一種正裝結構LED芯片集成封裝成交流或直流LED光源的方法技術

本發明專利技術公開了一種正裝結構LED芯片集成封裝成交流或直流LED光源的方法，該正裝結構LED芯片是指P電極（即正電極）和N電極（即負電極）同在LED芯片出光面上的LED芯片。本發明專利技術的優點是，這種正裝結構LED芯片集成封裝成交流或直流LED光源的方法可以減少LED燈具的體積和重量，降低LED燈具的成本及設計難度，提高了LED光源的出光穩定性，增加LED的光通量，提高LED燈具的亮度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種正裝結構LED芯片集成封裝成交流或直流LED光源的方法，該正裝結構LED芯片是指P電極(即正電極)和N電極(即負電極)同在LED芯片出光面上的LED-H-* I I心/T O
技術介紹
LED封裝除少數幾家公司采用的是垂直結構的LED芯片封裝外(如:CREE，OSRAM),絕大多數采用的是正裝結構的LED芯片進行封裝，但是其封裝出來的LED光源都是采用低壓直流供電。而我們生活中常用的電源則是交流電源，這樣就會給LED光源在燈具的應用中受到限制。現在常用的方法就是在燈具上配備適當的LED驅動電源，雖然解決了 LED光源的供電問題，但是卻增加了燈具的成本、燈具的重量和體積以及燈具的壽命和穩定性。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于:提供一種將正裝結構的LED芯片集成封裝成交流LED光源的方法，進而將該方法應用于實際的LED封裝，生產出交流LED光源，一方面降低LED燈具的成本，減少LED燈具的體積和重量，增加LED光源出光的集中性及出光的柔和度，降低LED光源在燈具應用中配光的難度；另一方面降低燈具的設計難度，提高燈具壽命。本專利技術的目的之二在于:提供一種將正裝結構的LED芯片集成封裝成直流LED光源的方法，及采用該方法封裝的LED光源，從而增加LED光源的光通量，提高LED光源出光的集中性及出光的柔和度，降低LED光源在燈具應用中的配光難度，提高燈具的亮度。本專利技術的目的之一可以通過以下四種技術方案來實現: 1.技術方案(一) A.設計制作用于封裝的LED支架 a.制作 LED 支架基座 1，如圖1a-1、la-2、lb-1、lb-2、Ic-1、lc-2、Id-1、ld-2，采用高導熱金屬材料(如:金、銀、銅、鋁等)或高導熱金屬復合材料(如:銀銅合金、銅鋁合金等)或高導熱非金屬材料(如:陶瓷等)或高導熱金屬與非金屬復合材料(如:銅與納米碳管復合材料、鋁與提純石墨復合材料等)或其它高導熱材料制作LED支架基座1，在基座I的中心上表面制作放置芯片的杯2，簡稱為固晶杯，在基座I的四周(如圖la-2、lc-2)或中心下表面(如圖lb-2、ld-2)制作固定LED支架的固定孔3或螺桿4或螺孔5。b.制作 LED 支架引線件 6，如圖1a-1、la-2、lb-1、lb-2、Ic-1、lc-2、Id-1、ld-2，該引線件6是由耐高溫的的絕緣材料制作的絕緣架7和由高導熱導電性能佳的金屬材料(如:金、銀、銅、鋁等)或高導熱導電性能佳的金屬復合材料(如:銀銅合金、銀鋁合金等)或其它高導熱導電性能佳的非金屬材料或復合材料制作的電極片8組成。電極片8至少2片，都位于絕緣架7的中部，且電極片8的一端靠近固晶杯2或在固晶杯2的內部，以便與LED芯片之間進行電連接，稱為第二焊點10 ;電極片8的另一端遠離固晶杯2或在固晶杯2的外部，以便與外部電源之間進行電連接，稱為電極11。c.基座I與引線架6之間的組裝連接 如圖 la-l、la-2、lb-l、lb-2、lc-l、lc-2、ld-l、ld-2，基座 I 與引線架 6 之間可以通過耐高溫的膠水粘接組裝在一起或采用高溫熱壓或直接采用高溫射出成型或能使兩者緊密結合的其它方式均可。除了采用以上的LED支架外，也可以根據實際情況，采用市場常規LED支架或設計其它外形的支架。 B.根據所設計交流LED光源的供電電壓，確定串聯LED芯片9的數量。其具體方法如下:首先確定LED光源的供電電壓U及所選芯片9的平均壓降VF，然后用供電電壓U除以LED芯片9的平均壓降VF，即為所需串聯的LED芯片數量N，一般計算所得數量取整。如供電電壓U是交流220V，所選LED芯片9的平均壓降VF為3.5V，則所需串聯的LED芯片9的數量=220/3.5=62.85，取整63顆，這里可以適當把LED芯片9的數量增多，可以根據實際情況自行調整。 C.根據所設計交流LED光源的功率，確定LED芯片9的總數量及LED芯片的連接方式。其具體方法如下:首先確定LED光源功率Wt及所選單顆LED芯片9的功率WpS后用LED光源功率胃|除以單顆LED芯片9的功率WE，即為所需LED芯片9的總數量該數量一般取較計算值大一些的整數。根據所設計交流LED光源的供電電壓確定串聯LED芯片9的數量N及所設計交流LED光源的功率確定LED芯片9的總數量N&之后，可以由此計算出LED芯片的并聯組數M，即M=N&/N。那么所設計交流LED光源的LED芯片的連接方式為N串M并。如LED光源的功率WtS3W，所選LED芯片9的尺寸為10mil*23mil的小芯片，該芯片的額定輸入電流為20mA，電壓為3.0-3.4V，取平均電壓3.2V，其功率為0.064W,則所需LED芯片9的數量=^^/^^=3/0.064=46.875，取整即為47顆。這里可以靈活變通，可以根據實際情況，降低LED芯片9的輸入電流IF，從而降低LED芯片9的功率，增加LED芯片9的數量，這樣一方面可以確保LED芯片9的使用安全，另一方面可以使設計更靈活多變。 D.排布LED芯片并固定。根據上述確定的LED芯片的連接方式，即N串M并，首先在LED支架基座I的固晶杯2內標記LED芯片9的放置位置，所有LED芯片的排列可以按照矩陣方式排列(如圖2a)或交錯方式排列(如圖2b)或西瓜紋方式排列(如圖2c)或其它能使LED光源出光均勻、熱量分布均勻的方式排列，然后采用導熱性能佳的銀膠或其它導熱性能好的膠水或物質或采用共晶焊接方式或其它方式將LED芯片9固定到LED支架固晶杯2內相應的位置，而后將LED芯片9與LED芯片9之間及LED芯片9與電極片8上的第二焊點10之間用金線13或銀線14或其它導電性能佳的材料進行電連接，最后在LED芯片9的四周及上面封上硅膠或環氧樹脂或其它透光性能好的膠水或物質，即可得到集成封裝的交流LED光源。如果所需要的LED光源是白光，則應在封膠之前，在LED芯片9的表面涂上熒光粉后再封膠，如果是單色光，則直接進行封膠即可。在上述的LED芯片9的排列方式中，所有LED芯片9的P電極(正電極)必須朝向電極片8上第二焊點10的正極，所有LED芯片9的N電極(負電極)必須朝向電極片8上第二焊點10的負極。 2.技術方案(二)技術方案(二)是在技術方案(一)的基礎上進行的優化處理。如圖3a、3b、3c，其主要優化內容為:增加與技術方案(一)所用LED芯片9數量相同的LED芯片，然后進行正反排列，即首先增加與技術方案(一)數量相同的LED芯片9，而后將這些LED芯片9按照計算所需的LED芯片串聯數量N進行串聯起來，組成LED芯片串聯組，且保證每組所串聯的LED芯片9的P電極(即正極)都朝同一方向，N電極(即負極)也都朝同一方向，然后將這些LED芯片串聯組按照技術方案(一)中的固定方式將LED芯片9都固定到LED支架固晶杯2內，其放置方式按照第一組LED芯片的P電極(即正極)朝向電極片8上第二焊點10的正極，第一組LED芯片的N電極(即負極)朝向電極片8上第二焊點10的負極；第二組LED芯片的P電極(即正極)朝向電極片8上第二焊點的負極，第二組LED芯片的N電極(即正極)朝向電極片8上第二焊點的正極；第三組LED芯片的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種正裝結構LED芯片集成封裝成交流LED光源的方法，包括以下步驟：A.設計制作用于封裝的LED支架；a.用高導熱金屬材料（如：金、銀、銅、鋁等）或高導熱金屬復合材料（如：銀銅合金、銅鋁合金等）或高導熱非金屬材料（如：陶瓷等）或高導熱金屬與非金屬復合材料（如：銅與納米碳管復合材料、鋁與提純石墨復合材料等）或其它高導熱材料制作LED支架基座，并在基座的中心位置制作固晶杯；b.用耐高溫的的絕緣材料制作的絕緣架和由高導熱導電性能佳的金屬材料（如：金、銀、銅、鋁等）或高導熱導電性能佳的金屬復合材料（如：銀銅合金、銀鋁合金等）或其它高導熱導電性能佳的非金屬材料或復合材料制作的電極片組成LED支架引線架；c.基座與引線架之間的組裝連接；B.根據所設計交流LED光源的供電電壓，確定串聯LED芯片9的數量；C.根據所設計交流LED光源的功率W光，確定LED芯片9的總數量及LED芯片的連接方式；D.排列LED芯片、電容、限恒整元器件，并將它們固定到LED支架固晶杯內；E.用金線或銀線或其它導電性能佳的材料將LED芯片、電容、電阻或恒流二極管或整流橋或整流二極管或其它能限流或恒流或整流的電子元器件及引線架上的第二焊點進行電連接；F.在放置LED芯片的杯內填充熒光粉及或其它透明封裝材料。...

【技術特征摘要】
1.一種正裝結構LED芯片集成封裝成交流LED光源的方法，包括以下步驟: A.設計制作用于封裝的LED支架； a.用高導熱金屬材料(如:金、銀、銅、鋁等)或高導熱金屬復合材料(如:銀銅合金、銅鋁合金等)或高導熱非金屬材料(如:陶瓷等)或高導熱金屬與非金屬復合材料(如:銅與納米碳管復合材料、鋁與提純石墨復合材料等)或其它高導熱材料制作LED支架基座，并在基座的中心位置制作固晶杯； b. 用耐高溫的的絕緣材料制作的絕緣架和由高導熱導電性能佳的金屬材料(如:金、銀、銅、鋁等)或高導熱導電性能佳的金屬復合材料(如:銀銅合金、銀鋁合金等)或其它高導熱導電性能佳的非金屬材料或復合材料制作的電極片組成LED支架引線架； c.基座與引線架之間的組裝連接； B.根據所設計交流LED光源的供電電壓，確定串聯LED芯片9的數量； C.根據所設計交流LED光源的功率，確定LED芯片9的總數量及LED芯片的連接方式； D.排列LED芯片、電容、限恒整元器件，并將它們固定到LED支架固晶杯內； E.用金線或銀線或其它導電性能佳的材料將LED芯片、電容、電阻或恒流二極管或整流橋或整流二極管或其它能限流或恒流或整流的電子元器件及引線架上的第二焊點進行電連接； F.在放置LED芯片的杯內填充熒光粉及或其它透明封裝材料。2.根據權利要求1所述的正裝結構LED芯片集成封裝成交流LED光源的方法，其特征在于:根據LED光源在應用中的供電電壓及所選擇用于封裝的LED芯片的平均電壓，計算需要多少數量的LED芯片串聯后電壓與LED光源的供電電壓接近或相等，并將這些數量的LED芯片進行串聯，組成串聯組；再根據LED光源的總功率及所選擇用于封裝的LED芯片的功率計算所需LED芯片的總數量；最后根據串聯組芯片的數量及所需LED芯片的總數量計算所需并聯的LED芯片串聯組的組數。3.根據權利要求1或2所述的正裝結構LED芯片集成封裝成交流LED光源的方法，其特征在于:LED芯片相對于LED支架引線架上第二焊點或電極的排列方式可以是單向排列，也可以是正負交錯排列； 單向排列即是:a.所有LED芯片的P電極(即正電極)朝向LED支架引線架電極片上第二焊點或電極的正極，N電極(即負電極)朝向LED支架引線架電極片上第二焊點或電極的負極；b.所有LED芯片的P電極(即正電極)朝向LED支架引線架電極片上第二焊點或電極的負極，N電極(即負電極)朝向LED支架電引線架極片上第二焊點或電極的正極； 正負交錯排列即是:a第一組LED芯片串聯組芯片的P電極(即正極)朝向LED支架引線架電極片上第二焊點或電極的正極，第一組LED芯片的N電極(即負極)朝向LED支架引線架電極片上第二焊點或電極的負極；第二組LED芯片的P電極(即正極)朝向LED支架引線架電極片上第二焊點或電極的負極，第二組LED芯片的N電極(即正極)朝向LED支架引線架電極片上第二焊點或電極的正極；第三組LED芯片的排列方式則與第一組LED芯片的排列方式相同；第四組LED芯片的排列方式則與第二組LED芯片的排列方式相同，依此類推。4.根據權利要求1至3中任意一項所述的正裝結構LED芯片集成封裝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：錢玉明，
申請(專利權)人：蘇州市世紀晶源電力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：