專利名稱：采用cob技術(shù)和陣列化互連的白光led光源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光源模塊，尤其涉及一種采用COB技術(shù)和 陣列化互連的白光LED光源模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的白光LED燈具一般是產(chǎn)生藍(lán)光的LED芯片與熒光 物質(zhì)層緊貼并被封裝在一個(gè)密閉空間內(nèi)以形成白光LED。
這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)為產(chǎn)生藍(lán)光LED芯片與焚光物質(zhì)層形成一個(gè) 整體，因此兩者無(wú)法相互分離，從而導(dǎo)致一些問題，比如由于直接在 藍(lán)光LED芯片上涂焚光粉，因此焚光粉的均勾性難以控制，進(jìn)而導(dǎo) 致最后形成的白光LED成品的光亮度一致性差，并且難以在成品制 造后調(diào)整成品白光LED燈具的色溫；又比如由于熒光粉直接接觸藍(lán) 光LED芯片的管芯，因此藍(lán)光LED芯片發(fā)出的熱量促使焚光粉的工 作溫度偏高，最終加快了熒光粉的老化衰減過程，P爭(zhēng)低了熒光粉的壽 命，最終影響了整個(gè)白光LED燈具的使用壽命。
此外，公開號(hào)為CN101017814A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了 一種隔離 式熒光膜白光LED燈。在這種結(jié)構(gòu)中，預(yù)先用熒光粉等材料制成熒 光膜，再將熒光膜與LED芯片保持適當(dāng)距離設(shè)在LED芯片發(fā)光面的前方，最后將熒光膜與LED芯片封裝在一個(gè)密閉空間內(nèi)從而形成隔 離式熒光膜白光LED燈。公開號(hào)為CN101294662A的發(fā)明專利申請(qǐng) 公開了 一種白光LED照明燈具及其制造方法。在這種結(jié)構(gòu)和方法中， 將冷色LED光源與透光層密封在一個(gè)空間內(nèi)，將涂有熒光物質(zhì)層的 透光載體設(shè)于透光層前方的燈具殼體上以形成白光LED。
與產(chǎn)生藍(lán)光的LED芯片與熒光物質(zhì)層緊貼并^皮封裝在一個(gè)密閉 空間內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)相比，CN101017814A和CN101294662A公開的白 光LED燈具的焚光粉與LED芯片未緊密貼附，進(jìn)而在一定程度上減 少了 二者之間產(chǎn)生熱的相互影響，因此既能激發(fā)焚光物質(zhì)混成白光， 又降低熒光粉工作溫度，在一定程度上延長(zhǎng)了白光LED燈的使用壽 命，提升了白光LED燈的整體性能。
然而，CN101017814A和CN101294662A ^>開的白光LED燈具 的缺點(diǎn)在于 一是對(duì)激發(fā)光的均勻性考慮不夠，給熒光粉的涂抹工藝 帶來不便，也就是難以實(shí)現(xiàn)熒光粉的均勻涂抹，因此所制得的白光的 光亮度一致性較差；二是LED芯片封裝密度難于提高，從而限制了 光源模塊單位面積的亮度和輸出光通量的提高；三是電路連接方式采 用傳統(tǒng)的串并聯(lián)形式，當(dāng)芯片數(shù)量很多時(shí)，光源可靠性和壽命都受到 影響;四是結(jié)構(gòu)和工藝上仍有可以提高的地方，對(duì)產(chǎn)品的后繼使用考 慮不夠。
因而，有必要提供一種改良的白光LED光源模塊，以便克服現(xiàn) 有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種光亮度均勻、亮度高、可靠性好、
結(jié)構(gòu)緊湊、制作工藝簡(jiǎn)單、后繼設(shè)計(jì)使用方便的白光LED光源模塊。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種采用COB技術(shù)和陣列 化互連的白光LED光源模塊，包括具有開口的模塊殼體(1 )、設(shè)置 在模塊殼體(1)內(nèi)部的電路板(2)、設(shè)置在電路板(2)上的LED 芯片陣列(3)、將LED芯片陣列(3)封裝在所述電^41 (2)上的 封裝膠(4)、將所述模塊殼體(1)的開口遮蓋起來的高透光出光板 (5 )、涂設(shè)在所述高透光出光板(5 )上更加靠近所述LED芯片(3 ) 的表面上的熒光物質(zhì)層(6)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于光亮度均勻、亮度高、可靠性好、結(jié)構(gòu) 緊湊、制作工藝簡(jiǎn)單、后繼設(shè)計(jì)使用方便。
下面將結(jié)合附圖，通過優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型。


圖1是本實(shí)用新型白光LED光源模塊的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型白光LED光源模塊的LED芯片采用陣列化互
連的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型白光LED光源模塊的LED芯片采用陣列化互
連的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述。
如圖1-3所示，本實(shí)用新型提供的白光LED光源模塊包括具有 開口的模塊殼體l、設(shè)置在模塊殼體l內(nèi)部的電路板2、設(shè)置在電路 板2上的LED芯片陣列3、將LED芯片陣列3封裝在所述電路板2 上的封裝膠4、將所述模塊殼體1的開口遮蓋起來的高透光出光板5、 涂設(shè)在所述高透光出光板5上更加靠近所述LED芯片3的表面上的 熒光物質(zhì)層6。
具體地如圖1所示，采用COB封裝技術(shù)將陣列化互連的LED芯 片3封裝在電路板2上，并在所有LED芯片3的表面覆蓋一層芯片 陣列封裝膠4，然后把電路板2安置在模塊殼體1內(nèi)部。采用COB 技術(shù)使得單個(gè)發(fā)光器件(也就是LED芯片3)的體積遠(yuǎn)小于未釆用 COB技術(shù)封裝后的體積，因此可以在小尺寸范圍集中大量的發(fā)光器 件，從而導(dǎo)致白光LED模塊具有亮度高、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，有可能 制作出功率、亮度和外觀尺寸與傳統(tǒng)光源近似的光源，方便了半導(dǎo)體 照明光源的推廣使用，同時(shí)節(jié)約了封裝材料，降低了生產(chǎn)成本。
此外在芯片3構(gòu)成的陣列的正前方(也就是所述模塊殼體1的開 口處)安裝高透光出光板5，在高透光出光板5的下表面(靠近芯片 3的表面)先做毛化處理，然后涂上一層厚度優(yōu)化的均勻焚光物質(zhì)層 6。 LED芯片3的排布方式考慮了其光的分布，此激發(fā)光在模塊殼體 1內(nèi)部混合，到達(dá)熒光物質(zhì)層6時(shí)是一片均勻的光，均勻的激發(fā)光經(jīng) 過熒光物質(zhì)層6時(shí)進(jìn)行熒光轉(zhuǎn)換形成光色均勻的白光。采用焚光粉涂 敷技術(shù)，可以對(duì)多個(gè)LED芯片發(fā)出的藍(lán)光或紫光進(jìn)行熒光轉(zhuǎn)換，避免了對(duì)單個(gè)LED芯片進(jìn)行熒光轉(zhuǎn)換得到白光帶來的光色不均勻現(xiàn) 象，同時(shí)簡(jiǎn)化了制作工藝；由于涂敷的熒光粉與芯片沒有直接接觸， 也避免了芯片工作溫度對(duì)熒光粉發(fā)光效率和壽命的影響，提高了白光 的轉(zhuǎn)換效率和使用壽命。
所述電路板2上采用COB (chip on board) 4支術(shù)封裝了藍(lán)光或紫 光LED芯片陣列3，在LED芯片陣列3的表面覆蓋有一層封裝膠4, 其芯片陣列3的電氣連接采用陣列化互連方式；所述高透光出光板5 的下表面涂有一層均勻的焚光物質(zhì)層6。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述白光LED光源模塊中的LED芯片3 的數(shù)量為49個(gè)，并且形成7*7的正方形陣列。LED芯片3釆用Cree 公司的SiC襯底藍(lán)光LED芯片。
此外圖2展示了 LED芯片3所采用的陣列化互連結(jié)構(gòu)。在圖中， 2為電路板，22為銅箔焊盤，3為L(zhǎng)ED芯片，44為金線，55為電源 負(fù)極，66為電源正極。如圖所示，芯片負(fù)極55與電路板2上的銅箔 焊盤22連接，正極66通過金線44與銅箔焊盤22連接。當(dāng)陣列化互 連結(jié)構(gòu)中的某顆芯片比如C25失效斷路時(shí)，與C25芯片串聯(lián)的C22、 C23、 C24、 C26、 C27、 C28都能正常工作，此組串聯(lián)線路上的電流 均分到與C25并聯(lián)的六顆LED芯片上，即C4、 Cll、 C18、 C32、 C39、 C46的電流變?yōu)樵娏鞯?/6倍。在電流降額使用條件下，假定芯片 額定電流為150mA，而所i殳計(jì)的電路工作電流為120mA,當(dāng)芯片C25 斷路，C4、 Cll、 C18、 C32、 C39、 C46的電流增大到140mA，仍然 在芯片的額定電流范圍內(nèi)，因此仍能正常工作。再者，當(dāng)其中一顆芯片失效短路時(shí)，如C25發(fā)生短路，在短路瞬間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金線44本 身能承載的電流加到與芯片C25連接的金線44上，金線44瞬間熔斷， 此處發(fā)生斷路，產(chǎn)生的效果與芯片失效斷路相同。
如上分析可知，LED陣列采用陣列化互連方式和電流降額使用 相結(jié)合，其中任何一只LED或少數(shù)LED發(fā)生故障，都不會(huì)造成周圍 LED不亮，減少了傳統(tǒng)串聯(lián)和并聯(lián)連接方法一個(gè)芯片損壞對(duì)其他芯 片工作狀態(tài)的影響，因此提高了白光LED模塊的可靠性。當(dāng)LED陣 列所連芯片顆數(shù)越多，優(yōu)勢(shì)越明顯。
為了減少光吸收，可以在所述殼體l的內(nèi)表面、電路板2的表面 鍍?cè)O(shè)一層反光率高的物質(zhì)。優(yōu)選地，所述殼體l由導(dǎo)熱材料制成，并 且可對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，比如可以設(shè)計(jì)成各種結(jié)構(gòu)形狀，并在上 面加工各式各樣的孔槽，便于其二次設(shè)計(jì)和固定安裝。
作為改進(jìn)，高透光出光板5可以為如毛玻璃、改變光發(fā)射角度的 透明板等薄片，也可以為表面做有孩遞鏡陣列的透光薄膜。高透光出 光板5和熒光物質(zhì)層有多種結(jié)合方式，比如在高透光出光板5的下表 面對(duì)其做毛化處理或做微透鏡陣列，或粘接一層混光薄膜等能實(shí)現(xiàn)光 最大化"ft射的方法，而在其上表面涂敷一層均勻熒光物質(zhì)。
本實(shí)用新型白光LED光源模塊與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著 優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1、本實(shí)用新型采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED光源模 塊，采用COB封裝技術(shù)，單個(gè)發(fā)光器件的體積遠(yuǎn)小于封裝后的體積， 可以在小尺寸范圍集中大量的發(fā)光器件，具有亮度高、結(jié)構(gòu)緊湊的特
9點(diǎn)，有可能制作出功率、亮度和外觀尺寸與傳統(tǒng)光源近似的光源，方 便了半導(dǎo)體照明光源的推廣使用，同時(shí)節(jié)約了封裝材料，P爭(zhēng)低了生產(chǎn)
成本o
2、 本實(shí)用新型采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED光源模 塊，其LED陣列的電氣連接方式采用陣列化互連。對(duì)于多數(shù)量的LED 陣列，采用陣列化互連和電流降額使用相結(jié)合，能大大提高陣列的可 靠性，即每一個(gè)LED芯片或封裝好的LED器件都是電路連接陣列中 的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中任何一只LED發(fā)生故障，都不會(huì)造成周圍LED不 亮，減少了傳統(tǒng)串聯(lián)和并聯(lián)連接方法一個(gè)芯片損壞對(duì)其他芯片工作狀 態(tài)的影響，提高了白光LED模塊的可靠性。
3、 本實(shí)用新型一種采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED光 源模塊，利用芯片陣列的合理排布或在模塊殼體內(nèi)部做結(jié)構(gòu)或是采用 混光層技術(shù)等方法，使藍(lán)光或紫光激發(fā)光趨于均勻分布， 一方面能實(shí) 現(xiàn)大面積熒光物質(zhì)均勻涂敷，簡(jiǎn)化了工藝；另一方面，光強(qiáng)的趨于均 勻分布，提高了出光的一致性、同時(shí)也大幅度降低了眩光。
4、 本實(shí)用新型一種采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED光 源模塊，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整體造型靈活，通過模塊化技術(shù)，可以將多個(gè) 此白光LED光源模塊按照隨意形狀進(jìn)行組合，也可以將此模塊進(jìn)行 后繼設(shè)計(jì)(如二次光學(xué)設(shè)計(jì)等)，來滿足不同領(lǐng)域的照明要求，給生 產(chǎn)和應(yīng)用提供了更大的設(shè)計(jì)空間。
以上所揭露的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此 來限定本實(shí)用新型4〖又利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍
權(quán)利要求1.一種采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED光源模塊，其特征在于包括具有開口的模塊殼體、設(shè)置在模塊殼體內(nèi)部的電路板、以陣列形式設(shè)置在電路板上的LED芯片陣列、將LED芯片陣列封裝在所述電路板上的芯片封裝膠、將所述模塊殼體的開口遮蓋起來的高透光出光板、涂設(shè)在高透光出光板上更加靠近所述LED芯片的表面上的熒光物質(zhì)層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED 光源模塊，其特征在于所述電路板上具有銅箔焊盤、與所述銅箔焊 盤連接的電源正極和電源負(fù)極，LED芯片陣列電性地連接在所述電 源正才及和電源負(fù)才及之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED 光源模塊，其特征在于采用COB技術(shù)，單個(gè)發(fā)光器件的體積遠(yuǎn)小 于封裝后的體積，可以在小尺寸范圍集中大量的發(fā)光器件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED 光源模塊，其特征在于采用陣列化芯片連接結(jié)構(gòu)，每一個(gè)LED芯 片或封裝好的LED器件都是電路連接陣列中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED 光源模塊，其特征在于所述殼體的內(nèi)表面、所述電路板的表面涂設(shè) 反光率高的物質(zhì)層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED光源模塊，其特征在于所述殼體由導(dǎo)熱材料制成，并且殼體上面加 工有用于散熱和固定安裝的孔槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED 光源模塊，其特征在于所i高透光出光板為毛玻璃板、改變光發(fā)射 角度的透明板、表面加工有微透鏡陣列的透明板等。
專利摘要一種采用COB技術(shù)和陣列化互連的白光LED光源模塊，包括具有開口的模塊殼體(1)、設(shè)置在模塊殼體(1)內(nèi)部的電路板(2)、設(shè)置在電路板(2)上的LED芯片陣列(3)、將LED芯片陣列(3)封裝在所述電路板(2)上的封裝膠(4)、將所述模塊殼體(1)的開口遮蓋起來的高透光出光板(5)、涂設(shè)在所述高透光出光板(5)上更加靠近所述LED芯片(3)的表面上的熒光物質(zhì)層(6)。白光LED光源模塊的光亮度均勻、亮度高、可靠性好、結(jié)構(gòu)緊湊、制作工藝簡(jiǎn)單、后繼設(shè)計(jì)使用方便。
文檔編號(hào)F21V15/02GK201373272SQ200920050678
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者李炳乾, 鄭同場(chǎng) 申請(qǐng)人:深圳市成光興實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司