Led芯片集成模块、光源及其固定结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种LED芯片集成模块、一种LED芯片集成模块光源及其固定结构，所述LED芯片集成模块包括LED芯片、基板、导电线路、固定材料和密封层，在所述基板的一个表面上形成所述导电线路，在所述LED芯片的非发光面上形成有芯片电极，在所述芯片电极和导电线路之间设置有所述固定材料，所述固定材料为导电材料，在所述LED芯片发光面一侧覆盖有所述密封层。本实用新型提供的LED芯片集成模块，具有高可靠性、高稳定性，通过改变LED封装结构实现多芯片集成化，通过新的封装技术应用降低封装成本、提高产品可靠性。
【专利说明】LED芯片集成模块、光源及其固定结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED芯片模块、户外照明用LED光源，具体涉及一种LED芯片集成模块、LED芯片集成模块光源及其固定结构。
【背景技术】
[0002]LED封装技术发展至今，大多数产品依然采用金丝打线连接芯片和焊盘的方式，覆晶芯片的产生引导了 LED封装的改变，特别是在大功率集成照明方面。众所周知目前市面上大多数大功率LED封装是靠芯片的串并进行实现，如100W需要100颗芯片或者更多。而芯片和芯片之间的连接是靠金线的焊接，金线的焊接工艺只能依靠工艺控制，其焊接质量只能通过一些成熟的技术方式去判定，并且其判定的方式和设备、人员、环境、企业工艺技术成熟度等等都直接相关，如何保证多颗芯片乃至上百颗芯片稳定可靠的连接工作，是目前制作集成大功率封装厂家一直存在的问题，也是导致非常多的LED应用端厂家对集成大功率产品的可靠性产生严重的质疑，甚至反感的原因所在。
[0003]传统LED集成封装技术多采用串并的方式进行连接，芯片与芯片、芯片与支架采用一定粗细的金属先进行连接，金线是通过打线机进行焊接，这是一个复杂的制作过程，金属线的连接工艺伴随着半导体的发展一直在成长，通过几十年的发展，其工艺成熟度也是不言而喻的，在过去几十年的发展过程中也制定了非常多的工艺及实施方式去规范，但是大部分企业都是通过抽测和拉力的管控等方法进行工艺的管控，并且LED金丝的线数是和良品率是成反比的，金丝线数越多LED质量越难保证。
[0004]传统LED芯片采用的是蓝宝石作为衬底，其出光层位于芯片衬底上，当LED工作时，热量先传递到蓝宝石衬底上，再传递到基板上。蓝宝石是热的不良导体，其导热率相对封装材料都比较低。而且电极通常在LED芯片正出光面上，位置非常有限，其过电流的能力相对比较差。
[0005]如何利用覆晶芯片的优势去制作实际应用所需要的封装产品，特别是多芯片集成大功率LED封装产品，体现出覆晶技术的优势，从而通过改变封装结构及工艺，提高产品的可靠性，降低产品的质量隐患，从而进一步扩大集成大功率封装产品的覆盖面，节约封装成本和应用成本是目前行业一直在努力的方向。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种LED芯片集成模块、一种LED芯片集成模块光源及其固定结构，具有高可靠性、高稳定性，通过改变LED封装结构实现多芯片集成化，通过新的封装技术应用降低封装成本、提高产品可靠性。
[0007]根据本实用新型的第一方面，提供一种LED芯片集成模块，所述LED芯片集成模块包括LED芯片、基板、导电线路、固定材料和密封层，在所述基板的一个表面上形成所述导电线路，在所述LED芯片的非发光面上形成有芯片电极，在所述芯片电极和导电线路之间设置有所述固定材料，所述固定材料为导电材料，在所述LED芯片发光面一侧覆盖有所述密封层。
[0008]优选地，所述密封层充满所述导电线路、固定材料、芯片电极和LED芯片之间的所有间隙，并在所述LED芯片远离所述基板的一侧形成一定的厚度。
[0009]优选地，所述密封层是透明材料或荧光材料。
[0010]优选地，所述密封层为硅胶、透镜胶或荧光粉胶。
[0011]优选地，所述LED芯片集成模块包括多个LED芯片，多个所述LED芯片之间通过所述导电线路实现串联或者并联。
[0012]根据本实用新型的第二方面，提供一种LED芯片集成模块光源，其特征在于，包括LED芯片集成模块、引线焊盘、TVS齐纳管、导线和支架，所述LED芯片集成模块、引线焊盘、TVS齐纳管和导线设置在所述支架上，所述LED芯片集成模块、引线焊盘和TVS齐纳管之间通过所述导线进行电连接；所述LED芯片集成模块包括LED芯片、基板、导电线路、固定材料和密封层，在所述基板的一个表面上形成所述导电线路，在所述LED芯片的非发光面上形成有芯片电极，在所述芯片电极和导电线路之间设置有所述固定材料，所述固定材料为导电材料，在所述LED芯片发光面一侧覆盖有所述密封层，所述密封层是透明材料或荧光材料。
[0013]优选地，所述密封层充满所述导电线路、固定材料、芯片电极和LED芯片之间的所有间隙，并在所述LED芯片远离所述基板的一侧形成一定的厚度。
[0014]优选地，所述LED芯片集成模块位于靠近中间的位置，所述引线焊盘位于所述LED芯片集成模块的两侧。
[0015]优选地，所述VS齐纳管安装于电源正负极之间。
[0016]优选地，所述密封层为硅胶、透镜胶或荧光粉胶。
[0017]优选地，所述导电线路根据不同的串并方式在所述支架的中间区域有规则排列。
[0018]优选地，所述LED芯片集成模块包括多个LED芯片，多个所述LED芯片之间通过所述导电线路实现串联或者并联。
[0019]根据本实用新型的第三方面，提供一种LED芯片集成模块光源的固定结构，包括光源扣件，所述LED芯片集成模块光源置于所述光源扣件内形成组件，所述组件通过螺丝固定在LED散热器上。
[0020]优选地，所述光源扣件为塑料件。
[0021]本实用新型中的LED芯片集成模块光源，采用覆晶技术制作成型，用于集成大功率覆晶芯片的封装结构，在保证传统集成大功率LED封装结构的基础上，提闻广品的可罪性；本实用新型通过基板表面导电线路的串、并实现LED芯片的串并，从而改变了传统LED集成封装产品用金丝焊接的现象，克服了金丝越多，品质越难管控的现象，通过覆晶工艺实现集成封装，其产品的可靠性可以通过X光的扫描实现100%的控制和筛选，并且可以量化其不良率。工艺和质量管控的方式相对简单。
[0022]本实用新型中通过多个芯片的串并，制作成高压LED(高于安全电压以上)，实现高压LED控制和安全，从而简化LED驱动的设计，提高电源的功率因素，降低能耗，并且降低电源的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0024]图1为本实用新型LED芯片集成模块光源整体结构示意图；
[0025]图2为本实用新型LED芯片集成模块剖面示意图；
[0026]图3为本实用新型LED芯片集成模块光源应用状态示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
[0028]如图1所示，本实用新型的LED芯片集成模块光源100包括LED芯片集成模块1、引线焊盘2、TVS齐纳管3、导线4和支架5，所述LED芯片集成模块1、引线焊盘2、TVS齐纳管3和导线设置在所述支架5上；所述支架5采用陶瓷或高导热铝基板制作；所述LED芯片集成模块1、引线焊盘2和TVS齐纳管3之间通过导线4进行电连接。所述引线焊盘2位于所述LED芯片集成模块I的两侧，所述VS齐纳管3安装于电源正负极两端之间，用以静电保护。所述LED芯片集成模块I位于靠近中间的位置，所述LED芯片集成模块I包括多个LED芯片11，多个所述LED芯片11之间电连接，多个所述LED芯片11根据实际应用需要进行串联或者并联，构成本实用新型的LED芯片集成模块I。
[0029]图2为本实用新型中的LED芯片集成模块I的剖面图，如图2所示，LED芯片集成模块I包括LED芯片11、基板12、导电线路13、固定材料14、密封层15。在所述基板12的一个表面上形成所述导电线路13，导电线路13的具体结构根据光源中LED芯片11的排布情况确定。在LED芯片11上形成有芯片电极111，所述芯片电极111形成在所述LED芯片11的非发光面上(图2所示的为下表面)，该表面与所述导电线路13相对放置，在所述芯片电极111和导电线路13之间设置有所述固定材料14，所述固定材料14为导电材料，LED芯片11上的芯片电极111通过导电材料直接固定在基板12上的导电线路13的电极上实现LED芯片11的导电发光。在所述LED芯片11没有设置电极111的一侧覆盖有所述密封层15，该密封层15充满所述导电线路13、固定材料14、芯片电极111和LED芯片11之间的所有间隙，并在所述LED芯片11远离所述基板12的一侧形成一定的厚度。所述密封层15是透明材料或荧光材料，例如硅胶、透镜胶或荧光粉胶。
[0030]应用时，在所述LED芯片集成模块光源100上焊接好导线，放入光源扣件200内，然后使用扣件固定螺丝固定在LED散热器上，优选的，所述光源扣件200的材料为塑料。
[0031]本实用新型中的LED芯片集成模块光源100，采用覆晶技术制作成型，用于集成大功率覆晶芯片的封装结构，在保证传统集成大功率LED封装结构的基础上，提高产品的可靠性。本实用新型采用现有的覆晶工艺芯片，其固晶的方式可采用共晶或锡膏等工艺，相比传统的绝缘胶或导电胶，其导热率有明显的提升，从而在加大电流使用方面有良好的表现，传统工艺I颗IW的LED芯片长时间工作下最大电流只能到700mA，光通量损失大，且电压波动非常厉害，更换为覆晶工艺制作其最大电流可达1000mA，且电压波动相对比较小，光通量损失小。
[0032]本实用新型通过基板12表面导电线路13的串、并实现LED芯片的串并，从而改变了传统LED集成封装产品用金丝焊接的现象，克服了金丝越多，品质越难管控的现象，通过覆晶工艺实现集成封装，其产品的可靠性可以通过X光的扫描实现100%的控制和筛选，并且可以量化其不良率。工艺和质量管控的方式相对简单。
[0033]本实用新型中的LED芯片基板位于发光面的下面，LED的电极位于最底部，其电极面积可以覆盖90%的芯片面积，工艺通常采用共晶或者辅助材料焊接，如锡膏等。相比传统用于固晶的材料导热率得到大大的提高。
[0034]本实用新型中通过多个LED芯片11的串并，制作成高压LED (高于安全电压以上)，实现高压LED控制和安全，从而简化LED驱动的设计，提高电源的功率因素，降低能耗，并且降低电源的成本。
[0035]本实用新型采用陶瓷支架(氧化铝或氮化铝)，陶瓷系列的产品采用高耐热、抗黄变材料作为安装件的设计，从而保证产品的正常安装和装配，提高使用便利性。
[0036]本实用新型中可采用塑料扣件安装方式，扣件可以采用耐高温的PC或类似的材料，首先保证了产品的通用性和互换性，并且本实用新型可以通过调节内部的核心LED光源来调节产品的功率，从而不需要改变产品的安装结构。
[0037]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种LED芯片集成模块，其特征在于，所述LED芯片集成模块包括LED芯片、基板、导电线路、固定材料和密封层，在所述基板的一个表面上形成所述导电线路，在所述LED芯片的非发光面上形成有芯片电极，在所述芯片电极和导电线路之间设置有所述固定材料，所述固定材料为导电材料，在所述LED芯片发光面一侧覆盖有所述密封层。
2.根据权利要求1所述的LED芯片集成模块，其特征在于，所述密封层充满所述导电线路、固定材料、芯片电极和LED芯片之间的所有间隙，并在所述LED芯片远离所述基板的一侧形成一定的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的LED芯片集成模块，其特征在于，所述密封层是透明材料或荧光材料。
4.根据权利要求3所述的LED芯片集成模块，其特征在于，所述密封层为硅胶、透镜胶或荧光粉胶。
5.根据权利要求1或2所述的LED芯片集成模块，其特征在于，所述LED芯片集成模块包括多个LED芯片，多个所述LED芯片之间通过所述导电线路实现串联或者并联。
6.一种LED芯片集成模块光源，其特征在于，包括LED芯片集成模块、引线焊盘、TVS齐纳管、导线和支架，所述LED芯片集成模块、引线焊盘、TVS齐纳管和导线设置在所述支架上，所述LED芯片集成模块、引线焊盘和TVS齐纳管之间通过所述导线进行电连接；所述LED芯片集成模块包括LED芯片、基板、导电线路、固定材料和密封层，在所述基板的一个表面上形成所述导电线路，在所述LED芯片的非发光面上形成有芯片电极，在所述芯片电极和导电线路之间设置有所述固定材料，所述固定材料为导电材料，在所述LED芯片发光面一侧覆盖有所述密封层，所述密封层是透明材料或荧光材料。
7.根据权利要求6所述的LED芯片集成模块光源，其特征在于，所述密封层充满所述导电线路、固定材料、芯片电极和LED芯片之间的所有间隙，并在所述LED芯片远离所述基板的一侧形成一定的厚度。
8.根据权利要求6所述的LED芯片集成模块光源，其特征在于，所述LED芯片集成模块位于靠近中间的位置，所述引线焊盘位于所述LED芯片集成模块的两侧。
9.根据权利要求6所述的LED芯片集成模块光源，其特征在于，所述VS齐纳管安装于电源正负极之间。
10.根据权利要求6-9任一项所述的LED芯片集成模块光源，其特征在于，所述密封层为娃胶、透镜胶或荧光粉胶。
11.根据权利要求6-9任一项所述的LED芯片集成模块光源，其特征在于，所述导电线路根据不同的串并方式在所述支架的中间区域有规则排列。
12.根据权利要求6-9任一项所述的LED芯片集成模块光源，其特征在于，所述LED芯片集成模块包括多个LED芯片，多个所述LED芯片之间通过所述导电线路实现串联或者并联。
13.—种包括权利要求6-9任一项所述的LED芯片集成模块光源的固定结构，其特征在于，包括光源扣件，所述LED芯片集成模块光源置于所述光源扣件内形成组件，所述组件通过螺丝固定在LED散热器上。
14.根据权利要求13所述的固定结构，其特征在于，所述光源扣件为塑料件。
【文档编号】H01L33/62GK204088317SQ201420614070
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】潘绍榫, 吴珊 申请人:杭州友旺科技有限公司