阅读说明：本技术 一种高功率密度cob器件 (High power density COB device ) 是由 王孟源 曾伟强 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高功率密度COB器件,包括基板、若干个设置在基板上的叠层结构、以及将叠层结构覆盖的封装胶层,所述叠层结构包括第一焊盘、第二焊盘、第一垂直芯片、第二垂直芯片、倒装芯片和正装芯片,所述第一焊盘和第二焊盘均设置在基板上,所述第一垂直芯片设置在第一焊盘上,所述第二垂直芯片设置在第二焊盘上,所述倒装芯片安装在第一垂直芯片和第二垂直芯片上,以将第一垂直芯片和第二垂直芯片形成导电连接,所述正装芯片设置在倒装芯片上,并通过导线分别与第一焊盘和第二焊盘连接。本发明提供的高功率密度COB器件通过形成层叠式结构,提高相同面积内部的LED芯片的安放数量,从而提高COB器件的功率密度。(The invention relates to a high-power-density COB device which comprises a substrate, a plurality of laminated structures arranged on the substrate and a packaging adhesive layer covering the laminated structures, wherein each laminated structure comprises a first bonding pad, a second bonding pad, a first vertical chip, a second vertical chip, an inverted chip and a forward chip, the first bonding pad and the second bonding pad are arranged on the substrate, the first vertical chip is arranged on the first bonding pad, the second vertical chip is arranged on the second bonding pad, the inverted chip is arranged on the first vertical chip and the second vertical chip to form conductive connection, and the forward chip is arranged on the inverted chip and is respectively connected with the first bonding pad and the second bonding pad through leads. According to the high-power-density COB device, the stacked structure is formed, the number of the LED chips in the same area is increased, and therefore the power density of the COB device is increased.)

一种高功率密度COB器件

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种高功率密度COB器件。

背景技术

紫外及深紫外LED在医疗、杀菌、光固化、3D打印、印刷、照明、数据存储、以及保密通信等方面都有重大应用价值。由于体积小、结构简单、波长可控、集成性好，且寿命长、能耗低、零污染，深紫外LED比汞灯和氙灯等传统气体紫外光源有更大优势，具有巨大的社会和经济价值。

COB光源封装，即板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，LED芯片贴装在印刷线路板上，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用树脂覆盖以确保可靠性。随着COB照明产品的广泛应用，对于一些安装面积小，出光亮度要求高的COB产品，现有的做法是尽可能密集的设置LED芯片，但是，仍然不能满足市场需求。因此有必要提出一种高功率密度的COB器件，解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高功率密度COB器件，通过多种芯片形成叠层结构，提高了COB器件的功率密度。

本发明还要解决的技术问题是，提高器件的出光效率。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种高功率密度COB器件，包括基板、若干个设置在基板上的叠层结构、以及将叠层结构覆盖的封装胶层，所述叠层结构包括第一焊盘、第二焊盘、第一垂直芯片、第二垂直芯片、倒装芯片和正装芯片，所述第一焊盘和第二焊盘均设置在基板上，所述第一垂直芯片设置在第一焊盘上，所述第二垂直芯片设置在第二焊盘上，所述倒装芯片安装在第一垂直芯片和第二垂直芯片上，以将第一垂直芯片和第二垂直芯片形成导电连接，所述正装芯片设置在倒装芯片上，并通过导线分别与第一焊盘和第二焊盘连接。

作为上述方案的改进，所述第一垂直芯片的正电极安装在第一焊盘的负极上，所述第二垂直芯片的负电极安装在第二焊盘的正极上，所述倒装芯片的正电极安装在第一垂直芯片的负电极上，所述倒装芯片的负电极安装第二垂直芯片的正电极上，所述正装芯片的正电极通过导线与第二焊盘的负电极连接，正装芯片的负电极通过导线与第一焊盘的正极连接。

作为上述方案的改进，还包括配光层，所述配光层的出光面呈弧形，且其横截面呈轴对称结构，所述配光层覆盖在封装胶层上，芯片发出的光依次经过封装胶层和配光层并从配光层的出光面折射出去。

作为上述方案的改进，所述配光层的最大宽度为第一垂直芯片和第二垂直芯片距离的2-8倍。

作为上述方案的改进，所述配光层的出光面与正装芯片之间的间距为a，所述叠层结构的总高度为b，a＝(3～6)*b。

作为上述方案的改进，所述基板为陶瓷基板，所述第一焊盘和第二焊盘为印刷于所述基板表面的金属层。

作为上述方案的改进，所述基板为金属基板，所述第一焊盘和第二焊盘之间填充有绝缘材料，用以实现第一焊盘和第二焊盘之间的绝缘。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明根据正装芯片、倒装芯片和垂直芯片的特性，将正装芯片、倒装芯片和垂直芯片堆叠形成叠层结构，提高相同面积内部的LED芯片的安放数量，从而提高COB器件的功率密度，尤其适用于安装面积小、亮度要求高的安装环境。

2、本发明配光层直接覆盖封装胶层，且配光层与封装胶层的折射率相差不大，芯片发出的光直接通过封装胶层和配光层射出，不会出现阶梯状的折射率改变，保证了光线均能够出射，另一方面，配光层的出光面呈弧面，保证了COB器件的光线集中出射，不会散射至周边区域，进一步保证了COB器件的出光效率。

附图说明

图1是本发明第一实施例COB器件的结构示意图；

图2是本发明第一垂直芯片的结构示意图；

图3是本发明倒装芯片的结构示意图；

图4是本发明正装芯片的结构示意图；

图5是本发明第二实施例COB器件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，本发明提供的一种高功率密度COB器件，包括基板1、若干个设置在基板1上的叠层结构、以及将叠层结构覆盖的封装胶层8。

本发明的叠层结构包括第一焊盘2、第二焊盘3、第一垂直芯片4、第二垂直芯片5、倒装芯片6和正装芯片7。

本发明的基板1用于安装COB器件的其他结构，其可以为陶瓷基板，也可以为金属基板，具体根据实际需要，选择所述基板1的类型。

本发明的第一焊盘2和第二焊盘3位于所述基板1上，第一焊盘2和第二焊盘3上均设有正极和负极，当所述基板1为陶瓷基板时，所述陶瓷基板为氮化铝基板或氧化铝基板，所述第一焊盘2和第二焊盘3为印刷于所述基板1表面的金属层；当所述基板1为金属基板时，所述金属基板为铜基板或铝基板，所述第一焊盘2和第二焊盘3之间填充有绝缘材料，用以实现第一焊盘2和第二焊盘3之间的绝缘，所述第一焊盘2和第二焊盘3实现所述第一垂直芯片4、第二垂直芯片5、倒装芯片6和正装芯片7与外界电源之间的电连接。

本发明的第一垂直芯片4安装在第一焊盘2上，第二垂直芯片5安装在第二焊盘3，倒装芯片6安装在第一垂直芯片4和第二垂直芯片5上，以将第一垂直芯片4和第二垂直芯片5形成导电连接，所述正装芯片7设置在倒装芯片6上，并通过导线分别与第一焊盘2和第二焊盘3连接。

参见图2，本发明的第一垂直芯片4和第二垂直芯片5为垂直结构紫外LED芯片，包括第一正电极11、第一发光结构12和第一负电极13，其中，第一正电极11和第一负电极13设于发光结构12的上下两端。

参见图3，本发明的倒装芯片6为倒装结构紫外LED芯片，包括第二正电极21、第二发光结构22和第二负电极23，其中，第二正电极21和第二负电极23设于第二发光结构22的同一侧。

参见图4，本发明的正装芯片7为正装结构紫外LED芯片，包括第三正电极31、第三发光结构32和第三负电极33，其中，第三正电极31和第三负电极33设于第三发光结构32的同一侧。

具体的，第一垂直芯片4的第一正电极11安装在第一焊盘2的负极上，第二垂直芯片5的第一负电极13安装在第二焊盘3的正极上，倒装芯片6的第二正电极21安装在第一垂直芯片4的第一负电极11上，所述倒装芯片6的第二负电极23安装第二垂直芯片5的第二正电极上11，所述正装LED芯片7的第三正电极31通过导线与第二焊盘3的负极连接，所述正装LED芯片7的第三负电极33通过导线与第一焊盘3的正极连接。本发明中，所述电极与电极之间，电极与焊盘之间可以通过锡膏焊接形成导电连接，还可以通过共晶焊的方式形成导电连接，本发明不做具体限定。

需要说明的是，本发明的第一焊盘2、第一垂直芯片4、倒装芯片6、第二垂直芯片5和第二焊盘3依次连接形成一个电回路，正装芯片7、第一焊盘2和第二焊盘3形成另一个电回路。

本发明的封装胶层8覆盖在叠层结构上。优选的，所述封装胶层8还延伸到基板1上，将所述叠层结构包覆于其内部，保护所述第一垂直芯片4、第二垂直芯片5、倒装芯片6和正装芯片。所述封装胶层8由荧光胶制成，具体的，所述封装胶层8为硅胶与荧光粉的混合物制成。

本发明根据正装芯片、倒装芯片和垂直芯片的特性，将正装芯片、倒装芯片和垂直芯片堆叠形成叠层结构，提高相同面积内部的LED芯片的安放数量，从而提高COB器件的功率密度，尤其适用于安装面积小、亮度要求高的安装环境。

参见图4，为了提高器件的出光效率，本发明在封装胶层8上设置了一层配光层9。本发明的配光层9覆盖在封装胶层8上，芯片发出的光依次经过封装胶层8和配光层9并从配光层的出光面折射出去。具体的，本发明配光层9的出光面呈弧形，且其横截面呈轴对称结构。所述配光层9由透明封装胶制成。

本发明配光层直接覆盖封装胶层，且配光层与封装胶层的折射率相差不大，芯片发出的光直接通过封装胶层和配光层射出，不会出现阶梯状的折射率改变，保证了光线均能够出射，另一方面，配光层的出光面呈弧面，保证了COB器件的光线集中出射，不会散射至周边区域，进一步保证了COB器件的出光效率。

本发明通过进一步限定芯片与配光层的距离，以达到最佳的出光效果。优选的，所述配光层的最大宽度为第一垂直芯片和第二垂直芯片距离的2-8倍。

优选的，所述配光层的出光面与正装芯片之间的间距为a，所述叠层结构的总高度为b，a＝(3～6)*b。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。