舞檯燈覆晶cob光源及其生產工藝的製作方法
2023-12-05 17:50:01
舞檯燈覆晶cob光源及其生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種舞檯燈覆晶COB光源及其生產工藝，該生產工藝包括以下工藝流程：採用共晶爐將倒裝晶片覆晶在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上，完成共晶工藝並形成共晶支架；對完成共晶工藝的共晶支架進行超聲波清洗；對清洗完成的共晶支架依次進行初次烘烤-圍圍牆膠-再次烘烤-冷卻作業；且圍牆膠沿著固晶區的周圍圍壩並形成擋牆結構；將螢光粉膠均勻的塗覆在共晶支架的倒裝晶片上並進行烘烤工藝後形成晶片封裝塊；晶片封裝塊通過回流焊接的方式連接到紅銅基板的沉臺內；將高透光性低反率的光學玻璃片粘貼於晶片封裝塊的正上方。本發明具有熱電分離效果好、晶片結合牢固不易脫落、光通量高光效好、生產工藝先進及生產效率高等特點。
【專利說明】舞檯燈覆晶COB光源及其生產工藝
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種COB光源的生產工藝，尤其涉及一種舞檯燈覆晶COB光源及其生產工藝。
[0003]【背景技術】
[0004]目前，市面上的COB光源產品大多是在鋁基板上直接固晶的，小部分是在銅基板和陶瓷基板上直接固晶的；固晶使用的材料是絕緣膠和銀膠，其熱阻一般在12°C /W，熱阻相對較高；另外，市面上的COB光源產品均是採用焊線工藝，而採用焊線工藝製作的COB光源，不能承受較大的脈衝電流，更不能在大電流的驅動下長時間工作；因脈衝電流過大或長時間大電流(100mA)工作會導致產品金線和晶片P-N結都會受到很大影響，容易造成斷線死燈和晶片結溫升高等問題；且市面上的COB光源產品均是採用圍圍牆膠的方式進行點螢光膠作業的，光源工作時膠體易受熱膨脹，造成金線拉斷和斷線死燈問題。因此，總結而言，現有的COB光源產品其在結構或生產工藝上存在以下缺陷:銀膠或絕緣膠固晶，不僅使得晶片因環境影響出現脫落現象，而且還存在晶片、銀膠與支架的熱膨脹係數不一致的問題，銀膠與晶片和支架之間結合力的問題和使用接線繁瑣等問題。
[0005]
【發明內容】
[0006]針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種熱電分離效果好、晶片結合牢固不易脫落、生產工藝先進及生產效率高的舞檯燈覆晶COB光源及其生產工藝。
[0007]為實現上述目的，本發明提供一種舞檯燈覆晶COB光源的生產工藝，包括以下工藝流程:
步驟1，採用共晶爐將倒裝晶片覆晶在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上，完成共晶工藝並形成共晶支架；
步驟2，對完成共晶工藝的共晶支架進行超聲波清洗；
步驟3，對清洗完成的共晶支架依次進行初次烘烤-圍圍牆膠-再次烘烤-冷卻作業；且所述圍牆膠沿著固晶區的周圍圍壩並形成擋牆結構；
步驟4，將螢光粉膠均勻的塗覆在共晶支架的倒裝晶片上並進行烘烤工藝後形成晶片封裝塊；
步驟5，晶片封裝塊通過回流焊接的方式連接到紅銅基板的沉臺內；
步驟7，將高透光性低反率的光學玻璃片粘貼於晶片封裝塊的正上方。
[0008]其中，所述步驟I之前還包括一步驟0，所述步驟O為對氮化鋁陶瓷支架的固晶區和引腳處均進行鍍金處理。[0009]其中，所述步驟5與步驟7之間還包括一步驟6，所述步驟6為將熱敏電阻、大插件、小插件和跳線均通過回流焊接的方式焊接在紅銅基板上固定的區域內。
[0010]其中，所述步驟I的具體步驟為:
步驟11，在倒裝晶片的底端鍍覆有金錫合金；
步驟12，倒裝晶片上鍍覆有金錫合金的一面通過助焊劑粘附在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上；
步驟13，通過共晶爐在氮氣氛圍的保護下將倒裝晶片覆晶在該固晶區上。
[0011]其中，所述步驟3中初次烘烤的條件為溫度100°C，時間30min ;再次烘烤的條件為溫度150°C，時間Ih ;所述步驟4中烘烤工藝的具體步驟為先進行溫度50°C，時間2h的烘烤；再進行溫度65°C，時間Ih的烘烤；最後進行溫度150°C，時間2h的烘烤。
[0012]為實現上述目的，本發明還提供一種舞檯燈覆晶COB光源，包括倒裝晶片、氮化鋁陶瓷支架和紅銅基板；所述氮化鋁陶瓷支架上設有固晶區，且所述固晶區的周圍圍壩圍牆膠後形成擋牆結構，所述倒裝晶片覆晶在氮化鋁陶瓷支架的固晶區後形成共晶支架；所述共晶支架的倒裝晶片上均勻塗覆螢光粉膠後形成晶片封裝塊；所述紅銅基板上內嵌有一沉臺，所述晶片封裝塊通過回流焊接的方式連接到紅銅基板的沉臺內，且所述晶片封裝塊的正上方粘貼有一高透光性低反率的光學玻璃片。
[0013]其中，所述氮化鋁陶瓷支架的兩側邊均向外延伸有引腳，所述沉臺的兩內側均內嵌有與引腳相適配的容納槽。
[0014]其中，所述氮化鋁陶瓷支架的固晶區和引腳上均鍍覆有鍍金層。
[0015]其中，所述光源還包括熱敏電阻、大插件、小插件和跳線，所述熱敏電阻、大插件、小插件和跳線均通過回流焊接的方式焊接在紅銅基板上。
[0016]其中，所述倒裝晶片的底端鍍覆有金錫合金層，且所述金錫合金層通過助焊劑粘附在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上，且該倒裝晶片通過共晶爐覆晶到氮化鋁陶瓷支架的固晶區上。
[0017]與現有技術相比，本發明提供的舞檯燈陶瓷COB光源及其生產工藝，具有以下有益效果:
1)倒裝晶片是通過共晶爐覆晶到氮化鋁陶瓷支架上的，使得倒裝晶片與支架的結合非常牢固，結合力非常好；還可避免銀膠固晶過程中因銀膠量的不均勻造成光通量的損失；
2)採用共晶爐將倒裝晶片覆晶在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上，該工藝使用倒裝晶片並結合共晶工藝，不僅可以替代老工藝銀膠或絕緣膠固晶，晶片不會因環境影響出現脫落的現象，熱阻可降低至5°C /W ;而且無金線焊接，可節省大量的材料成本與人力資源，極大簡化了生產過程並提高了生產效率，且沒有金線與晶片和螢光粉之間的應力問題，單顆晶片在大電流的驅動下也不會出現斷線死燈現象，有效解決了光源不能承受長期大電流驅動工作的問題；
3)採用氮化鋁陶瓷支架能夠很好的實現熱電分離效果；而且陶瓷支架與紅銅基板之間是通過回流焊接連接的，倒裝晶片點亮過程中產生的熱量能快速良好的導出來，改善了以往產品的散熱難問題，極大提高了產品的使用壽命；
4)圍牆膠沿著固晶區的周圍圍壩並形成擋牆結構，該擋牆結構不僅具有設定共晶區域形狀大小的作用，而且還能保護晶片並保證螢光粉膠不溢流出來，以形成美觀規則的螢光月父層O
[0018]5)在晶片封裝塊的正上方粘貼高透光性低反率的光學玻璃片，不僅可保護膠面不被汙染還能隔絕膠面與環境的直接接觸，減緩膠面的老化，使產品的使用壽命得到極大提聞;
6)本發明具有熱電分離效果好、晶片結合牢固不易脫落、光通量高光效好、生產工藝先進及生產效率高等特點。
[0019]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的舞檯燈覆晶COB光源的生產工藝流程圖；
圖2為本發明的舞檯燈覆晶COB光源中紅銅基板的結構圖；
圖3為本發明的舞檯燈覆晶COB光源中氮化鋁陶瓷支架的結構圖；
圖4為本發明的舞檯燈覆晶COB光源中倒裝晶片的結構圖。
[0021]主要元件符號說明如下:
10、倒裝晶片11、氮化鋁陶瓷支架
12、紅銅基板13、圍牆膠
111、固晶區112、引腳
121、沉臺122、容納槽
123、大插件124、小插件
125、熱敏電阻126、通孔
【具體實施方式】
[0022]為了更清楚地表述本發明，下面結合附圖對本發明作進一步地描述。
[0023]請參閱圖1，本發明的舞檯燈覆晶COB光源的生產工藝，包括以下工藝流程:
步驟S0，對氮化鋁陶瓷支架的固晶區和引腳處均進行鍍金處理，且在該支架上設置相
應的電路線。
[0024]步驟SI，採用共晶爐將倒裝晶片覆晶在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上，完成共晶工藝並形成共晶支架；步驟Si的具體步驟為:首先，在倒裝晶片的底端鍍覆有金錫合金；其次，倒裝晶片上鍍覆有金錫合金的一面通過助焊劑粘附在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上；最後，通過共晶爐在氮氣氛圍的保護下將倒裝晶片覆晶在該固晶區上。
[0025]步驟S2，對完成共晶工藝的共晶支架進行超聲波清洗；超聲波清洗3?5分鐘，其目的是除去氮化鋁陶瓷支架表面的助焊劑和其他化學物質。
[0026]步驟S3，對清洗完成的共晶支架依次進行初次烘烤-圍圍牆膠-再次烘烤-冷卻作業；且圍牆膠沿著固晶區的周圍圍壩並形成擋牆結構；步驟S3中初次烘烤的條件為溫度100°C，時間30min ;再次烘烤的條件為溫度150°C，時間lh，冷卻之後再進入步驟S4。
[0027]步驟S4，將螢光粉膠均勻的塗覆在共晶支架的倒裝晶片上並進行烘烤工藝後形成晶片封裝塊；步驟S4中烘烤工藝的具體步驟為先進行溫度50°C，時間2h的烘烤，再進行溫度65°C，時間Ih的烘烤，最後進行溫度150°C，時間2h的烘烤。該螢光粉膠是G10A/B膠配製成螢光粉，在塗覆過程中注意不可有藍光露出。[0028]步驟S5，晶片封裝塊通過回流焊接的方式連接到紅銅基板的沉臺內；採用沉臺的方式，不僅保護晶片封裝塊，而且可增加陶瓷支架與散熱基板的接觸面積，提高光源的散熱性能，還可大大節省原材料，減輕產品的重量，使其小巧輕便易於使用。
[0029]步驟S6，將熱敏電阻、大插件、小插件和跳線均通過回流焊接的方式焊接在紅銅基板上固定的區域內。
[0030]步驟S7，將高透光性低反率的光學玻璃片粘貼於晶片封裝塊的正上方，不僅可保護膠面不被汙染還能隔絕膠面與環境的直接接觸，減緩膠面的老化，使產品的使用壽命得到極大提聞。
[0031]相較於現有技術的情況，本發明提供的舞檯燈覆晶COB光源的生產工藝，具有以下有益效果:
1)倒裝晶片是通過共晶爐覆晶到氮化鋁陶瓷支架上的，使得倒裝晶片與支架的結合非常牢固，結合力非常好；還可避免銀膠固晶過程中因銀膠量的不均勻造成光通量的損失。
2)採用共晶爐將倒裝晶片覆晶在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上，該工藝使用倒裝晶片並結合共晶工藝，不僅可以替代老工藝銀膠或絕緣膠固晶，晶片不會因環境影響出現脫落的現象，熱阻可降低至5°C/W ;而且無金線焊接，可節省大量的材料成本與人力資源，極大簡化了生產過程並提高了生產效率，且沒有金線與晶片和螢光粉之間的應力問題，單顆晶片在大電流的驅動下也不會出現斷線死燈現象，有效解決了光源不能承受長期大電流驅動工作的問題。
[0032]3)採用氮化鋁陶瓷支架能夠很好的實現熱電分離效果；而且陶瓷支架與紅銅基板之間是通過回流焊接連接的，倒裝晶片點亮過程中產生的熱量能快速良好的導出來，改善了以往產品的散熱難問題，極大提高了產品的使用壽命。
[0033]4)圍牆膠沿著固晶區的周圍圍壩並形成擋牆結構，該擋牆結構不僅具有設定共晶區域形狀大小的作用，而且還能保護晶片並保證螢光粉膠不溢流出來，以形成美觀規則的突光膠層。
[0034]5)在晶片封裝塊的正上方粘貼光學玻璃片，不僅可保護膠面不被汙染還能隔絕膠面與環境的直接接觸，減緩膠面的老化，使產品的使用壽命得到極大提高。
[0035]6)氮化鋁陶瓷支架與倒裝晶片的熱膨脹係數非常接近，可減少晶片與基板間的應力問題，提高產品的可靠性，且熱敏電阻能實時對光源工作溫度進行監測。
[0036]7)該生產工藝先進、技術含量高、生產效率高及適合大批量生產等特點。
[0037]請進一步參閱圖2-4，本發明的舞檯燈覆晶COB光源，包括倒裝晶片10、氮化鋁陶瓷支架11和紅銅基板12 ;氮化鋁陶瓷支架11上設有固晶區111，且固晶區111的周圍圍壩圍牆膠13後形成擋牆結構，倒裝晶片10覆晶在氮化鋁陶瓷支架11的固晶區111後形成共晶支架；共晶支架的倒裝晶片10上均勻塗覆螢光粉膠(圖未示)後形成晶片封裝塊；紅銅基板12上內嵌有一沉臺121，晶片封裝塊通過回流焊接的方式連接到紅銅基板12的沉臺121內，且晶片封裝塊的正上方粘貼有一高透光性低反率的光學玻璃片(圖未示)。
[0038]相較於現有技術的情況，本發明提供的舞檯燈覆晶COB光源，具有以下有益效果: I)倒裝晶片10是覆晶到氮化鋁陶瓷支架11上的，使得倒裝晶片10與支架的結合非常
牢固，結合力非常好；還可避免銀膠固晶過程中因銀膠量的不均勻造成光通量的損失；該結構使用倒裝晶片10並結合共晶工藝，不僅可以替代老工藝銀膠或絕緣膠固晶，晶片不會因環境影響出現脫落的現象，熱阻可降低至5°C /ff ;而且無金線焊接，可節省大量的材料成本與人力資源，極大簡化了生產過程並提高了生產效率，且沒有金線與晶片和螢光粉之間的應力問題，單顆晶片在大電流的驅動下也不會出現斷線死燈現象，有效解決了光源不能承受長期大電流驅動工作的問題。
[0039]2)採用氮化鋁陶瓷支架11能夠很好的實現熱電分離效果；而且陶瓷支架與紅銅基板12之間是通過回流焊接連接的，倒裝晶片10點亮過程中產生的熱量能快速良好的導出來，改善了以往產品的散熱難問題，極大提高了產品的使用壽命。
[0040]4)圍牆膠13沿著固晶區的周圍圍壩並形成擋牆結構，該擋牆結構不僅具有設定共晶區域形狀大小的作用，而且還能保護晶片並保證螢光粉膠不溢流出來，以形成美觀規則的螢光膠層。
[0041]5)在晶片封裝塊的正上方粘貼光學玻璃片，不僅可保護膠面不被汙染還能隔絕膠面與環境的直接接觸，減緩膠面的老化，使產品的使用壽命得到極大提高。
[0042]6)採用沉臺的方式，不僅保護晶片封裝塊，而且可增加陶瓷支架與散熱基板的接觸面積，提高光源的散熱性能，還可大大節省原材料，減輕產品的重量，使其小巧輕便易於使用。
[0043]7)氮化鋁陶瓷支架11與倒裝晶片10的熱膨脹係數非常接近，可減少晶片與基板間的應力問題，提高產品的可靠性，且熱敏電阻能實時對光源工作溫度進行監測。
[0044]8)該結構具有熱電分離效果好、晶片結合牢固不易脫落、光通量高光效好、生產效率高及適合大批量生產等特點。
[0045]在本實施例中，氮化鋁陶瓷支架11的兩側邊均向外延伸有引腳111，沉臺121的兩內側均內嵌有與引腳112相適配的容納槽122，且在氮化鋁陶瓷支架11的固晶區111和引腳112上均鍍覆有鍍金層。該引腳112包括正極引腳和負極引腳，該引腳112直接採用回流焊接的方式固定在容納槽122內，該結構不僅方便了定位，而且提高了焊接速率。
[0046]在本實施例中，光源還包括熱敏電阻125、大插件123、小插件124和跳線(圖未示)，熱敏電阻125、大插件123、小插件124和跳線均通過回流焊接的方式焊接在紅銅基板12上。倒裝晶片10的底端鍍覆有金錫合金層，鍍覆有金錫合金層的一面通過助焊劑粘附在氮化鋁陶瓷支架11的固晶區111上，且在紅銅基板12上設有安裝螺釘用的通孔126。倒裝晶片10為十串十並的矩陣結構，當然，並不局限於此方式，還可以是九串九並或其他類型的結構，如果是對倒裝晶片10上晶片實施方式的改變，均落入本案的保護範圍內。
[0047]以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是本發明並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種舞檯燈覆晶COB光源的生產工藝，其特徵在於，包括以下工藝流程: 步驟1，採用共晶爐將倒裝晶片覆晶在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上，完成共晶工藝並形成共晶支架； 步驟2，對完成共晶工藝的共晶支架進行超聲波清洗； 步驟3，對清洗完成的共晶支架依次進行初次烘烤-圍圍牆膠-再次烘烤-冷卻作業；且所述圍牆膠沿著固晶區的周圍圍壩並形成擋牆結構； 步驟4，將螢光粉膠均勻的塗覆在共晶支架的倒裝晶片上並進行烘烤工藝後形成晶片封裝塊； 步驟5，晶片封裝塊通過回流焊接的方式連接到紅銅基板的沉臺內； 步驟7，將高透光性低反率的光學玻璃片粘貼於晶片封裝塊的正上方。
2.根據權利要求1所述的舞檯燈覆晶COB光源及其生產工藝，其特徵在於，所述步驟I之前還包括一步驟0，所述步驟O為對氮化鋁陶瓷支架的固晶區和引腳處均進行鍍金處理。
3.根據權利要求1所述的舞檯燈覆晶COB光源及其生產工藝，其特徵在於，所述步驟5與步驟7之間還包括一步驟6，所述步驟6為將熱敏電阻、大插件、小插件和跳線均通過回流焊接的方式焊接在紅銅基板上固定的區域內。
4.根據權利要求2所述的舞檯燈覆晶COB光源及其生產工藝，其特徵在於，所述步驟I的具體步驟為: 步驟11，在倒裝晶片的底端鍍覆有金錫合金； 步驟12，倒裝晶片上鍍覆有金錫合金的一面通過助焊劑粘附在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上； 步驟13，通過共晶爐在氮氣氛圍的保護下將倒裝晶片覆晶在該固晶區上。
5.根據權利要求1所述的舞檯燈覆晶COB光源及其生產工藝，其特徵在於，所述步驟3中初次烘烤的條件為溫度100°C，時間30min ;再次烘烤的條件為溫度150°C，時間Ih ;所述步驟4中烘烤工藝的具體步驟為先進行溫度50°C，時間2h的烘烤；再進行溫度65°C，時間Ih的烘烤；最後進行溫度150°C，時間2h的烘烤。
6.一種舞檯燈覆晶COB光源，其特徵在於，包括倒裝晶片、氮化鋁陶瓷支架和紅銅基板；所述氮化鋁陶瓷支架上設有固晶區，且所述固晶區的周圍圍壩圍牆膠後形成擋牆結構，所述倒裝晶片覆晶在氮化鋁陶瓷支架的固晶區後形成共晶支架；所述共晶支架的倒裝晶片上均勻塗覆螢光粉膠後形成晶片封裝塊；所述紅銅基板上內嵌有一沉臺，所述晶片封裝塊通過回流焊接的方式連接到紅銅基板的沉臺內，且所述晶片封裝塊的正上方粘貼有一高透光性低反率的光學玻璃片。
7.根據權利要求6所述的舞檯燈覆晶COB光源，其特徵在於，所述氮化鋁陶瓷支架的兩偵_均向外延伸有引腳，所述沉臺的兩內側均內嵌有與引腳相適配的容納槽。
8.根據權利要求6所述的舞檯燈覆晶COB光源，其特徵在於，所述氮化鋁陶瓷支架的固晶區和引腳上均鍍覆有鍍金層。
9.根據權利要求6或7所述的舞檯燈覆晶COB光源，其特徵在於，所述光源還包括熱敏電阻、大插件、小插件和跳線，所述熱敏電阻、大插件、小插件和跳線均通過回流焊接的方式焊接在紅銅基板上。
10.根據權利要求6所述的舞檯燈覆晶COB光源，其特徵在於，所述倒裝晶片的底端鍍覆有金錫合金層，且所述金錫合金層通過助焊劑粘附在氮化鋁陶瓷支架的固晶區上，且該倒裝晶片通 過共晶爐覆晶到氮化鋁陶瓷支架的固晶區上。
【文檔編號】H01L33/54GK104037314SQ201410214380
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】王志成 申請人:深圳市格天光電有限公司