Led照明cob封裝結構以及球泡的製作方法

2023-05-29 08:23:06

專利名稱：Led照明cob封裝結構以及球泡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種LED照明領域，特別是涉及LED的C0B(chip on board)封裝技術。
背景技術：
傳統室內LED球泡應用主要使用大功率封裝。大功率製作球泡中存在眩光易超 標，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行霧化等特殊處理，對燈罩 霧化技術的依賴嚴重降低整燈光效。大功率晶片因熱產生的集中，同時球泡本身空間有限， 難以將大功率晶片集中產生的熱有效的導入散熱片，嚴重時會影響驅動的工作，造成可靠 性下降
發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種LED照明COB封裝結構，該結構用 來解決小功率晶片來製造大功率LED燈的問題，以分散晶片的散熱，同時改善LED燈的眩光 效應，減小人們對LED燈眩光的不適感。本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種LED照明COB封裝的球泡，用來 解決小功率晶片來製造大功率LED燈的問題，以分散晶片的散熱，同時改善LED燈的眩光效 應，減小人們對LED燈眩光的不適感。為了解決本發明的第一個技術問題，本發明提出一種LED照明COB封裝結構，包括 多個LED晶片和LED晶片的電路基板；所述電路基板上包括熱沉，熱沉呈螺旋形盤在電路基板上，晶片沿熱沉的螺旋線 路分布固定在熱沉上；電路基板上包括將晶片電連接在一起的導線，導線布線在熱沉的側邊，晶片的電 極通過電極引線與位於熱沉側邊的導線連接。優選地所述晶片為雙電極的晶片，導線布線在熱沉的兩側邊。優選地所述晶片為單電極的晶片，導線布線在熱沉的一側邊。優選地所述雙電極的晶片的襯底為藍寶石襯底，或者晶片的襯底為砷化鎵襯底。 藍寶石襯底通常是作為藍綠光LED的襯底，其不導電，因此晶片的兩個電極均做在襯底的 上面。而砷化鎵襯底為導電襯底，其通常是紅光LED晶片的襯底，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。優選地所述單電極的晶片的襯底為矽、碳化矽、金屬任一種類型材料的襯底。這 是一種垂直結構的晶片。優選地，所述晶片電連接關係包括對於雙電極的晶片，多個連續分布固定在熱沉 上的晶片串聯在一起構成一組串聯晶片組，然後多組串聯晶片組並聯在一起。優選地對於雙電極的晶片，多個連續分布固定在熱沉上的晶片並聯在一起構成 一組並聯晶片組，然後多組並聯晶片組串聯在一起。優選地，對於雙電極的晶片，電路基板上包括多個連續分布固定在熱沉上的晶片串聯在一起構成一組串聯晶片組，然後多組串聯晶片組並聯在一起；以及，多個連續分布固 定在熱沉上的晶片並聯在一起構成一組並聯晶片組，然後多組並聯晶片組串聯在一起，上 述兩種情況的混搭電路布線。優選地對於雙電極的晶片，所有的晶片串聯在一起。優選地所有的晶片並聯在一起。這種情況適用於雙電極的晶片和單電極的晶片。優選地對於單電極的兩種不同工作電壓的晶片，同種電壓的晶片並聯在一起，兩 種晶片不公用的線路分設於熱沉的兩側。優選地在晶片上塗敷有螢光粉封裝膠，螢光粉封裝膠僅僅沿螺旋形熱沉塗敷。這 種方式比較節約螢光粉，但是操作較為複雜。優選地螢光粉封裝膠將整個電路基板覆蓋塗敷。這種方式操作簡單，但是會浪費 螢光粉。優選地晶片為藍光晶片，螢光粉為黃光螢光粉。優選地所述熱沉設在其橫截面呈倒梯形的槽體的底面上。優選地所述熱沉沿螺旋形線路連續不間斷，或者斷開。熱沉可以連續分布在整個 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。優選地所述熱沉為鋁、銅、或銀至少一種材質。也可以是其它金屬或金屬合金。為了解決本發明的第二個技術問題，本發明提出一種LED照明COB封裝的球泡，其 包括上述任一種LED照明COB封裝結構。優選地晶片通過封裝膠封裝在電路基板上，該封裝膠為環氧樹脂或者矽膠。優選地球泡包括燈罩，該燈罩經過霧化處理或者透鏡化處理。霧化處理可以減 輕眩光感，鑑於本發明可以使用很多小功率晶片，它們發出的光非常分散，眩光感已經大為 減輕，特別是在眩光感減輕的時候，光效提高很多。因此，採用霧化處理的燈罩並不是所有 情況下都需要的。在特殊情況下採用霧化燈罩的，在犧牲光效的情況下，會進一步減輕眩光 感。透鏡化處理燈罩是將燈罩表面做出很多小透鏡，製造出更多的發光像點。本發明的有益效果相比現有技術，本發明提出一種螺旋形的LED晶片布置方案，該方案將大功率LED 晶片化整為零，換成若干小功率LED晶片，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晶片的熱量集中在核心部位，這種結構有利於晶片散熱，而且由於LED 晶片的分布呈螺旋形分布，LED晶片發出光也呈分散狀，發出的光相互幹擾疊加，不容易產 生很明顯的亮點，因此可以很大程度的減輕眩光感，使燈發出光更為均勻、柔和。本發明可 以應用於球泡等LED照明燈具上。


圖1是本發明實施例一雙電極晶片先並後串的結構示意圖。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晶片先串後並的結構簡圖。圖4是實施例三的雙電極晶片全並的結構簡圖。圖5是實施例四的雙電極晶片全串的結構簡圖。圖6是實施例五的單電極晶片全並的結構簡圖。
具體實施例方式本發明提出一種LED照明COB封裝結構以及具有該結構的球泡，該結構包括多個 LED晶片和LED晶片的電路基板；電路基板上包括熱沉，熱沉呈螺旋形盤在電路基板上，芯 片沿熱沉的螺旋線路分布固定在熱沉上；電路基板上包括將晶片電連接在一起的導線，導 線布線在熱沉的側邊，晶片的電極通過電極引線與位於熱沉側邊的導線連接。以下給出描述，以使得本領域技術人員能夠製造和使用本發明，且這些描述是在 具體應用及其需求的背景下提供的。對本領域技術人員而言，可以對所公開實施例進行各 種修改，且在不離開本發明的精神實質和範圍的前提下，這裡限定的一般原理可以應用到 其它實施例和應用。因而，本發明並不限於所示出的實施例，而是與權利要求的最寬範圍一 致。本發明的實施例一，參看圖1所示結構示意圖，本例採用先並後串的電路連接關係。在電路基板1上設有螺旋形狀的熱沉3。參看圖2，熱沉3設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上有沿熱沉3的螺旋線路分布的晶片2。芯 片2為雙電極藍寶石襯底的藍光晶片，其通過銀膠固定在熱沉上。晶片2通過封裝膠7封 裝在槽體8內。封裝膠7內混有黃光螢光粉，在藍光晶片發光時，激發黃光螢光粉，發出白 光。封裝膠優選為較低成本的環氧樹脂。電路基板1上包括將晶片2電連接在一起的導線。如圖1所示，導線包括外導線 5和內導線6。外導線5和內導線6分別位於熱沉3的外側和內側。導線沿著熱沉3的螺 旋形走向沿路分布。晶片2的電極通過電極引線4與導線連接。參見圖1，每八個晶片並聯在一起組成一組並聯晶片組。第一組並聯晶片組28與 第二組並聯晶片組29的外導線斷開，內導線相連，以組成先並後串關係。這樣的組關係以 此類推，相鄰兩組之間只要一側導線相連則另一側導向斷開。本例中，LED晶片都是選用小功率晶片，組成同樣功率的LED燈，相比大晶片，使用 小晶片可以使晶片發熱面積更分散，將一個大面積的熱源的熱量導出要比將一個小面積的 熱源的熱量導出要高效和容易一些，這樣更有利於散熱。由於小晶片在沿螺旋熱沉排布的 時候，外圈和內圈位置會形成徑向錯位，這使由於組與組之間的縫隙產生的光疏區得以彌 補，產生均勻發光。相比大晶片，由於發光光源面積更為分散，且均勻，因此發光後給人的眩 光感要減輕很多。當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晶片以增加功 率，設計非常方便。本發明的實施例二，參看圖3所示。本例是LED小晶片先串後並的電路連接關係。相比實施例一，如圖所示，本例的熱沉9位於槽體30內，其上有雙電極LED晶片 10，晶片10通過電極引線14與各導線連接。每組晶片組有5個小晶片，5個小晶片相互之 間串聯起來，串聯導線11按晶片順序逐粒互錯設在熱沉兩側，依次將晶片串聯起來。每組 晶片的首端(或尾端)接到位於熱沉同側的同一併聯導線上，該並聯導線沿螺旋形熱沉布 線。圖3中，每組晶片的首端連接到並聯內導線13上，尾端連接到並聯外導線12上。實施例三，參看圖4所示，本例是晶片全部並聯的情況。
相比實施例一，如圖4所示，雙電極晶片15位於熱沉16上。晶片16通過電極引 線17與各導線連接。此列的晶片不分組，每個晶片均與熱沉外側的外導線18和與熱沉內 側的內導線19連接，組成一個LED發光碟。實施例四，參看圖5所示，本例是晶片全部串聯的情況。相比實施例一，如圖5所示，雙電極晶片20位於熱沉21上。此列的晶片也不分組。 每個晶片的首尾通過導線連接在一起。導線按晶片順序逐粒錯位設在熱沉兩側。實施例六，參看圖6，本例是單電極晶片全部並聯的情況。相比實施例一，本例的晶片24為單電極晶片。因此，熱沉25需要作為晶片的一個 共同電極，晶片24與熱沉25的底部連接是導電的。在熱沉25的一側設導線27。晶片24 與導線27通過電極引線26連接。每個晶片都與導線27連接組成一個全部並聯的電路結 構。除了上述示例以外，由於電路基板可以採用多層結構，因此本發明的變化結構非 常豐富，例如熱沉沿螺旋形線路連續不間斷，或者斷開。熱沉可以連續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，根據多層PCB設計串並聯電路。本發明實施例的前述描述僅為說明和描述的目的而給出。它們並非窮盡性的，或 並不旨在將本發明限制成這裡所公開的形式。因而，對本領域技術人員而言，在不背離如所 附權力要求公開的發明的範圍和精神的前提下，對於本發明的許多修改和變化是顯而易見 的。如果按照本發明技術製造球泡，一般情況下即使不對球泡的燈罩進行霧化處理， 也能獲得比大功率晶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 規方式，對球泡的燈罩進行霧化或透鏡化處理以期獲得更完美的效果。
權利要求
一種LED照明COB封裝結構，包括多個LED晶片和LED晶片的電路基板；其特徵在於所述電路基板上包括熱沉，熱沉呈螺旋形盤在電路基板上，晶片沿熱沉的螺旋線路分布固定在熱沉上；電路基板上包括將晶片電連接在一起的導線，導線布線在熱沉的側邊，晶片的電極通過電極引線與位於熱沉側邊的導線連接。
2.根據權利要求1所述的LED照明COB封裝結構，其特徵在於所述晶片為雙電極的 晶片，導線布線在熱沉的兩側邊；或者晶片為單電極的晶片，導線布線在熱沉的一側邊。
3.根據權利要求1所述的LED照明COB封裝結構，其特徵在於所述雙電極的晶片的 襯底為藍寶石襯底，或者晶片的襯底為砷化鎵襯底；或者所述單電極的晶片的襯底為矽、碳化矽、金屬任一種類型材料的襯底。
4.根據權利要求1所述的LED照明COB封裝結構，其特徵在於所述晶片電連接關係包 括對於雙電極的晶片，多個連續分布固定在熱沉上的晶片串聯在一起構成一組串聯晶片 組，然後多組串聯晶片組並聯在一起；或者對於雙電極的晶片，多個連續分布固定在熱沉上的晶片並聯在一起構成一組並聯晶片 組，然後多組並聯晶片組串聯在一起；或者對於雙電極的晶片，上述兩種情況的混搭；或者對於雙電極的晶片，所有的晶片串聯在一起；或者所有的晶片並聯在一起；或者對於單電極的兩種不同工作電壓的晶片，同種電壓的晶片並聯在一起，兩種晶片不公 用的線路分設於熱沉的兩側。
5.根據權利要求1所述的LED照明COB封裝結構，其特徵在於在晶片上塗敷有螢光 粉封裝膠，螢光粉封裝膠僅僅沿螺旋形熱沉塗敷；或者螢光粉封裝膠將整個電路基板覆蓋 塗敷；或者晶片為藍光晶片，螢光粉為黃光螢光粉。
6.根據權利要求1所述的LED照明COB封裝結構，其特徵在於所述熱沉設在其橫截 面呈倒梯形的槽體的底面上。
7.根據權利要求1所述的LED照明COB封裝結構，其特徵在於所述熱沉沿螺旋形線 路連續不間斷，或者斷開；或者所述熱沉為鋁、銅、或銀至少一種材質。
8.一種LED照明COB封裝的球泡，其特徵在於包括權利要求1至7任一項所述的LED 照明COB封裝結構。
9.根據權利要求8所述的LED照明COB封裝的球泡，其特徵在於晶片通過封裝膠封 裝在電路基板上，該封裝膠為環氧樹脂或者矽膠。
10.根據權利要求8所述的LED照明COB封裝的球泡，其特徵在於球泡包括燈罩，該 燈罩經過霧化處理或者透鏡化處理。
全文摘要
本發明提供一種LED照明COB封裝結構以及球泡，用來解決小功率晶片來製造大功率LED燈的問題，以分散晶片的散熱，同時改善LED燈的眩光效應，減小人們對LED燈眩光的不適感。該結構包括多個LED晶片和LED晶片的電路基板；所述電路基板上包括熱沉，熱沉呈螺旋形盤在電路基板上，晶片沿熱沉的螺旋線路分布固定在熱沉上；電路基板上包括將晶片電連接在一起的導線，導線布線在熱沉的側邊，晶片的電極通過電極引線與位於熱沉側邊的導線連接。本發明主要用於球泡以及類似燈具上。
文檔編號F21Y101/02GK101834175SQ201010171678
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月13日 優先權日2010年5月13日
發明者曾平 申請人:江西省晶和照明有限公司