全裸晶封装可调光光电一体led照明组件及制造工艺的制作方法_2

文档序号:9434618阅读:来源:国知局
裸晶封装可调光光电一体LED照明组件是:在导热绝缘材料基板上 的印刷电路中,交流电母线两端各连接两个裸晶整流二极管的负极和正极,经过四个裸晶 整流二极管形成的直流电正极连接串联裸晶发光二极管(LED)的正极,同时连接一个电阻 R1再连接裸晶1C芯片的VCC焊盘;裸晶1C芯片的GATE焊盘连接外置裸晶M0SFET的G焊 盘(栅极);裸晶1C芯片的Sense焊盘连接外置裸晶M0SFET的S焊盘(源极,)同时连接 电阻Res再连接地线;裸晶1C芯片的GND焊盘连接地线;裸晶M0SFET的D焊盘(漏极)连 接裸晶发光二极管LED负极。
[0021] 上述裸晶1C芯片是线性恒流LED驱动1C芯片,其基本必要部分包括VCC端有内 部钳位电路(Clamp)和UVL0(Under Voltage Lockout);还包括接地线端(GND);还包括内 部控制(Control)和驱动(Driver)部分及驱动极GATE端和电流采样/设置SENSE端。上 述电阻R1值根据裸晶1C芯片的参数设定。串联裸晶LED的峰值恒流电流为Ipeak,可以由 Ipeak = Vref/Rcs确定,而裸晶1C芯片的Vref
[0022] 对于特定裸晶1C芯片已经固定,因此通过设定Res值再通过裸晶1C芯片控制LED 导通时的峰值恒流电流Ipeak。
[0023] 在上述导热绝缘材料基板可以是任何符合要求的材料,目前陶瓷基板是很好选择 之一。
[0024] 在上述基板的印刷电路中裸晶1C芯片和裸晶M0SFET需有足够的物理距离以避免 M0SFET的散热影响裸晶1C芯片的正常工作。
[0025] 在上述基板的印刷电路中裸晶1C芯片的表面需要有导热绝缘不透明材料覆盖, 以免光线对裸晶1C芯片产生影响导致不正常性能,目前上述导热绝缘不透明材料可以使 用导热不透明硅胶。
[0026] 实验验证上述适合全裸晶封装LED照明线性驱动电源优化方案具有可控硅调光 的功能,实验也验证上述全裸晶封装线性光电一体化照明组件具有可控硅调光功能。
[0027] 本发明中一种全裸晶封装可调光光电一体LED照明组件的制造工艺流程是:
[0028]第一步,基板制造工艺流程:
[0029]按所需规格制造导热绝缘基板白板,在使用陶瓷基板的情况下,则烧制陶瓷白 板;
[0030]用实验确定适合全裸晶封装的LED照明线性驱动电源优化方案并确定特定电路, 再根据特定电路确定布线图,其中裸晶M0SFET和裸晶1C芯片的设定位置需要分开足够距 离,将布线图以公知技术将导电材料印刷至上述基板白板上,再行烘烤固化成为印刷电路, 目前用于印刷电路的导电材料是含银材料,也可以是其它类;在上述印刷电路中相关指定 位置,用粘稠导热导电材料将设定阻值的电阻R1和Res固定在指定位置,现用上述粘稠导 热导电材料为银胶,并进行烘烤固化;
[0031]第二步,固晶工艺流程:在上述基板印刷电路的相关位置,将设定数量的裸晶发光 二极管(LED)用粘稠导热绝缘材料固定在指定位置,现用上述粘稠导热绝缘材料为导热硅 胶,并进行烘烤固化,然后,在上述基板印刷电路的相关位置,用粘稠导热导电材料将四个 裸晶整流二极管、一个裸晶1C芯片、一个裸晶M0SFET固定在指定位置,并进行烘烤固化,现 用上述粘稠导热导电材料为银胶;
[0032]第三步,焊线工艺流程:
[0033]在上述已经完成对裸晶LED和其它裸晶器件固晶的基板上,在各器件的指定位置 上,焊接导电导线,以连接基板上的印刷电路线路,完成基板上的全部电路连接,上述导电 导线可以为各类导电材料,现使用金线;
[0034]上述第二步和第三步工艺流程在裸晶LED使用倒装封装形式时,则根据倒装工艺 流程的要求进行,涉及裸晶1C芯片和其它裸晶器件的工艺流程则基本保持不变。
[0035]第四步,测试工艺流程:在已经完成上述工艺流程的基板上,接通对应电压的电源 线,确认已完成工艺流程达到要求,同时,可以通过测试获取相关光学和电学参数,验证产 品是否达到所设计的要求;
[0036]第五步,围坝工艺流程:在完成上述所有工艺流程并测试合格后,在上述基板上使 用导热绝缘不透明材料注在布线图所设定的位置上制成设定高度和宽度的圈层(坝,)并 进行烘烤固化,现用所述导热绝缘不透明材料为导热不透明硅胶;
[0037]第六步,点胶工艺流程:按设计要求配制含公知相关比例荧光粉的导热绝缘透明 材料,在上述已完成围坝的基板上,使用所述含公知相关比例荧光粉的导热绝缘透明材料 注入在上述圈层形成的空间内至设定高度,并进行烘烤固化,现用所述含公知相关比例荧 光粉的导热绝缘透明材料为导热透明硅胶;
[0038]第七步,分板和测试工艺流程:在由多个基板连接成一体同时完成上述流程的情 况下,这时需要将上述多个基板进行分板,即每个基板不再和其它基板相连接。对上述已经 完成全部工艺流程的基板,接通对应电压的电源线,测试获取相关光学和电学参数,确认已 完成工艺流程达到相应要求,并根据相关参数进行分检分类。
[0039]上述全部七步工艺流程中,第一至第三和第五至第六共五步工艺流程为基本工艺 流程,是完成全裸晶封装的必要工艺流程,而第四和第七步工艺流程则为辅助流程。
[0040]本发明的有益效果是能有效解决现有LED照明线性驱动电源存在的散热问题,极 大地提高这类照明系统的性能和质量的一致性,减少已有LED照明产品涉及的众多生产环 节,并能进行大规模自动化生产光电一体化组件。
【附图说明】
[0041] 图1为本发明实施案例线性电源方案典型应用电路图
[0042] 图2为本发明实施案例裸晶线性驱动1C芯片RC001B表面结构图
[0043] 图3为本发明实施案例全裸晶封装特定电路之电路原理图
[0044] 图4为本发明实施案例所需裸晶1C芯片的基本内部结构图
[0045] 图5为本发明实施案例全裸晶封装特定电路的波形图
[0046] 图6为本发明实施案例全裸晶封装特定电路布线和印刷电路图
[0047]图7为本发明实施案例全裸晶封装组件结构和线路绑定图
[0048]图8为本发明实施案例全裸晶封装组件尺寸比例图
【具体实施方式】
[0049] 下面参照附图,对本发明所述全裸晶封装可调光光电一体LED照明组件及制造工 艺的【具体实施方式】进行详细描述。我们选择
[0050] 了线性驱动1C芯片RC001B (中国国家知识产权局集成电路布图登记号 BS. 14500659X,布图设计申请日2014年6月27日,公告日期:2014年12月17日,公告号 9835,布图设计创作完成日:2013年5月21日),图1所示为RC001B的典型应用电路图, 图2所示为RC001B的裸晶表面结构图和焊盘标识,裸晶的相关资料单颗晶元大小厚度、电 极大小成分等如下:
[0051]
[0052]
[0053] RC001B的电学特性如下:
[0054] 除专门标注外,标准测试条件为vra= 10V,T A= 25°C
[0055]
[0056] 通过实验确定了基于RC001B并适合全裸晶封装的LED照明线性驱动电源优化方 案,确定了特定电路,上述特定电路的电路原理如图3所示,上述特定电路只保留了整流 桥、线性1C芯片、M0SFET和两颗电阻R1和Res ;
[0057] 上述特定电路中并未使用线性恒流LED驱动1C芯片RC001B的全部功能,图4显 示线性恒流LED驱动1C芯片中和本发明中涉及LED照明线性驱动优化方案及特定电路相 关的必要部分,包括VCC端有内部钳位电路(Clamp)和UVL0(Under Voltage Lockout);还 包括接地线端(GND);还包括内部控制(Control)和驱动(Driver)部分及驱动极GATE端 和电流采样/设置SENSE端。上述内部控制和驱动部分涉及具体机制,对本发明来说
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