舞台灯覆晶cob光源及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种舞台灯覆晶COB光源及其生产工艺，该生产工艺包括以下工艺流程：采用共晶炉将倒装芯片覆晶在氮化铝陶瓷支架的固晶区上，完成共晶工艺并形成共晶支架；对完成共晶工艺的共晶支架进行超声波清洗；对清洗完成的共晶支架依次进行初次烘烤-围围墙胶-再次烘烤-冷却作业；且围墙胶沿着固晶区的周围围坝并形成挡墙结构；将荧光粉胶均匀的涂覆在共晶支架的倒装芯片上并进行烘烤工艺后形成芯片封装块；芯片封装块通过回流焊接的方式连接到红铜基板的沉台内；将高透光性低反率的光学玻璃片粘贴于芯片封装块的正上方。本发明具有热电分离效果好、芯片结合牢固不易脱落、光通量高光效好、生产工艺先进及生产效率高等特点。
【专利说明】舞台灯覆晶COB光源及其生产工艺
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种COB光源的生产工艺，尤其涉及一种舞台灯覆晶COB光源及其生产工艺。
[0003]【背景技术】
[0004]目前，市面上的COB光源产品大多是在铝基板上直接固晶的，小部分是在铜基板和陶瓷基板上直接固晶的；固晶使用的材料是绝缘胶和银胶，其热阻一般在12°C /W，热阻相对较高；另外，市面上的COB光源产品均是采用焊线工艺，而采用焊线工艺制作的COB光源，不能承受较大的脉冲电流，更不能在大电流的驱动下长时间工作；因脉冲电流过大或长时间大电流(100mA)工作会导致产品金线和芯片P-N结都会受到很大影响，容易造成断线死灯和芯片结温升高等问题；且市面上的COB光源产品均是采用围围墙胶的方式进行点荧光胶作业的，光源工作时胶体易受热膨胀，造成金线拉断和断线死灯问题。因此，总结而言，现有的COB光源产品其在结构或生产工艺上存在以下缺陷:银胶或绝缘胶固晶，不仅使得芯片因环境影响出现脱落现象，而且还存在芯片、银胶与支架的热膨胀系数不一致的问题，银胶与芯片和支架之间结合力的问题和使用接线繁琐等问题。
[0005]
【发明内容】
[0006]针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种热电分离效果好、芯片结合牢固不易脱落、生产工艺先进及生产效率高的舞台灯覆晶COB光源及其生产工艺。
[0007]为实现上述目的，本发明提供一种舞台灯覆晶COB光源的生产工艺，包括以下工艺流程:
步骤1，采用共晶炉将倒装芯片覆晶在氮化铝陶瓷支架的固晶区上，完成共晶工艺并形成共晶支架；
步骤2，对完成共晶工艺的共晶支架进行超声波清洗；
步骤3，对清洗完成的共晶支架依次进行初次烘烤-围围墙胶-再次烘烤-冷却作业；且所述围墙胶沿着固晶区的周围围坝并形成挡墙结构；
步骤4，将荧光粉胶均匀的涂覆在共晶支架的倒装芯片上并进行烘烤工艺后形成芯片封装块；
步骤5，芯片封装块通过回流焊接的方式连接到红铜基板的沉台内；
步骤7，将高透光性低反率的光学玻璃片粘贴于芯片封装块的正上方。
[0008]其中，所述步骤I之前还包括一步骤0，所述步骤O为对氮化铝陶瓷支架的固晶区和引脚处均进行镀金处理。[0009]其中，所述步骤5与步骤7之间还包括一步骤6，所述步骤6为将热敏电阻、大插件、小插件和跳线均通过回流焊接的方式焊接在红铜基板上固定的区域内。
[0010]其中，所述步骤I的具体步骤为:
步骤11，在倒装芯片的底端镀覆有金锡合金；
步骤12，倒装芯片上镀覆有金锡合金的一面通过助焊剂粘附在氮化铝陶瓷支架的固晶区上；
步骤13，通过共晶炉在氮气氛围的保护下将倒装芯片覆晶在该固晶区上。
[0011]其中，所述步骤3中初次烘烤的条件为温度100°C，时间30min ;再次烘烤的条件为温度150°C，时间Ih ;所述步骤4中烘烤工艺的具体步骤为先进行温度50°C，时间2h的烘烤；再进行温度65°C，时间Ih的烘烤；最后进行温度150°C，时间2h的烘烤。
[0012]为实现上述目的，本发明还提供一种舞台灯覆晶COB光源，包括倒装芯片、氮化铝陶瓷支架和红铜基板；所述氮化铝陶瓷支架上设有固晶区，且所述固晶区的周围围坝围墙胶后形成挡墙结构，所述倒装芯片覆晶在氮化铝陶瓷支架的固晶区后形成共晶支架；所述共晶支架的倒装芯片上均匀涂覆荧光粉胶后形成芯片封装块；所述红铜基板上内嵌有一沉台，所述芯片封装块通过回流焊接的方式连接到红铜基板的沉台内，且所述芯片封装块的正上方粘贴有一高透光性低反率的光学玻璃片。
[0013]其中，所述氮化铝陶瓷支架的两侧边均向外延伸有引脚，所述沉台的两内侧均内嵌有与引脚相适配的容纳槽。
[0014]其中，所述氮化铝陶瓷支架的固晶区和引脚上均镀覆有镀金层。
[0015]其中，所述光源还包括热敏电阻、大插件、小插件和跳线，所述热敏电阻、大插件、小插件和跳线均通过回流焊接的方式焊接在红铜基板上。
[0016]其中，所述倒装芯片的底端镀覆有金锡合金层，且所述金锡合金层通过助焊剂粘附在氮化铝陶瓷支架的固晶区上，且该倒装芯片通过共晶炉覆晶到氮化铝陶瓷支架的固晶区上。
[0017]与现有技术相比，本发明提供的舞台灯陶瓷COB光源及其生产工艺，具有以下有益效果:
1)倒装芯片是通过共晶炉覆晶到氮化铝陶瓷支架上的，使得倒装芯片与支架的结合非常牢固，结合力非常好；还可避免银胶固晶过程中因银胶量的不均匀造成光通量的损失；
2)采用共晶炉将倒装芯片覆晶在氮化铝陶瓷支架的固晶区上，该工艺使用倒装芯片并结合共晶工艺，不仅可以替代老工艺银胶或绝缘胶固晶，芯片不会因环境影响出现脱落的现象，热阻可降低至5°C /W ;而且无金线焊接，可节省大量的材料成本与人力资源，极大简化了生产过程并提高了生产效率，且没有金线与芯片和荧光粉之间的应力问题，单颗芯片在大电流的驱动下也不会出现断线死灯现象，有效解决了光源不能承受长期大电流驱动工作的问题；
3)采用氮化铝陶瓷支架能够很好的实现热电分离效果；而且陶瓷支架与红铜基板之间是通过回流焊接连接的，倒装芯片点亮过程中产生的热量能快速良好的导出来，改善了以往产品的散热难问题，极大提高了产品的使用寿命；
4)围墙胶沿着固晶区的周围围坝并形成挡墙结构，该挡墙结构不仅具有设定共晶区域形状大小的作用，而且还能保护芯片并保证荧光粉胶不溢流出来，以形成美观规则的荧光月父层O
[0018]5)在芯片封装块的正上方粘贴高透光性低反率的光学玻璃片，不仅可保护胶面不被污染还能隔绝胶面与环境的直接接触，减缓胶面的老化，使产品的使用寿命得到极大提闻;
6)本发明具有热电分离效果好、芯片结合牢固不易脱落、光通量高光效好、生产工艺先进及生产效率高等特点。
[0019]
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的舞台灯覆晶COB光源的生产工艺流程图；
图2为本发明的舞台灯覆晶COB光源中红铜基板的结构图；
图3为本发明的舞台灯覆晶COB光源中氮化铝陶瓷支架的结构图；
图4为本发明的舞台灯覆晶COB光源中倒装芯片的结构图。
[0021]主要元件符号说明如下:
10、倒装芯片11、氮化铝陶瓷支架
12、红铜基板13、围墙胶
111、固晶区112、引脚
121、沉台122、容纳槽
123、大插件124、小插件
125、热敏电阻126、通孔
【具体实施方式】
[0022]为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
[0023]请参阅图1，本发明的舞台灯覆晶COB光源的生产工艺，包括以下工艺流程:
步骤S0，对氮化铝陶瓷支架的固晶区和引脚处均进行镀金处理，且在该支架上设置相
应的电路线。
[0024]步骤SI，采用共晶炉将倒装芯片覆晶在氮化铝陶瓷支架的固晶区上，完成共晶工艺并形成共晶支架；步骤Si的具体步骤为:首先，在倒装芯片的底端镀覆有金锡合金；其次，倒装芯片上镀覆有金锡合金的一面通过助焊剂粘附在氮化铝陶瓷支架的固晶区上；最后，通过共晶炉在氮气氛围的保护下将倒装芯片覆晶在该固晶区上。
[0025]步骤S2，对完成共晶工艺的共晶支架进行超声波清洗；超声波清洗3?5分钟，其目的是除去氮化铝陶瓷支架表面的助焊剂和其他化学物质。
[0026]步骤S3，对清洗完成的共晶支架依次进行初次烘烤-围围墙胶-再次烘烤-冷却作业；且围墙胶沿着固晶区的周围围坝并形成挡墙结构；步骤S3中初次烘烤的条件为温度100°C，时间30min ;再次烘烤的条件为温度150°C，时间lh，冷却之后再进入步骤S4。
[0027]步骤S4，将荧光粉胶均匀的涂覆在共晶支架的倒装芯片上并进行烘烤工艺后形成芯片封装块；步骤S4中烘烤工艺的具体步骤为先进行温度50°C，时间2h的烘烤，再进行温度65°C，时间Ih的烘烤，最后进行温度150°C，时间2h的烘烤。该荧光粉胶是G10A/B胶配制成荧光粉，在涂覆过程中注意不可有蓝光露出。[0028]步骤S5，芯片封装块通过回流焊接的方式连接到红铜基板的沉台内；采用沉台的方式，不仅保护芯片封装块，而且可增加陶瓷支架与散热基板的接触面积，提高光源的散热性能，还可大大节省原材料，减轻产品的重量，使其小巧轻便易于使用。
[0029]步骤S6，将热敏电阻、大插件、小插件和跳线均通过回流焊接的方式焊接在红铜基板上固定的区域内。
[0030]步骤S7，将高透光性低反率的光学玻璃片粘贴于芯片封装块的正上方，不仅可保护胶面不被污染还能隔绝胶面与环境的直接接触，减缓胶面的老化，使产品的使用寿命得到极大提闻。
[0031]相较于现有技术的情况，本发明提供的舞台灯覆晶COB光源的生产工艺，具有以下有益效果:
1)倒装芯片是通过共晶炉覆晶到氮化铝陶瓷支架上的，使得倒装芯片与支架的结合非常牢固，结合力非常好；还可避免银胶固晶过程中因银胶量的不均匀造成光通量的损失。
2)采用共晶炉将倒装芯片覆晶在氮化铝陶瓷支架的固晶区上，该工艺使用倒装芯片并结合共晶工艺，不仅可以替代老工艺银胶或绝缘胶固晶，芯片不会因环境影响出现脱落的现象，热阻可降低至5°C/W ;而且无金线焊接，可节省大量的材料成本与人力资源，极大简化了生产过程并提高了生产效率，且没有金线与芯片和荧光粉之间的应力问题，单颗芯片在大电流的驱动下也不会出现断线死灯现象，有效解决了光源不能承受长期大电流驱动工作的问题。
[0032]3)采用氮化铝陶瓷支架能够很好的实现热电分离效果；而且陶瓷支架与红铜基板之间是通过回流焊接连接的，倒装芯片点亮过程中产生的热量能快速良好的导出来，改善了以往产品的散热难问题，极大提高了产品的使用寿命。
[0033]4)围墙胶沿着固晶区的周围围坝并形成挡墙结构，该挡墙结构不仅具有设定共晶区域形状大小的作用，而且还能保护芯片并保证荧光粉胶不溢流出来，以形成美观规则的突光胶层。
[0034]5)在芯片封装块的正上方粘贴光学玻璃片，不仅可保护胶面不被污染还能隔绝胶面与环境的直接接触，减缓胶面的老化，使产品的使用寿命得到极大提高。
[0035]6)氮化铝陶瓷支架与倒装芯片的热膨胀系数非常接近，可减少芯片与基板间的应力问题，提高产品的可靠性，且热敏电阻能实时对光源工作温度进行监测。
[0036]7)该生产工艺先进、技术含量高、生产效率高及适合大批量生产等特点。
[0037]请进一步参阅图2-4，本发明的舞台灯覆晶COB光源，包括倒装芯片10、氮化铝陶瓷支架11和红铜基板12 ;氮化铝陶瓷支架11上设有固晶区111，且固晶区111的周围围坝围墙胶13后形成挡墙结构，倒装芯片10覆晶在氮化铝陶瓷支架11的固晶区111后形成共晶支架；共晶支架的倒装芯片10上均匀涂覆荧光粉胶(图未示)后形成芯片封装块；红铜基板12上内嵌有一沉台121，芯片封装块通过回流焊接的方式连接到红铜基板12的沉台121内，且芯片封装块的正上方粘贴有一高透光性低反率的光学玻璃片(图未示)。
[0038]相较于现有技术的情况，本发明提供的舞台灯覆晶COB光源，具有以下有益效果: I)倒装芯片10是覆晶到氮化铝陶瓷支架11上的，使得倒装芯片10与支架的结合非常
牢固，结合力非常好；还可避免银胶固晶过程中因银胶量的不均匀造成光通量的损失；该结构使用倒装芯片10并结合共晶工艺，不仅可以替代老工艺银胶或绝缘胶固晶，芯片不会因环境影响出现脱落的现象，热阻可降低至5°C /ff ;而且无金线焊接，可节省大量的材料成本与人力资源，极大简化了生产过程并提高了生产效率，且没有金线与芯片和荧光粉之间的应力问题，单颗芯片在大电流的驱动下也不会出现断线死灯现象，有效解决了光源不能承受长期大电流驱动工作的问题。
[0039]2)采用氮化铝陶瓷支架11能够很好的实现热电分离效果；而且陶瓷支架与红铜基板12之间是通过回流焊接连接的，倒装芯片10点亮过程中产生的热量能快速良好的导出来，改善了以往产品的散热难问题，极大提高了产品的使用寿命。
[0040]4)围墙胶13沿着固晶区的周围围坝并形成挡墙结构，该挡墙结构不仅具有设定共晶区域形状大小的作用，而且还能保护芯片并保证荧光粉胶不溢流出来，以形成美观规则的荧光胶层。
[0041]5)在芯片封装块的正上方粘贴光学玻璃片，不仅可保护胶面不被污染还能隔绝胶面与环境的直接接触，减缓胶面的老化，使产品的使用寿命得到极大提高。
[0042]6)采用沉台的方式，不仅保护芯片封装块，而且可增加陶瓷支架与散热基板的接触面积，提高光源的散热性能，还可大大节省原材料，减轻产品的重量，使其小巧轻便易于使用。
[0043]7)氮化铝陶瓷支架11与倒装芯片10的热膨胀系数非常接近，可减少芯片与基板间的应力问题，提高产品的可靠性，且热敏电阻能实时对光源工作温度进行监测。
[0044]8)该结构具有热电分离效果好、芯片结合牢固不易脱落、光通量高光效好、生产效率高及适合大批量生产等特点。
[0045]在本实施例中，氮化铝陶瓷支架11的两侧边均向外延伸有引脚111，沉台121的两内侧均内嵌有与引脚112相适配的容纳槽122，且在氮化铝陶瓷支架11的固晶区111和引脚112上均镀覆有镀金层。该引脚112包括正极引脚和负极引脚，该引脚112直接采用回流焊接的方式固定在容纳槽122内，该结构不仅方便了定位，而且提高了焊接速率。
[0046]在本实施例中，光源还包括热敏电阻125、大插件123、小插件124和跳线(图未示)，热敏电阻125、大插件123、小插件124和跳线均通过回流焊接的方式焊接在红铜基板12上。倒装芯片10的底端镀覆有金锡合金层，镀覆有金锡合金层的一面通过助焊剂粘附在氮化铝陶瓷支架11的固晶区111上，且在红铜基板12上设有安装螺钉用的通孔126。倒装芯片10为十串十并的矩阵结构，当然，并不局限于此方式，还可以是九串九并或其他类型的结构，如果是对倒装芯片10上芯片实施方式的改变，均落入本案的保护范围内。
[0047]以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种舞台灯覆晶COB光源的生产工艺，其特征在于，包括以下工艺流程: 步骤1，采用共晶炉将倒装芯片覆晶在氮化铝陶瓷支架的固晶区上，完成共晶工艺并形成共晶支架； 步骤2，对完成共晶工艺的共晶支架进行超声波清洗； 步骤3，对清洗完成的共晶支架依次进行初次烘烤-围围墙胶-再次烘烤-冷却作业；且所述围墙胶沿着固晶区的周围围坝并形成挡墙结构； 步骤4，将荧光粉胶均匀的涂覆在共晶支架的倒装芯片上并进行烘烤工艺后形成芯片封装块； 步骤5，芯片封装块通过回流焊接的方式连接到红铜基板的沉台内； 步骤7，将高透光性低反率的光学玻璃片粘贴于芯片封装块的正上方。
2.根据权利要求1所述的舞台灯覆晶COB光源及其生产工艺，其特征在于，所述步骤I之前还包括一步骤0，所述步骤O为对氮化铝陶瓷支架的固晶区和引脚处均进行镀金处理。
3.根据权利要求1所述的舞台灯覆晶COB光源及其生产工艺，其特征在于，所述步骤5与步骤7之间还包括一步骤6，所述步骤6为将热敏电阻、大插件、小插件和跳线均通过回流焊接的方式焊接在红铜基板上固定的区域内。
4.根据权利要求2所述的舞台灯覆晶COB光源及其生产工艺，其特征在于，所述步骤I的具体步骤为: 步骤11，在倒装芯片的底端镀覆有金锡合金； 步骤12，倒装芯片上镀覆有金锡合金的一面通过助焊剂粘附在氮化铝陶瓷支架的固晶区上； 步骤13，通过共晶炉在氮气氛围的保护下将倒装芯片覆晶在该固晶区上。
5.根据权利要求1所述的舞台灯覆晶COB光源及其生产工艺，其特征在于，所述步骤3中初次烘烤的条件为温度100°C，时间30min ;再次烘烤的条件为温度150°C，时间Ih ;所述步骤4中烘烤工艺的具体步骤为先进行温度50°C，时间2h的烘烤；再进行温度65°C，时间Ih的烘烤；最后进行温度150°C，时间2h的烘烤。
6.一种舞台灯覆晶COB光源，其特征在于，包括倒装芯片、氮化铝陶瓷支架和红铜基板；所述氮化铝陶瓷支架上设有固晶区，且所述固晶区的周围围坝围墙胶后形成挡墙结构，所述倒装芯片覆晶在氮化铝陶瓷支架的固晶区后形成共晶支架；所述共晶支架的倒装芯片上均匀涂覆荧光粉胶后形成芯片封装块；所述红铜基板上内嵌有一沉台，所述芯片封装块通过回流焊接的方式连接到红铜基板的沉台内，且所述芯片封装块的正上方粘贴有一高透光性低反率的光学玻璃片。
7.根据权利要求6所述的舞台灯覆晶COB光源，其特征在于，所述氮化铝陶瓷支架的两侦_均向外延伸有引脚，所述沉台的两内侧均内嵌有与引脚相适配的容纳槽。
8.根据权利要求6所述的舞台灯覆晶COB光源，其特征在于，所述氮化铝陶瓷支架的固晶区和引脚上均镀覆有镀金层。
9.根据权利要求6或7所述的舞台灯覆晶COB光源，其特征在于，所述光源还包括热敏电阻、大插件、小插件和跳线，所述热敏电阻、大插件、小插件和跳线均通过回流焊接的方式焊接在红铜基板上。
10.根据权利要求6所述的舞台灯覆晶COB光源，其特征在于，所述倒装芯片的底端镀覆有金锡合金层，且所述金锡合金层通过助焊剂粘附在氮化铝陶瓷支架的固晶区上，且该倒装芯片通 过共晶炉覆晶到氮化铝陶瓷支架的固晶区上。
【文档编号】H01L33/54GK104037314SQ201410214380
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】王志成 申请人:深圳市格天光电有限公司