本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高功率密度COB封裝白光LED模塊及制備方法，在陶瓷基板上設(shè)置線路層以及用于使封裝膠水固定在基板上的圍壩欄，線路層上設(shè)置用于封裝LED芯片的封裝單元矩陣；矩陣排列著LED芯片；LED芯片通過納米銀焊膏與基板粘貼；芯片上鍵合的金線與電源的輸入電極和輸出電極連接。本發(fā)明專利技術(shù)采用單顆大功率密度的LED芯片及多芯片集成的LED封裝方法，光輸出高，體積小，散熱好，該大功率COB模塊搭配使用外殼、基座、精工散熱器、高端反光罩、導(dǎo)熱板、支架等配件，提供一種25W大功率COB光源，光電轉(zhuǎn)化率高，壽命高，節(jié)能環(huán)保。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種高功率密度COB封裝白光LED模塊及制備方法，提供一種25W大功率白光COB模塊，光輸出高，體積小，采用了高導(dǎo)熱導(dǎo)電性的納米銀焊膏與之相配合燒結(jié)LED模塊，以大大增強模塊的散熱性，降低結(jié)溫，從而提高其發(fā)光效率并大大提高壽命，節(jié)能環(huán)保。
技術(shù)介紹
發(fā)光二極管(LED)作為一種新型、有較大潛力的固態(tài)照明方式，具有綠色、環(huán)保、響應(yīng)時間短、壽命長、耗電量少、發(fā)光效率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。大功率LED固態(tài)照明是繼白熾燈專利技術(shù)以來，最重要的照明革命。隨著單顆大功率LED的功率密度的不斷提高，以及多芯片集成陣列塊方法的使用，使LED的光輸出能力逐年增強，同時LED的功率和正向電流也逐漸增大，解決其散熱問題也越來越關(guān)鍵。如果不及時將芯片發(fā)出的熱量導(dǎo)出并消散，大量的熱量將積聚在LED內(nèi)部，將造成芯片的溫升效應(yīng)，LED的發(fā)光效率將急劇下降，而且壽命和可靠性也將大打折扣；另外高溫高熱將使LED封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生機械應(yīng)力，還可能引發(fā)質(zhì)量問題。因此，為了滿足大功率LED的導(dǎo)電與散熱需求，我們需要采用適合的芯片粘接材料以保證其可靠性。如今常用的粘接材料有錫基焊料，導(dǎo)電銀膠和納米銀焊膏等。相比于錫銀銅焊料和導(dǎo)電銀膠，納米銀焊膏的熔點較高,導(dǎo)熱導(dǎo)電性能較好,無鉛環(huán)保，可靠性高，可低溫?zé)Y(jié)，散熱性好。與傳統(tǒng)大功率發(fā)光二極管(LED)封裝技術(shù)相比，板上芯片直裝式(COB)封裝作為一種將裸芯片直接粘貼在印刷電路板上，然后進(jìn)行引線鍵合，再用有機膠將芯片和引線包裝保護(hù)芯片的直接貼裝技術(shù)，通過基板直接散熱，不僅能減少支架的制造工藝及其成本，還具有減少熱阻的散熱優(yōu)勢。本實驗所用芯片已涂敷熒光粉，藍(lán)光LED芯片發(fā)出的藍(lán)光透過涂覆在其周圍的黃色熒光粉，熒光粉被一部分藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃光，藍(lán)光光譜與黃光光譜互相重疊后形成白光，能在封裝點亮之后發(fā)出白光。Al2O3陶瓷基板具有高散熱、低熱阻、壽命長、耐電壓等優(yōu)點。灌封硅膠SiliconeOT-6550AB透光率高、折射率高、熱穩(wěn)定性好、應(yīng)力低、吸濕性，且能保護(hù)鍵合完的金線電路。因此我們采用納米銀低溫?zé)Y(jié)封裝COB大功率LED模塊來實現(xiàn)高功率密度LED的小面積封裝。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于使用新的芯片連接材料納米銀焊膏封裝多芯片集成大功率LED,并提供一種高功率密度LED多芯片集成COB封裝方法，以這種方法制得的大功率白光二極管模塊，使用低溫?zé)Y(jié)技術(shù)，在230℃下實現(xiàn)芯片連接,散熱效果好，保障了25W大功率COB模塊的使用壽命，光電轉(zhuǎn)化率高，壽命高，節(jié)能環(huán)保。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案：本專利技術(shù)的高功率密度COB封裝白光LED模塊；在陶瓷基板上設(shè)置線路層以及用于使封裝膠水固定在基板上的圍壩欄，線路層上設(shè)置用于封裝LED芯片的封裝單元矩陣；矩陣排列著LED芯片；LED芯片通過納米銀焊膏與基板粘貼；芯片上鍵合的金線與電源的輸入電極和輸出電極連接。本專利技術(shù)的高功率密度COB封裝白光LED模塊的制備方法，其步驟如下：(1)將納米銀焊膏用點膠機點在基板上；(2)用貼片機將LED芯片貼合在點膠處，LED芯片呈矩陣排列形成COB的光源部分；(3)把貼片結(jié)束的模塊放在加熱臺上進(jìn)行燒結(jié)；(4)用超聲波金絲球焊機將LED芯片串聯(lián)并將LED芯片與焊盤連接形成電路；(5)將硅膠真空脫泡后填充到圍壩欄內(nèi)，經(jīng)過烘烤封裝膠水完全固化。本專利技術(shù)采用單顆大功率密度的LED芯片及多芯片集成的LED封裝方法，光輸出高，體積小，散熱好，該大功率COB模塊搭配使用外殼、基座、精工散熱器、高端反光罩、導(dǎo)熱板、支架等配件，提供一種25W大功率COB光源，光電轉(zhuǎn)化率高，壽命高，節(jié)能環(huán)保。COB封裝作為一種將裸芯片直接粘貼在印刷電路板上，然后進(jìn)行引線鍵合，再用有機膠將芯片和引線包裝保護(hù)芯片的直接貼裝技術(shù)，通過基板直接散熱，不僅能減少支架的制造工藝及其成本，還具有減少熱阻的散熱優(yōu)勢。粘結(jié)材料納米銀焊膏，無鉛環(huán)保、導(dǎo)電耐高溫、可靠性高、可低溫?zé)Y(jié)，散熱性好，降低結(jié)溫，有效解決了高功率密度封裝中關(guān)鍵的散熱問題，對于提高高功率密度COB封裝LED模塊的性能及可靠性起到了關(guān)鍵作用。Al2O3陶瓷基板具有高絕緣性能、與元器件相近的線膨脹系數(shù)、高的化學(xué)穩(wěn)定性等諸多優(yōu)點；所述圍壩欄包括用于將基板劃分為多個區(qū)域的圍欄。本專利技術(shù)的25W大功率COB光源，COB模塊功率大體積小，且散熱性非常好，使COB光源安裝體積小，采用加厚實心鋁材散熱器，快速導(dǎo)熱散熱面積大，保障光源壽命。本專利技術(shù)的優(yōu)點：(1)本專利技術(shù)使用OSRAM提供的1w大功率白光LED芯片，芯片上結(jié)合熒光粉，藍(lán)光LED芯片發(fā)出的藍(lán)光透過涂覆在其周圍的黃色熒光粉，熒光粉被一部分藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃光，藍(lán)光光譜與黃光光譜互相重疊后形成白光，能在封裝點亮之后發(fā)出白光。(2)本專利技術(shù)利用點膠、貼片方式實現(xiàn)大功率白光LED模塊的封裝，節(jié)省焊膏，降低成本，提高封裝工作效率。(3)芯片粘結(jié)材料納米銀焊膏無鉛環(huán)保、導(dǎo)電耐高溫、可靠性高、可低溫?zé)Y(jié)，散熱性好，降低結(jié)溫，有效解決了高功率密度封裝中關(guān)鍵的散熱問題，對于提高高功率密度COB封裝LED模塊的性能及可靠性起到了關(guān)鍵作用。(4)氧化鋁陶瓷基板室溫下的熱導(dǎo)率為29W/(m·K)，與鋼鐵的熱導(dǎo)率接近，且具有高絕緣性能、與元器件相近的線膨脹系數(shù)、高的化學(xué)穩(wěn)定性等諸多優(yōu)點。采用高導(dǎo)熱導(dǎo)電性的納米銀焊膏與之相配合燒結(jié)封裝COB封裝LED模塊，通過基板直接散熱，不僅能減少支架的制造工藝及其成本，還具有減少熱阻的散熱優(yōu)勢，有效提高了封裝功率密度，而且降低了封裝熱阻。(5)灌封硅膠固化后有彈性質(zhì)軟，具有防震功能，能很好的保護(hù)金線鍵合的電路；另外硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)高，能更快的散發(fā)熱量。灌封硅膠后的25W大功率COB模塊，功率大體積小，且散熱性非常好，保障了COB光源安裝體積小，搭配使用外殼、基座、精工散熱器、高端反光罩，導(dǎo)熱板、支架等配件，提供一種25W大功率COB光源，光電轉(zhuǎn)化率高，壽命高，節(jié)能環(huán)保，可以應(yīng)用于室內(nèi)、商業(yè)照明領(lǐng)域。附圖說明圖1:Al2O3(5×5)-COB陶瓷基板。圖2：點膠結(jié)束的納米銀焊膏。圖3:貼片結(jié)束圖。圖4:納米銀焊膏的燒結(jié)曲線。圖5：打金線結(jié)束圖。圖6：金線鍵合形成的電路。圖7：AB膠OT-6550固化曲線。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：一種納米銀焊膏封裝的多芯片集成大功率LED模塊，它包括(圖5)Al2O3陶瓷基板1，納米銀焊膏2，LED本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
高功率密度COB封裝白光LED模塊；其特征是在陶瓷基板上設(shè)置線路層以及用于使封裝膠水固定在基板上的圍壩欄，線路層上設(shè)置用于封裝LED芯片的封裝單元矩陣；矩陣排列著LED芯片；LED芯片通過納米銀焊膏與基板粘貼；芯片上鍵合的金線與電源的輸入電極和輸出電極連接。
【技術(shù)特征摘要】
1.高功率密度COB封裝白光LED模塊；其特征是在陶瓷基板上設(shè)置線路層以及用于使封裝膠
水固定在基板上的圍壩欄，線路層上設(shè)置用于封裝LED芯片的封裝單元矩陣；矩陣排列
著LED芯片；LED芯片通過納米銀焊膏與基板粘貼；芯片上鍵合的金線與電源的輸入電
極和輸出電極連接。
2.如權(quán)利要求1所述的模塊，其特征是陶瓷基板為Al2O3陶瓷基板。
3.高功率密度CO...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳佳，李欣，陸國權(quán)，梅云輝，
申請(專利權(quán))人：天津大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：天津;12
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