一种led芯片集成cob光源模组

文档序号:1906965 发布日期:2021-11-30 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 一种led芯片集成cob光源模组 (Integrated COB light source module of LED chip ) 是由 黄剑 于 2021-08-11 设计创作,主要内容包括:本公开提供了一种LED芯片集成COB光源模组,包括COB模组、LED芯片、COB基板、硅片、陶瓷垫片和散热器;在COB基板封装LED芯片在组装过程中直接用陶瓷垫片连接在散热器固定着,由于陶瓷垫片为导热材料,对表面涂加导热硅脂,对填充陶瓷垫片与散热器、LED芯片之间的细小间隙,减小它们之间的接触热阻,同时无需再采用螺栓或连接器等方式固定,大大的简化产品的组装工艺。使用此COB基板封装LED芯片无需用连接器及螺栓或螺丝等部件固定,可通过连接于散热器上,集成COB光源模组。(The utility model provides a COB light source module integrated with an LED chip, which comprises a COB module, an LED chip, a COB substrate, a silicon chip, a ceramic gasket and a radiator; the COB substrate packaged LED chip is directly connected with the radiator and fixed in the assembling process through the ceramic gasket, the ceramic gasket is made of heat conducting materials, heat conducting silicone grease is coated on the surface of the ceramic gasket, small gaps among the ceramic gasket, the radiator and the LED chip are filled, thermal contact resistance between the ceramic gasket, the radiator and the LED chip is reduced, meanwhile, the ceramic gasket, the radiator and the LED chip are not required to be fixed in a bolt or connector mode, and the assembling process of the product is greatly simplified. The COB substrate is used for packaging the LED chip without fixing the LED chip by using connectors, bolts or screws and other parts, and the COB substrate can be connected onto a radiator to integrate the COB light source module.)

一种LED芯片集成COB光源模组

技术领域

本发明涉及COB光源技术领域,具体涉及一种LED芯片集成COB光源模组。

背景技术

随着近些年的发展,LED市场和技术的不断发展和变化,COB逐渐成为LED主要封装方式之一,并有着成为主流封装的趋势,据了解,COB封装的球泡灯已经占据了LED灯泡40%左右的市场。COB概念最初从传统的半导体电子封装引申而来,这种在半导体行业十分之成熟的技术,应用到LED产业,改变了人们对光源的认知,从而使功率型照明得以实现,从此,LED光源开启COB时代的序幕。但是在组装过程中,安装方式一般都是通过在光源底部涂布导热膏的方式进行导热、散热,这种方式存在一定的不足,首先导热膏的散热方式使LED芯片的热阻增大,散热通道不良,产品散热性能会降低;再是现有技术的COB光源往往太过集中,不仅会产生大量的热量聚集,并且COB光源之间互相遮挡,使得COB光源的效率不高,且使用率不高。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种LED芯片集成COB光源模组,能够有更佳导热性能,组装更加方便,陶瓷COB封装LED芯片结构,可以应用于使用COB光源的LED室内外照明灯具有更好的效果。

为此,本公开提供一种LED芯片集成COB光源模组,包括COB模组、LED芯片、COB基板、硅片、陶瓷垫片和散热器;COB模组,COB模组包括LED芯片、COB基板、陶瓷垫片、散热器和硅片;用于对整个封装集成COB光源。LED芯片,LED芯片位于COB模组处,设置于硅片的顶端,贴置于LED芯片,用于把电能转化为光能;COB基板,COB基板位于陶瓷垫片的顶端,且与硅片连接;陶瓷垫片,陶瓷垫片设置在散热器的顶端,陶瓷垫片用于与散热器、LED芯片之间的细小间隙,减小它们之间的接触热阻;散热器,散热器位于陶瓷垫片的底部,且COB基板的外围为陶瓷散热器,用于对整个封装体系的散热起到关键作用;硅片,硅片位于COB基板上,且LED芯片设置在硅片上,用于在LED芯片有着控制能力。

优选的,COB基板的本体为绝缘的绝缘基板或其他高分子材料基板。

优选的,COB基板的底部采用薄膜电镀工艺形成的金属薄膜电镀层,COB基板的金属薄膜电镀层之下设置有陶瓷垫片,且陶瓷垫片与COB基板形成连接。

优选的,LED芯片的间距大于LED芯片厚度的2倍。

优选的,LED芯片的间距大于LED芯片厚度的4倍。

优选的,陶瓷垫片为导热材料,对表面涂加导热硅脂,对填充陶瓷垫片与散热器、LED芯片之间的细小间隙,减小它们之间的接触热阻。

优选的,COB基板为绝缘的绝缘基板或其他高分子材料基板的正面形成LED的COB封装结构。

优选的,LED芯片以及封装用的封装采用导热环氧树脂,LED芯片在COB基板表面用导热环氧树脂覆盖硅片安放点,将硅片直接安放在COB基板表面,热处理至硅片牢固地固定在COB基板为止。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、本发明通过COB基板处的LED芯片集成COB光源模组,由于相邻LED芯片之间的间距大于LED芯片的厚度,从而避免了LED芯片集成的COB光源模组过于集中排布的缺陷,有利于热量的发散,同时也在一定程度上优化了LED芯片彼此之间的协同工作效应,尽可能使得每个LED芯片侧边发出全部的光,进而提高了COB光源模组的效率。COB基板封装LED芯片在组装过程中直接用陶瓷垫片连接在散热器固定着,由于陶瓷垫片为导热材料,对表面涂加导热硅脂,对填充陶瓷垫片与散热器、LED芯片之间的细小间隙,减小它们之间的接触热阻,同时无需再采用螺栓或连接器等方式固定,大大的简化产品的组装工艺。使用此COB基板封装LED芯片无需用连接器及螺栓或螺丝等部件固定,可通过连接于散热器上,集成COB光源模组。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图2为本发明一种LED芯片集成COB光源模组的立体示意图;

图1为本发明一种LED芯片集成COB光源模组的结构示意图;

图3为本发明一种LED芯片集成COB光源模组的LED芯片结构示意图。

其中,图中各附图标记:

1、COB模组;2、LED芯片;3、COB基板;4、硅片;5、陶瓷垫片;6、散热器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明人发现,在组装过程中,安装方式一般都是通过在光源底部涂布导热膏的方式进行导热、散热,这种方式存在一定的不足,首先导热膏的散热方式使LED芯片的热阻增大,散热通道不良,产品散热性能会降低;在COB光源往往太过集中,不仅会产生大量的热量聚集,并且COB光源之间互相遮挡,使得COB光源的效率不高,即利用率不高。

请参阅图1至图3所示,本发明实施例中,一种LED芯片集成COB光源模组,包括COB模组1、LED芯片2、COB基板3、硅片4、陶瓷垫片5和散热器6。

请参阅图1至图3所示,COB模组1,COB模组1包括LED芯片2、COB基板3、陶瓷垫片5、散热器6和硅片4,用于对整个封装集成COB光源。由此,在整个封装形成的COB光源模组,而COB基板3集成封装技术将由多颗LED芯片2直接封装在COB基板3上,作为一个照明或者其他,通过COB基板3连接的陶瓷垫片5和散热器6直接散热,不仅能减少支架的制造工艺及其成本,而且还具有减少热阻的散热优势。

请参阅图1至图3所示,LED芯片2,LED芯片2位于COB模组1处,设置于硅片4的顶端,贴置于LED芯片2,用于把电能转化为光能。LED芯片2有横向和垂直两种基本结构。所谓的横向结构LED芯片2是指芯片两个电极在外延片的同侧,由于电极在同一侧,电流在n-和p-类型限制层中横向流动不利于电流的扩散以及热量的散发。相反,垂直结构LED芯片2是指两个电极分布在外延片的异侧,以图形化电极和全部的p型限制层作为第二电极,使得电流几乎全部垂直流过LED芯片2外延层,极少横向流动的电流。分别与热沉或PCB或COB基板3上的正、负极电联接。外界电源与COB基板3上的“十”和“一”极相联接。

请参阅图1至图3所示,COB基板3,COB基板3位于陶瓷垫片5的顶端,且与硅片4连接。COB封装全称板上LED芯片2封装,是为了解决LED散热问题的一种技术,是将LED芯片2用导电或非导电胶粘附在互连COB基板3上,然后进行引线键合实现其电气连接。

请参阅图2所示,陶瓷垫片5,陶瓷垫片5设置在散热器6的顶端,陶瓷垫片5用于与散热器6、LED芯片2之间的细小间隙,减小它们之间的接触热阻。陶瓷垫片5是一种高导热性能的材料,主要由氧化铝组成,外观呈纯白色,质地坚硬,主要用于LED芯片2与散热器6之间的传热和电气隔离。它与LED芯片2、散热器6、COB基板3紧密结合后,密封性能极佳,能达到防尘、防水、导热、绝缘的理想效果,并能适应高温、高压、多尘的恶劣工作环境,提高设备运行的安全性和稳定性。

请参阅图2所示,散热器6,散热器6位于陶瓷垫片5的底部,且COB基板3的外围为陶瓷散热器,用于对整个封装体系的散热起到关键作用。由此,散热器6是一种铝散热器,铝散热器表面经过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性的作用。

请参阅图2所示,硅片4,硅片4位于COB基板3上,且LED芯片2设置在硅片4上,用于在LED芯片2有着控制能力。由此,硅片5是制作晶体管和集成电路的重要材料,通过对硅片5进行光刻、离子注入等手段,可以制成各种半导体器件,用于硅片5制成的芯片有着惊人的运算能力。

请参阅图1至图3所示,COB基板3的本体为绝缘的绝缘基板或其他高分子材料基板。由此,COB基板3因为铝的导热系数高,散热好,可以有效的将内部热量导出。COB基板3是一种独特的金属基覆铜板,具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能。

请参阅图1至图3所示,COB基板3的底部采用薄膜电镀工艺形成的金属薄膜电镀层,COB基板3的金属薄膜电镀层之下设置有陶瓷垫片5,且陶瓷垫片5与COB基板3形成连接。COB基板3上LED芯片2工艺过程首先是在COB基板3表面用导热环氧树脂覆盖硅片安放点,然后将硅片4直接安放在COB基板3表面,热处理至硅片4牢固地固定在COB基板3为止,随后再用丝焊的方法在硅片5和COB基板3之间直接建立电气连接。

请参阅图1至图3所示,LED芯片2的间距大于LED芯片2厚度的2倍。从而避免了COB光源过于集中排布的缺陷,有利于热量的发散,同时也在一定程度上优化了LED芯片2彼此之间的协同工作效应,尽可能使得每个LED芯片2侧边发出全部的光,进而提高了COB光源的效率。

请参阅图1至图3所示,LED芯片2的间距大于LED芯片2厚度的4倍。经过反复的试验和验证,在此比例条件下,COB基板3的聚光作用更好,可以将LED芯片2发出的光充分集中起来,并向上散发出去,显著提高了LED芯片2的发光效率。

请参阅图2所示,陶瓷垫片5为导热材料,对表面涂加导热硅脂,对填充陶瓷垫片5与散热器6、LED芯片2之间的细小间隙,减小它们之间的接触热阻。LED芯片2的热阻模型及散热路径。影响LED芯片2的热阻因素主要有陶瓷垫片5的表面平整度、陶瓷垫片5和导热硅脂的厚度、散热器6的厚度及形状、紧固件的压力等,而这些因素又与实际应用条件有关,所以LED芯片2到散热器之间的热阻也将取决于实际装配条件。

请参阅图1至图3所示,COB基板3为绝缘的绝缘基板或其他高分子材料基板的正面形成LED的COB封装结构。该COB基板3采用薄膜电镀工艺形成可以焊接的可焊接金属薄膜电镀层,可焊接金属薄膜电镀层之下设有散热器6,可焊接金属薄膜电镀层与散热器6之间引入通过回流焊工艺焊接它们的锡膏层。

请参阅图1至图3所示,LED芯片2以及封装用的封装采用导热环氧树脂,LED芯片2在COB基板3表面用导热环氧树脂覆盖硅片安放点,将硅片4直接安放在COB基板3表面,热处理至硅片4牢固地固定在COB基板3为止,由此,随后再用丝焊的方法在硅片4和基底之间直接建立电气连接。

本发明的工作原理及使用流程:在LED芯片2集成COB光源模组时,COB基板3处的LED芯片2集成COB光源模组,由于相邻LED芯片2之间的间距大于LED芯片2的厚度,从而避免了LED芯片2集成的COB光源模组过于集中排布的缺陷,有利于热量的发散,同时也在一定程度上优化了LED芯片2彼此之间的协同工作效应,尽可能使得每个LED芯片2侧边发出全部的光,进而提高了COB光源模组的效率。在整个封装形成的COB光源模组,而COB基板3集成封装技术将由多颗LED芯片2直接封装在COB基板3上,作为一个照明或者其他,通过COB基板3连接的陶瓷垫片5和散热器6直接散热,不仅能减少支架的制造工艺及其成本,而且还具有减少热阻的散热优势。在COB基板3封装LED芯片2在组装过程中直接用陶瓷垫片5连接在散热器6固定着,由于陶瓷垫片5为导热材料,对表面涂加导热硅脂,对填充陶瓷垫片5与散热器6、LED芯片2之间的细小间隙,减小它们之间的接触热阻,同时无需再采用螺栓或连接器等方式固定,大大的简化产品的组装工艺。使用此COB基板3封装LED芯片2无需用连接器及螺栓或螺丝等部件固定,可通过连接于散热器6上,集成COB光源模组。

至此,应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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