專利名稱：板上芯片封裝結(jié)構(gòu)以及l(fā)ed燈珠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED照明領(lǐng)域，特別是涉及LED的C0B(chip on board)封裝技術(shù)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)室內(nèi)LED燈珠應(yīng)用主要使用大功率封裝。大功率制作燈珠中存在眩光易超標(biāo)，以及散熱難等難題。為解決眩光問題必須對燈具面罩材料進(jìn)行霧化等特殊處理，對燈罩霧化技術(shù)的依賴嚴(yán)重降低整燈光效。大功率芯片因熱產(chǎn)生的集中，同時燈珠本身空間有限， 難以將大功率芯片集中產(chǎn)生的熱有效的導(dǎo)入散熱片，嚴(yán)重時會影響驅(qū)動的工作，造成可靠性下降。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種板上芯片封裝結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用來解決小功率芯片來制造大功率LED燈的問題，以分散芯片的散熱，同時改善LED燈的眩光效應(yīng)，減小人們對LED燈眩光的不適感。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種板上芯片封裝的燈珠，用來解決小功率芯片來制造大功率LED燈的問題，以分散芯片的散熱，同時改善LED燈的眩光效應(yīng)， 減小人們對LED燈眩光的不適感。為了解決本發(fā)明的第一個技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種板上芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括多個LED芯片和LED芯片的電路基板；所述電路基板上包括熱沉，熱沉呈螺旋形盤在電路基板上，芯片沿?zé)岢恋穆菪€路分布固定在熱沉上；電路基板上包括將芯片電連接在一起的導(dǎo)線，導(dǎo)線布線在熱沉的側(cè)邊，芯片的電極通過電極引線與位于熱沉側(cè)邊的導(dǎo)線連接。優(yōu)選地所述芯片為雙電極的芯片，導(dǎo)線布線在熱沉的兩側(cè)邊。優(yōu)選地所述芯片為單電極的芯片，導(dǎo)線布線在熱沉的一側(cè)邊。優(yōu)選地所述雙電極的芯片的襯底為藍(lán)寶石襯底，或者芯片的襯底為砷化鎵襯底。 藍(lán)寶石襯底通常是作為藍(lán)綠光LED的襯底，其不導(dǎo)電，因此芯片的兩個電極均做在襯底的上面。而砷化鎵襯底為導(dǎo)電襯底，其通常是紅光LED芯片的襯底，如果將其做成雙電極，則一般需要在砷化鎵襯底上做電子阻擋層。優(yōu)選地所述單電極的芯片的襯底為硅、碳化硅、金屬任一種類型材料的襯底。 這是一種垂直結(jié)構(gòu)的芯片。優(yōu)選地，所述芯片電連接關(guān)系包括對于雙電極的芯片，多個連續(xù)分布固定在熱沉上的芯片串聯(lián)在一起構(gòu)成一組串聯(lián)芯片組，然后多組串聯(lián)芯片組并聯(lián)在一起。優(yōu)選地對于雙電極的芯片，多個連續(xù)分布固定在熱沉上的芯片并聯(lián)在一起構(gòu)成一組并聯(lián)芯片組，然后多組并聯(lián)芯片組串聯(lián)在一起。優(yōu)選地，對于雙電極的芯片，電路基板上包括多個連續(xù)分布固定在熱沉上的芯片串聯(lián)在一起構(gòu)成一組串聯(lián)芯片組，然后多組串聯(lián)芯片組并聯(lián)在一起；以及，多個連續(xù)分布固定在熱沉上的芯片并聯(lián)在一起構(gòu)成一組并聯(lián)芯片組，然后多組并聯(lián)芯片組串聯(lián)在一起，上述兩種情況的混搭電路布線。優(yōu)選地對于雙電極的芯片，所有的芯片串聯(lián)在一起。優(yōu)選地所有的芯片并聯(lián)在一起。這種情況適用于雙電極的芯片和單電極的芯片。優(yōu)選地對于單電極的兩種不同工作電壓的芯片，同種電壓的芯片并聯(lián)在一起，兩種芯片不公用的線路分設(shè)于熱沉的兩側(cè)。優(yōu)選地在芯片上涂敷有熒光粉封裝膠，熒光粉封裝膠僅僅沿螺旋形熱沉涂敷。這種方式比較節(jié)約熒光粉，但是操作較為復(fù)雜。優(yōu)選地?zé)晒夥鄯庋b膠將整個電路基板覆蓋涂敷。這種方式操作簡單，但是會浪費熒光粉。優(yōu)選地芯片為藍(lán)光芯片，熒光粉為黃光熒光粉。優(yōu)選地所述熱沉設(shè)在其橫截面呈倒梯形的槽體的底面上。優(yōu)選地所述熱沉沿螺旋形線路連續(xù)不間斷，或者斷開。熱沉可以連續(xù)分布在整個螺旋形線路上，也可以成小段的分布在螺旋形線路上，成斷開狀。優(yōu)選地所述熱沉為鋁、銅、或銀至少一種材質(zhì)。也可以是其它金屬或金屬合金。為了解決本發(fā)明的第二個技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種板上芯片封裝結(jié)構(gòu)的燈珠， 其包括上述任一種板上芯片封裝結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地芯片通過封裝膠封裝在電路基板上，該封裝膠為環(huán)氧樹脂或者硅膠。優(yōu)選地?zé)糁榘粽?，該燈罩?jīng)過霧化處理或者透鏡化處理。霧化處理可以減輕眩光感，鑒于本發(fā)明可以使用很多小功率芯片，它們發(fā)出的光非常分散，眩光感已經(jīng)大為減輕，特別是在眩光感減輕的時候，光效提高很多。因此，采用霧化處理的燈罩并不是所有情況下都需要的。在特殊情況下采用霧化燈罩的，在犧牲光效的情況下，會進(jìn)一步減輕眩光感。透鏡化處理燈罩是將燈罩表面做出很多小透鏡，制造出更多的發(fā)光像點。本發(fā)明的有益效果相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提出一種螺旋形的LED芯片布置方案，該方案將大功率LED 芯片化整為零，換成若干小功率LED芯片，將其分散在電路基板上，從而使散熱變得非常分散，相比大功率LED芯片的熱量集中在核心部位，這種結(jié)構(gòu)有利于芯片散熱，而且由于LED 芯片的分布呈螺旋形分布，LED芯片發(fā)出光也呈分散狀，發(fā)出的光相互干擾疊加，不容易產(chǎn)生很明顯的亮點，因此可以很大程度的減輕眩光感，使燈發(fā)出光更為均勻、柔和。本發(fā)明可以應(yīng)用于燈珠等LED照明燈具上。

圖1是本發(fā)明實施例一雙電極芯片先并后串的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實施例一熱沉及槽體的橫截面示意圖。圖3是實施例二的雙電極芯片先串后并的結(jié)構(gòu)簡圖。圖4是實施例三的雙電極芯片全并的結(jié)構(gòu)簡圖。圖5是實施例四的雙電極芯片全串的結(jié)構(gòu)簡圖。圖6是實施例五的單電極芯片全并的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施方式
本發(fā)明提出一種板上芯片封裝結(jié)構(gòu)以及具有該結(jié)構(gòu)的燈珠，該結(jié)構(gòu)包括多個LED 芯片和LED芯片的電路基板；電路基板上包括熱沉，熱沉呈螺旋形盤在電路基板上，芯片沿?zé)岢恋穆菪€路分布固定在熱沉上；電路基板上包括將芯片電連接在一起的導(dǎo)線，導(dǎo)線布線在熱沉的側(cè)邊，芯片的電極通過電極引線與位于熱沉側(cè)邊的導(dǎo)線連接。以下給出描述，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，且這些描述是在具體應(yīng)用及其需求的背景下提供的。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以對所公開實施例進(jìn)行各種修改，且在不離開本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍的前提下，這里限定的一般原理可以應(yīng)用到其它實施例和應(yīng)用。因而，本發(fā)明并不限于所示出的實施例，而是與權(quán)利要求的最寬范圍一致。本發(fā)明的實施例一，參看圖1所示結(jié)構(gòu)示意圖，本例采用先并后串的電路連接關(guān)系。在電路基板1上設(shè)有螺旋形狀的熱沉3。參看圖2，熱沉3設(shè)在其橫截面呈倒梯形的槽體8的底面上。熱沉3為鋁材。在熱沉3上有沿?zé)岢?的螺旋線路分布的芯片2。芯片2為雙電極藍(lán)寶石襯底的藍(lán)光芯片，其通過銀膠固定在熱沉上。芯片2通過封裝膠7封裝在槽體8內(nèi)。封裝膠7內(nèi)混有黃光熒光粉，在藍(lán)光芯片發(fā)光時，激發(fā)黃光熒光粉，發(fā)出白光。封裝膠優(yōu)選為較低成本的環(huán)氧樹脂。電路基板1上包括將芯片2電連接在一起的導(dǎo)線。如圖1所示，導(dǎo)線包括外導(dǎo)線 5和內(nèi)導(dǎo)線6。外導(dǎo)線5和內(nèi)導(dǎo)線6分別位于熱沉3的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。導(dǎo)線沿著熱沉3的螺旋形走向沿路分布。芯片2的電極通過電極引線4與導(dǎo)線連接。參見圖1，每八個芯片并聯(lián)在一起組成一組并聯(lián)芯片組。第一組并聯(lián)芯片組觀與第二組并聯(lián)芯片組四的外導(dǎo)線斷開，內(nèi)導(dǎo)線相連，以組成先并后串關(guān)系。這樣的組關(guān)系以此類推，相鄰兩組之間只要一側(cè)導(dǎo)線相連則另一側(cè)導(dǎo)向斷開。本例中，LED芯片都是選用小功率芯片，組成同樣功率的LED燈，相比大芯片，使用小芯片可以使芯片發(fā)熱面積更分散，將一個大面積的熱源的熱量導(dǎo)出要比將一個小面積的熱源的熱量導(dǎo)出要高效和容易一些，這樣更有利于散熱。由于小芯片在沿螺旋熱沉排布的時候，外圈和內(nèi)圈位置會形成徑向錯位，這使由于組與組之間的縫隙產(chǎn)生的光疏區(qū)得以彌補，產(chǎn)生均勻發(fā)光。相比大芯片，由于發(fā)光光源面積更為分散，且均勻，因此發(fā)光后給人的眩光感要減輕很多。當(dāng)所需要的燈的功率更大時，可以通過加長螺旋外圈的方式增加小芯片以增加功率，設(shè)計非常方便。本發(fā)明的實施例二，參看圖3所示。本例是LED小芯片先串后并的電路連接關(guān)系。相比實施例一，如圖所示，本例的熱沉9位于槽體30內(nèi)，其上有雙電極LED芯片 10，芯片10通過電極引線14與各導(dǎo)線連接。每組芯片組有5個小芯片，5個小芯片相互之間串聯(lián)起來，串聯(lián)導(dǎo)線11按芯片順序逐粒互錯設(shè)在熱沉兩側(cè)，依次將芯片串聯(lián)起來。每組芯片的首端(或尾端)接到位于熱沉同側(cè)的同一并聯(lián)導(dǎo)線上，該并聯(lián)導(dǎo)線沿螺旋形熱沉布線。圖3中，每組芯片的首端連接到并聯(lián)內(nèi)導(dǎo)線13上，尾端連接到并聯(lián)外導(dǎo)線12上。實施例三，參看圖4所示，本例是芯片全部并聯(lián)的情況。[0046]相比實施例一，如圖4所示，雙電極芯片15位于熱沉16上。芯片16通過電極引線17與各導(dǎo)線連接。此列的芯片不分組，每個芯片均與熱沉外側(cè)的外導(dǎo)線18和與熱沉內(nèi)側(cè)的內(nèi)導(dǎo)線19連接，組成一個LED發(fā)光盤。實施例四，參看圖5所示，本例是芯片全部串聯(lián)的情況。相比實施例一，如圖5所示，雙電極芯片20位于熱沉21上。此列的芯片也不分組。 每個芯片的首尾通過導(dǎo)線連接在一起。導(dǎo)線按芯片順序逐粒錯位設(shè)在熱沉兩側(cè)。實施例六，參看圖6，本例是單電極芯片全部并聯(lián)的情況。相比實施例一，本例的芯片M為單電極芯片。因此，熱沉25需要作為芯片的一個共同電極，芯片M與熱沉25的底部連接是導(dǎo)電的。在熱沉25的一側(cè)設(shè)導(dǎo)線27。芯片M 與導(dǎo)線27通過電極引線沈連接。每個芯片都與導(dǎo)線27連接組成一個全部并聯(lián)的電路結(jié)構(gòu)。除了上述示例以外，由于電路基板可以采用多層結(jié)構(gòu)，因此本發(fā)明的變化結(jié)構(gòu)非常豐富，例如熱沉沿螺旋形線路連續(xù)不間斷，或者斷開。熱沉可以連續(xù)分布在整個螺旋形線路上，也可以成小段的分布在螺旋形線路上，成斷開狀，根據(jù)多層PCB設(shè)計串并聯(lián)電路。本發(fā)明實施例的前述描述僅為說明和描述的目的而給出。它們并非窮盡性的，或并不旨在將本發(fā)明限制成這里所公開的形式。因而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離如所附權(quán)力要求公開的發(fā)明的范圍和精神的前提下，對于本發(fā)明的許多修改和變化是顯而易見的。如果按照本發(fā)明技術(shù)制造燈珠，一般情況下即使不對燈珠的燈罩進(jìn)行霧化處理， 也能獲得比大功率芯片好多得的弱眩光效果。為了獲得更好的弱眩光效果，也可以按照常規(guī)方式，對燈珠的燈罩進(jìn)行霧化或透鏡化處理以期獲得更完美的效果。
權(quán)利要求1.一種板上芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括多個LED芯片和LED芯片的電路基板；其特征在于所述電路基板上包括熱沉，熱沉呈螺旋形盤在電路基板上，芯片沿?zé)岢恋穆菪€路分布固定在熱沉上；電路基板上包括將芯片電連接在一起的導(dǎo)線，導(dǎo)線布線在熱沉的側(cè)邊，芯片的電極通過電極引線與位于熱沉側(cè)邊的導(dǎo)線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板上芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片為雙電極的芯片， 導(dǎo)線布線在熱沉的兩側(cè)邊；或者芯片為單電極的芯片，導(dǎo)線布線在熱沉的一側(cè)邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板上芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述雙電極的芯片的襯底為藍(lán)寶石襯底，或者芯片的襯底為砷化鎵襯底；或者所述單電極的芯片的襯底為硅、碳化硅、金屬任一種類型材料的襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板上芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片電連接關(guān)系包括 對于雙電極的芯片，多個連續(xù)分布固定在熱沉上的芯片串聯(lián)在一起構(gòu)成一組串聯(lián)芯片組， 然后多組串聯(lián)芯片組并聯(lián)在一起；或者對于雙電極的芯片，多個連續(xù)分布固定在熱沉上的芯片并聯(lián)在一起構(gòu)成一組并聯(lián)芯片組，然后多組并聯(lián)芯片組串聯(lián)在一起；或者對于雙電極的芯片，上述兩種情況的混搭；或者對于雙電極的芯片，所有的芯片串聯(lián)在一起；或者所有的芯片并聯(lián)在一起；或者對于單電極的兩種不同工作電壓的芯片，同種電壓的芯片并聯(lián)在一起，兩種芯片不公用的線路分設(shè)于熱沉的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板上芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于在芯片上涂敷有熒光粉封裝膠，熒光粉封裝膠僅僅沿螺旋形熱沉涂敷；或者熒光粉封裝膠將整個電路基板覆蓋涂敷； 或者芯片為藍(lán)光芯片，熒光粉為黃光熒光粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板上芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述熱沉設(shè)在其橫截面呈倒梯形的槽體的底面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板上芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述熱沉沿螺旋形線路連續(xù)不間斷，或者斷開；或者所述熱沉為鋁、銅或銀材質(zhì)。
8.—種板上芯片封裝的LED燈珠，其特征在于包括權(quán)利要求1至7任一項所述的板上芯片封裝結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的板上芯片封裝的LED燈珠，其特征在于芯片通過封裝膠封裝在電路基板上，該封裝膠為環(huán)氧樹脂或者硅膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的板上芯片封裝的LED燈珠，其特征在于所述燈珠包括燈罩，該燈罩經(jīng)過霧化處理或者透鏡化處理。
專利摘要本實用新型提供一種板上芯片封裝結(jié)構(gòu)以及LED燈珠，用來解決小功率芯片來制造大功率LED燈的問題，以分散芯片的散熱，同時改善LED燈的眩光效應(yīng)，減小人們對LED燈眩光的不適感。該結(jié)構(gòu)包括多個LED芯片和LED芯片的電路基板； 所述電路基板上包括熱沉，熱沉呈螺旋形盤在電路基板上，芯片沿?zé)岢恋穆菪€路分布固定在熱沉上；電路基板上包括將芯片電連接在一起的導(dǎo)線，導(dǎo)線布線在熱沉的側(cè)邊，芯片的電極通過電極引線與位于熱沉側(cè)邊的導(dǎo)線連接。本實用新型主要用于燈珠以及類似燈具上。
文檔編號H01L33/64GK201994294SQ20102018939
公開日2011年9月28日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者曾平 申請人:江西省晶和照明有限公司