3上方涂覆一層導(dǎo)熱性較好的高反射率的薄膜材料 形成高反射率薄膜層4，高反射率的薄膜4為氧化鋁膜或氧化鈦膜或氧 化鎂薄膜。
LED芯片5粘接在高反射率薄膜4表面，電極引線6穿過高反射率 薄膜4上的預(yù)留引線孔，電極引線6 —端焊接LED芯片5另一端焊接 在電路電極3表面上。
采用可快速固化的透明環(huán)氧膠或硅膠形成一定高度的狹窄邊框邊 作為封裝邊框7，封裝邊框7的寬度應(yīng)小于LED芯片5間距的1/3，在 形成封裝邊框7的透明環(huán)氧膠或硅膠中可參入適量的LED可激發(fā)的熒 光粉；若是線形拼接，只需采用左右兩端為透明固化封裝邊框，另兩
8邊可采用具有反光層的封裝邊框。
將熒光粉與透明硅膠混合后涂敷在LED芯片5表面形成發(fā)光層8， 如黃光熒光粉涂于藍(lán)光芯片表面可產(chǎn)生白光。
LED光源模塊可為條形、方形、三角形、五邊形、六邊形，同類型 的LED光源模塊可相互拼接形成大面積平面光源燈具，每個LED光源模塊 內(nèi)的LED芯片數(shù)目為2-100顆范圍，可根據(jù)需要進(jìn)行串聯(lián)或串并聯(lián)，因?yàn)?LED光源模塊的封裝邊框7為透明的窄邊拼接，并且在封裝邊框的材料中 添加了熒光粉材料本身也可發(fā)光，所拼成的模塊單元之間無暗區(qū)，可形 成均勻照明的面光源。 實(shí)施例1
參見圖2a-2c，采用4顆LED芯片串聯(lián)式條形LED光源模塊，在電 極引線3上方的高反射率薄膜4的邊緣處采用印刷或點(diǎn)膠的方法制備 可快速固化的透明封裝邊框7，在四個角處預(yù)留有模塊邊接用的電路電 極的引線焊點(diǎn)區(qū)33，焊點(diǎn)的尺寸應(yīng)不超過封裝邊框?qū)挾?，便于LED光 源模塊之間的相互拼接。
實(shí)施例2
參見圖3a-3c，與實(shí)施例1相似，只是在左右兩端采用夾具34， 將具有熒光粉的硅膠8直接添滿在夾具34內(nèi)，固化后將夾具34去掉， 左右兩端則不用另外加封裝邊框，這樣單元模塊之間的相互拼接更為 緊密。
實(shí)施例3
參見圖4a,采用2x2的正方形模塊，可進(jìn)行左右相連的一維線形 拼接；參見圖4b，也可進(jìn)行左右上下的二維拼接。實(shí)施例4
參見圖5，為采用LED光源模塊所拼接的條形日光燈管，將4個 LED光源模塊51直接粘接在導(dǎo)熱鋁板52上，然后在導(dǎo)熱鋁板52表面 安裝具有散光功能的透明有機(jī)玻璃外罩53， LED光源模塊51的電路電 極的引線54從兩端引出，如制作成600mm長的LED平面光源的燈管， 功耗為8W，可替代相同長度功率為18W的熒光燈管；制作成1200mm長 的LED平面光源的燈管，功耗為16W，可替代相同長度功率為36W的熒
光燈管。
實(shí)施例5
參見圖6，為LED光源模塊所拼接成的薄型大面積平面光源，將 LED光源模塊51直接粘接在導(dǎo)熱鋁板52的內(nèi)側(cè)板上，導(dǎo)熱鋁板52的 表面涂有反光層63，在反光層63上安裝有機(jī)玻璃導(dǎo)光板64，導(dǎo)光板 64表面貼上具有散光結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜，這樣拼接出來的大面積發(fā)光均 勻的平面光源，具有非常薄的特點(diǎn)，厚度小于lOmm，可用于大面積液 晶顯示器的背光源、大面積廣告燈箱、照明光源等。
權(quán)利要求1、一種無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊，主要由多個LED光源模塊串并聯(lián)組成，所述的LED光源模塊主要由電路基板(1)、基板絕緣層(2)、電路電極(3)、高反射率薄膜層(4)、芯片電極引線(6)、LED芯片(5)、封裝邊框(7)、熒光粉硅膠發(fā)光層(8)組成，其特征在于電路基板(1)、基板絕緣層(2)、LED光源模塊邊緣的電路電極(3)與封裝邊框(7)兩端垂直對齊，封裝邊框(7)底部四個邊角處預(yù)留有模塊連接用的電路電極的引線焊點(diǎn)區(qū)(33)；或?qū)㈦娐坊?1)、基板絕緣層(2)、電路電極(3)和高反射率薄膜層(4)的兩端垂直對齊，再在高反射率薄膜層(4)上方采用夾具直接固化連接熒光粉硅膠發(fā)光層(8)，熒光粉硅膠發(fā)光層(8)底部四角預(yù)留有模塊連接用的電路電極的引線焊點(diǎn)區(qū)(33)；所述的熒光粉硅膠發(fā)光層的兩端與高反射率薄膜層的兩端垂直對齊；所述的封裝邊框7在LED光源模塊拼接處為透明固化封裝邊框，封裝邊框7的寬度小于LED芯片間距的1/3。
2、 如權(quán)利要求1所述的無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊，其特征在 于所述的電路電極的引線焊點(diǎn)區(qū)的尺寸小于封裝邊框?qū)挾取?br> 3、 如權(quán)利要求1所述的無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊，其特征在 于所述的透明固化封裝邊框設(shè)有熒光粉層。
4、 如權(quán)利要求1所述的無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊，其特征在 于所述的LED芯片表面涂覆有熒光粉與透明硅膠混合而成的發(fā)光層。
5、 如權(quán)利要求1所述的無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊，其特征在 于所述的LED光源模塊為條形或方形或三角形或五邊形或六邊 形。
6、 如權(quán)利要求1或6所述的無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊，其特 征在于每個LED光源模塊內(nèi)設(shè)2-100顆LED芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種無縫拼接式半導(dǎo)體平面光源模塊，主要由多個LED光源模塊串并聯(lián)組成，所述的LED光源模塊主要由電路基板(1)、基板絕緣層(2)、電路電極(3)、高反射率薄膜層(4)、芯片電極引線(6)、LED芯片(5)、封裝邊框(7)、熒光粉硅膠發(fā)光層(8)組成，其特征在于取消封裝邊框，或采用透明固化封裝邊框，并將透明固化封裝邊框的邊距縮小，透明固化封裝邊框覆熒光粉層。本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，使得模塊之間無縫隙的拼接而發(fā)光均勻，且光的利用率高；另外，可使平面光源制作的薄而輕、亮度高、可任意拼接，面積大。
文檔編號F21S2/00GK201302063SQ20082015667
公開日2009年9月2日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者卓 孫, 鵬 孫, 張寧懌 申請人:上海芯光科技有限公司