一種氮化鋁cob led光源及封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氮化鋁COB?LED光源及封裝方法，包括氮化鋁陶瓷散熱基板，散熱基板上形成鍍銅電路層，電路層上鍍有反光層。在基板上形成環(huán)氧樹脂杯碗，在杯碗內(nèi)安裝有LED芯片，LED芯片通過引線連接到基板上，LED上方涂覆熒光粉凃?qū)?。本發(fā)明通過在氮化鋁陶瓷基板上采用脫模塑封形成多個環(huán)氧樹脂杯碗，有效解決了陶瓷基板本身光學設(shè)計加工的難題，同時也解決COB光源光色度一致性控制的難題，能夠很好地解決COB光源散熱的問題。
【專利說明】—種氮化紹COB LED光源及封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種氮化鋁COB LED光源及封裝方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]C0B，是“Chip On Board”的簡稱，是一種芯片直接貼裝技術(shù)，是將裸芯片直接粘貼在印刷電路板上，然后進行引線鍵合，再將有機硅膠將芯片和引線包封保護的工藝。
[0003]目前COB封裝光源在亮度與品質(zhì)、顯色性以及應(yīng)用等方面比傳統(tǒng)封裝形式比較有一定的優(yōu)勢。COB模塊化封裝形式在結(jié)構(gòu)上可以起到減少結(jié)合層和降低整體熱阻的效果；通過合理的芯片配置，可提升光學效果；而在應(yīng)用方面，成本優(yōu)勢也是集成式COB封裝為人看重之處，與傳統(tǒng)LED的SMD貼片式封裝以及大功率封裝相比，COB封裝可將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板或陶瓷基板上，通過基板直接散熱，可以減少支架的制造工藝及其成本等。COB封裝通過將芯片直接鍵合或焊接到熱沉上，形成電路連接。只進行一次封裝，可以簡化二次配光等，具有成本優(yōu)勢。
[0004]然而目前集成式COB封裝仍有一些問題待解決，比如生產(chǎn)效率偏低，生產(chǎn)直通良品率偏低、光源光色度一致性控制有難度，目前集成式COB封裝存在光效偏低、散熱性能和良品率有待提高的問題。COB封裝光效一般比獨立封裝低20%?30% ;—次光學透鏡的多次折射造成的出光損失和熱能增加缺陷；目前集成式COB封裝光源大多使用鋁基板作為材料，鋁基板COB熱阻大，可靠性不高，容易出現(xiàn)光衰、死燈現(xiàn)象嚴重。另一方面，COB封裝散熱性也還有待提升，COB光源累加熱集中度較高，光源熱量若不能及時導(dǎo)出，將導(dǎo)致光源壽命縮短。
[0005]所以，如何解決COB封裝的出光效率及散熱問題，將是這類COB封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個必然需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種氮化鋁COB LED光源及封裝方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)在COB封裝中存在的出光效率偏低及散熱不佳問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述有益效果，本發(fā)明提供一種氮化鋁COB LED光源，其技術(shù)方案如下:
[0008]一種氮化鋁COB LED光源，包含有氮化鋁陶瓷散熱基板，氮化鋁陶瓷散熱基板由氮化鋁基片、鍍銅電路層與鍍銀反光層組成，氮化鋁基片上引入鍍銅電路層，鍍銅電路層另一面上設(shè)有鍍銀反光層；氮化鋁陶瓷散熱基板的氮化鋁基片面為底面，氮化鋁陶瓷散熱基板的鍍銀反光層面為正面；
[0009]在氮化鋁陶瓷散熱基板正面設(shè)有若干環(huán)氧樹脂杯碗，在環(huán)氧樹脂杯碗內(nèi)設(shè)有LED芯片，LED芯片通過引線連接到氮化鋁陶瓷散熱基板的鍍銀反光層上，LED芯片上方涂覆熒光粉涂層。
[0010]為了實現(xiàn)上述有益效果，本發(fā)明提供一種氮化鋁COB LED光源的封裝方法，包括如下步驟:[0011]a)、將氮化鋁粉、燒結(jié)助劑、增塑劑、粘結(jié)劑、潤滑劑按一定比例進行球磨混合，形成漿料，流延成型，排膠，燒結(jié)得到氮化鋁基片，再在氮化鋁基片上印刷一鍍銅電路層，然后在鍍銅電路層上電鍍鍍銀反光層得到氮化鋁陶瓷散熱基板；
[0012]氮化鋁粉、燒結(jié)助劑、增塑劑、粘結(jié)劑、潤滑劑的重量比為70?85份:I?5份:2?4份:I?5份:2?4份；
[0013]氮化鋁粉純度98%以上粉體，燒結(jié)助劑成分為氧化釔，增塑劑成分為聚乙二醇，粘接劑成分為聚乙烯醇，潤滑劑成分為石墨粉；
[0014]b)、將氮化鋁陶瓷散熱基板送入塑封磨具的上下模的模腔中，取第一組份和第二組份按比例進行配制共混物，先將第一組份和第二組份混合后進行攪拌，使其充分混合，將配制好的共混物注入到塑封磨具內(nèi)，經(jīng)過對磨具加熱后固化成型，然后脫模完成塑封；通過該步驟在氮化鋁陶瓷散熱基板正面上形成多個環(huán)氧樹脂杯碗；
[0015]C)、在環(huán)氧樹脂杯碗內(nèi)點適量的銀膠；
[0016]d)、將LED芯片安裝在環(huán)氧樹脂杯碗內(nèi)，通過銀膠貼合；
[0017]e)、將安裝有LED芯片的氮化鋁陶瓷散熱基板放入烤箱內(nèi)烘烤固化；
[0018]f)、然后將引線的一端焊接于氮化鋁陶瓷散熱基板的鍍銀反光層上，將引線的另一端焊接于LED芯片電極上，從而使LED芯片與氮化鋁陶瓷散熱基板相導(dǎo)通；
[0019]g)、將熒光粉和硅膠按比例混合制成粉漿，攪拌后直接將粉漿涂敷于LED芯片上；
[0020]熒光粉與硅膠重量比為I?3份:7?20份；
[0021]熒光粉成分為YAG，硅膠成分為聚二甲基硅氧烷。
[0022]h)、對氮化鋁陶瓷散熱基板進行烘烤，從而固化粉漿，得到熒光粉涂層，既得成品。
[0023]進一步，在一些實施例中，所述步驟b)中第一組分為環(huán)氧樹脂，第二組份包含固化齊U、抗氧化劑、固化促進劑形成的共聚物；
[0024]所述第一組分(環(huán)氧樹脂):第二組分(共聚物)重量比為95?115份:90?105份；
[0025]所述第二組份共聚物中固化劑成分為甲基六氫苯酐、重量份為89.3?103份；固化促進劑成分為四丁基溴化胺、重量份為0.5?1.5份；抗氧化劑成分為二叔丁基對甲酚、重量份為0.2?0.5份。
[0026]進一步，在一些實施例中，所述步驟b)中環(huán)氧樹脂杯碗為多個，并均勻分布在氮化鋁陶瓷散熱基板上。
[0027]本發(fā)明通過在氮化鋁陶瓷散熱基板上采用脫模塑封工藝形成多個環(huán)氧樹脂杯碗，有效解決了陶瓷基板本身光學設(shè)計加工的難題，同時也解決COB光源光色度一致性控制的難題，LED芯片安裝在具有光學設(shè)計環(huán)氧樹脂杯碗中能夠提高出光效率，同時LED芯片直接粘接在高導(dǎo)熱的氮化鋁陶瓷散熱基板上，因氮化鋁陶瓷散熱基板導(dǎo)熱系數(shù)遠遠高于普通金屬基板，能夠很好地解決COB光源散熱的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖標記說明如下:
[0030]氮化鋁基片1、鍍銅電路層2、鍍銀反光層3、環(huán)氧樹脂杯碗4、LED芯片5、引線6、熒光粉涂層7。
【具體實施方式】
[0031]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0032]參見如圖1，氮化鋁COB LED光源包含有氮化鋁陶瓷散熱基板，氮化鋁陶瓷散熱基板由氮化鋁基片1、鍍銅電路層2與鍍銀反光層3組成，氮化鋁基片I上印刷一鍍銅電路層2，鍍銅電路層2另一面上電鍍鍍銀反光層3 ;氮化鋁陶瓷散熱基板的氮化鋁基片I面為底面，氮化鋁陶瓷散熱基板的鍍銀反光層3面為正面。
[0033]在氮化鋁陶瓷散熱基板正面設(shè)有若干環(huán)氧樹脂杯碗4，在環(huán)氧樹脂杯碗4內(nèi)安裝有藍光LED芯片5，LED芯片5通過引線6連接到氮化鋁陶瓷散熱基板的鍍銀反光層3上，LED芯片5上方涂覆熒光粉涂層7，環(huán)氧樹脂杯碗4內(nèi)填充有熒光粉涂層7。
[0034]在一個實施例中，本發(fā)明的封裝方法，包括如下操作步驟:
[0035]a)、將氮化鋁粉、燒結(jié)助劑、增塑劑、粘結(jié)劑、潤滑劑按一定比例進行球磨混合，形成漿料，流延成型，排膠，燒結(jié)得到氮化鋁基片1，再在氮化鋁基片I上印刷一鍍銅電路層2，然后在鍍銅電路層2上電鍍鍍銀反光層3得到氮化鋁陶瓷散熱基板；
[0036]在一個實施例中，氮化鋁粉、燒結(jié)助劑、增塑劑、粘結(jié)劑、潤滑劑的重量比為72份:4份:3份:2份:3份；
[0037]在一個實施例中，氮化鋁粉純度98%以上粉體，燒結(jié)助劑成分為氧化釔，增塑劑成分為聚乙二醇，粘接劑成分為聚乙烯醇，潤滑劑成分為石墨粉；
[0038]b)、將氮化鋁陶瓷散熱基板送入塑封磨具的上下模的模腔中，取第一組份和第二組份按比例進行配制共混物，先將第一組份和第二組份混合后進行攪拌，使其充分混合，將配制好的共混物注入到塑封磨具內(nèi)，經(jīng)過對磨具加熱后固化成型、然后脫模完成塑封；通過該步驟在氮化鋁陶瓷散熱基板正面上形成多個環(huán)氧樹脂杯碗4 ；
[0039]C)、在環(huán)氧樹脂杯碗4內(nèi)點適量的銀膠；
[0040]d)、將LED芯片5安裝在環(huán)氧樹脂杯碗4內(nèi)，通過銀膠貼合；
[0041]e)、將安裝有LED芯片5的氮化鋁陶瓷散熱基板放入烤箱內(nèi)烘烤固化；
[0042]f)、然后將引線6的一端焊接于氮化鋁陶瓷散熱基板的鍍銀反光層3上，將引線6的另一端焊接于LED芯片5的電極上，并與LED芯片5導(dǎo)通，從而使LED芯片5與氮化鋁陶瓷散熱基板相導(dǎo)通；
[0043]g)、將熒光粉和硅膠按比例混合制成粉漿，攪拌后直接將粉漿涂敷于LED芯片5上；
[0044]在一個實施例中，突光粉與娃膠重量比為2份:16份；
[0045]在一個實施例中，熒光粉成分為YAG，硅膠成分為聚二甲基硅氧烷；
[0046]h)、對氮化鋁陶瓷散熱基板進行烘烤，從而固化粉漿，得到熒光粉涂層7，既得成
品O
[0047]在一個實施例中，步驟b)中，第一組分(環(huán)氧樹脂):第二組分(共聚物)重量比為100 份:97.3 份；
[0048]在一個實施例中，第二組份共聚物中固化劑成分為甲基六氫苯酐、重量份為96.3份；固化促進劑成分為四丁基溴化胺、重量份為0.7份；抗氧化劑成分為二叔丁基對甲酚、重量份為0.3份。
[0049]本發(fā)明通過在氮化鋁陶瓷基板上采用特殊工藝形成多個環(huán)氧樹脂杯碗，有效解決了陶瓷基板本身光學設(shè)計加工的難題，同時也解決COB光源光色度一致性控制的難題，LED芯片安裝在具有光學設(shè)計杯碗中能夠提高出光效率，同時LED芯片直接粘接在高導(dǎo)熱的氮化鋁陶瓷散熱基板上，因氮化鋁陶瓷散熱基板導(dǎo)熱系數(shù)遠遠高于普通金屬基板，能夠很好地將COB光源熱量快速導(dǎo)出。
[0050]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種氮化鋁COB LED光源，包含有氮化鋁陶瓷散熱基板，特征在于，所述氮化鋁陶瓷散熱基板由氮化鋁基片、鍍銅電路層與鍍銀反光層組成，所述氮化鋁基片上引入鍍銅電路層，所述鍍銅電路層另一面上設(shè)有鍍銀反光層；所述氮化鋁陶瓷散熱基板的氮化鋁基片面為底面，所述氮化鋁陶瓷散熱基板的鍍銀反光層面為正面； 在所述氮化鋁陶瓷散熱基板正面設(shè)有若干環(huán)氧樹脂杯碗，在所述環(huán)氧樹脂杯碗內(nèi)設(shè)有LED芯片，所述LED芯片通過引線連接到氮化鋁陶瓷散熱基板的鍍銀反光層上，所述LED芯片上方涂覆熒光粉涂層。
2.一種氮化鋁COB LED光源的封裝方法，其特征在于，包括如下步驟: a)、將氮化鋁粉、燒結(jié)助劑、增塑劑、粘結(jié)劑、潤滑劑按一定比例進行球磨混合，形成漿料，流延成型，排膠，燒結(jié)得到氮化鋁基片，再在氮化鋁基片上印刷一鍍銅電路層，然后在鍍銅電路層上電鍍鍍銀反光層得到氮化鋁陶瓷散熱基板； 所述的氮化鋁粉、燒結(jié)助劑、增塑劑、粘結(jié)劑、潤滑劑的重量比為70?85份:I?5份:2?4份:I?5份:2?4份； b)、將氮化鋁陶瓷散熱基板送入塑封磨具的上下模的模腔中，取第一組份和第二組份按比例進行配制共混物，先將第一組份和第二組份混合后進行攪拌，使其充分混合，將配制好的共混物注入到塑封磨具內(nèi)，經(jīng)過對磨具加熱后固化成型，然后脫模完成塑封；通過該步驟在氮化鋁陶瓷散熱基板正面上形成多個環(huán)氧樹脂杯碗； C)、在環(huán)氧樹脂杯碗內(nèi)點適量的銀膠； d)、將LED芯片安裝在環(huán)氧樹脂杯碗內(nèi)，通過銀膠貼合； e)、將安裝有LED芯片的氮化鋁陶瓷散熱基板放入烤箱內(nèi)烘烤固化； f)、然后將引線的一端焊接于氮化鋁陶瓷散熱基板的鍍銀反光層上，將引線的另一端焊接于LED芯片的電極上，從而使LED芯片與氮化鋁陶瓷散熱基板相導(dǎo)通； g)、將熒光粉和硅膠按比例混合制成粉漿，攪拌后直接將粉漿涂敷于LED芯片上； 所述熒光粉與硅膠重量比為I?3份:7?20份； h)、對氮化鋁陶瓷散熱基板進行烘烤，從而固化粉漿，得到熒光粉涂層，既得成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氮化鋁COBLED光源的封裝方法，其特征在于，所述步驟b)中第一組分為環(huán)氧樹脂，第二組份包含固化劑、抗氧化劑、固化促進劑形成的共聚物； 所述第一組分:第二組分重量比為95?115份:90?105份； 所述第二組份共聚物中固化劑成分為甲基六氫苯酐、重量份為89.3?103份；固化促進劑成分為四丁基溴化胺、重量份為0.5?1.5份；抗氧化劑成分為二叔丁基對甲酚、重量份為0.2?0.5份。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氮化鋁COBLED光源的封裝方法，其特征在于，所述步驟b)中環(huán)氧樹脂杯碗為多個，并均勻分布在氮化鋁陶瓷散熱基板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氮化鋁COBLED光源的封裝方法，其特征在于，所述氮化鋁粉純度98%以上粉體，所述燒結(jié)助劑成分為氧化釔，所述增塑劑成分為聚乙二醇，所述粘接劑成分為聚乙烯醇，所述潤滑劑成分為石墨粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氮化鋁COBLED光源的封裝方法，其特征在于，所述熒光粉成分為YAG，所述硅膠成分為聚二甲基硅氧烷。
【文檔編號】H01L33/64GK103730565SQ201410023171
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】陳建, 鄭小平, 童玉珍 申請人:北京大學東莞光電研究院