一種芯片級(jí)led光源模組及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種芯片級(jí)LED光源模組及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]白光LED芯片是采用Chip Scale Package (以下簡(jiǎn)稱為“CSP”)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可以直接發(fā)白光的LED芯片，該類芯片具有體積小、發(fā)光角度大、可耐大電流驅(qū)動(dòng)、制造成本低、方便下游客戶燈具設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]當(dāng)前LED白光芯片的普遍結(jié)構(gòu)特征包括:倒裝芯片結(jié)構(gòu)，電極設(shè)置在底部，正上表面和4個(gè)側(cè)面均包覆熒光粉。正上表面和四個(gè)側(cè)面的熒光粉層普遍采用Molding和壓合半固化的熒光片工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的，正上表面和四個(gè)側(cè)面的熒光粉層是相同材料一體成型的結(jié)構(gòu)。
[0004]但是，該結(jié)構(gòu)的LED白光芯片存在以下缺陷:一、在受到外界的機(jī)械作用下容易遭受到破壞；二、不利熱量傳導(dǎo)。
[0005]專利號(hào)為US 8273587B2公開(kāi)了一種在芯片與基板間底部填充物，加固芯片與基板的結(jié)合力。公開(kāi)號(hào)為US 20140138725 Al公開(kāi)了一種倒裝芯片貼在熒光薄膜上，并在芯片間填入反光膠制作芯片級(jí)光源的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種芯片級(jí)LED光源模組及其制作方法，該芯片級(jí)LED光源模組具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，從而避免了在應(yīng)用過(guò)程中外部膠體易遭受破壞的情況的發(fā)生，并且導(dǎo)熱性能好、光效高。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種芯片級(jí)LED光源模組，包括一 PCB電路板、至少一個(gè)芯片級(jí)LED光源、圍堰和一次光學(xué)元件；所述芯片級(jí)LED光源設(shè)置在所述PCB電路板上，與所述PCB電路板電性連接；所述圍堰設(shè)置在所述PCB電路板上，與所述芯片級(jí)LED光源的側(cè)壁連接，用以圍住所述芯片級(jí)LED光源的側(cè)壁；所述一次光學(xué)元件設(shè)置在所述圍堰上。
[0009]作為一種具體的實(shí)施例，所述圍堰由反光材料制成。
[0010]進(jìn)一步地，所述反光材料為反射率大于95%的有機(jī)硅。
[0011]進(jìn)一步地，所述圍堰采用模具注射、壓合、或模具注射和壓合組合的成型工藝制作成型。
[0012]作為一種具體的實(shí)施例，所述芯片級(jí)LED光源包括有倒裝型LED芯片、設(shè)置在所述倒裝型LED芯片上的光轉(zhuǎn)換層。
[0013]其中，所述倒裝型LED芯片包括外延襯底層、生長(zhǎng)于所述外延襯底層上表面的N型氮化鎵層、生長(zhǎng)于N型氮化鎵層部分上表面的發(fā)光層、及生長(zhǎng)于N型氮化鎵層部分上表面的N型歐姆接觸層，還包括生長(zhǎng)于發(fā)光層上表面的P型氮化鎵層、生長(zhǎng)于P型氮化鎵層部分上表面的P型歐姆接觸層，在P型氮化鎵層、P型歐姆接觸層、N型氮化鎵層和N型歐姆接觸層上表面設(shè)置有絕緣層，在對(duì)應(yīng)于P型歐姆接觸層上表面的絕緣層上開(kāi)設(shè)有第一通孔，在對(duì)應(yīng)于N型歐姆接觸層上表面的絕緣層上開(kāi)設(shè)有第二通孔，在絕緣層上表面設(shè)有互相分離的P電極鍵合層和N電極鍵合層，所述P電極鍵合層貫穿第一通孔與P型歐姆接觸層電連接，所述N電極鍵合層貫穿第二通孔與N型歐姆接觸層電連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述光轉(zhuǎn)換層設(shè)置在所述外延襯底層的上方；所述圍堰呈柱狀或類反光杯狀。
[0015]或所述光轉(zhuǎn)換層設(shè)置在所述外延襯底層的上方和倒裝LED芯片的側(cè)壁；所述圍堰包括有側(cè)圍部、與所述側(cè)圍部連接的延伸部；所述延伸部設(shè)置在所述芯片級(jí)LED光源與所述PCB電路板的底部連接處；所述側(cè)圍部與所述芯片級(jí)LED光源的側(cè)壁連接；所述側(cè)圍部呈柱狀或類反光杯狀。
[0016]作為一種具體的實(shí)施例，所述一次光學(xué)元件由透明膠材制成，所述透明膠材包括有機(jī)硅、環(huán)氧、丙烯酸、聚氨酯中的一種或多種組合；所述一次光學(xué)元件通過(guò)點(diǎn)膠的方式自動(dòng)成型；或通過(guò)模具注射的方式，或模具壓合的方式，或模具注射和模具壓合的組合方式成型。
[0017]作為一種具體的實(shí)施例，所述一次光學(xué)元件的形狀為半球形、方形、橢圓形、菲涅爾形、蜂窩形、花生形、圓錐形、正六邊形、柿餅形中的一種。
[0018]本發(fā)明第二方面提供一種上文所述芯片級(jí)LED光源模組的制作方法，包括如下步驟:
[0019](I)、采用回流焊和/或熱壓超聲焊的焊接方法，將預(yù)制的芯片級(jí)LED光源焊接在PCB電路板上；
[0020](2)、在芯片級(jí)LED光源的側(cè)壁注入反光材料，并采用模具注射、壓合、或模具注射和壓合組合的方法，使所述反光材料在所述芯片級(jí)LED光源的側(cè)壁成型，形成一用以圍住所述芯片級(jí)LED光源的側(cè)壁的圍堰；
[0021]或在芯片級(jí)LED光源的側(cè)壁、以及芯片級(jí)LED光源與所述PCB電路板的底部連接處均注入反光材料，并采用模具注射、壓合、或模具注射和壓合組合的方法，使所述反光材料在芯片級(jí)LED光源的側(cè)壁成型、以及芯片級(jí)LED光源與所述PCB電路板的底部連接處成型，形成一用以圍住所述芯片級(jí)LED光源的側(cè)壁和填充所述底部連接處空隙的圍堰；
[0022](3)、在圍堰上注入透明膠材，并采用點(diǎn)膠、模具注射、模具壓合、或模具注射和模具壓合組合的方法，使所述透明膠材在所述圍堰上成型，形成一次光學(xué)元件。
[0023]進(jìn)一步地，所述芯片級(jí)LED光源與所述PCB電路板焊接的焊料的材質(zhì)為Au_Sn、Sn-Ag-CuN Sn-AgN Sn_Cu、Sn-Ag-B1、Sn-Ag-B1-1n、Sn_Zn、Sn-Zn-Bi 中的一種或多種。
[0024]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
[0025]本發(fā)明的芯片級(jí)LED光源模組及其制作方法，通過(guò)將芯片級(jí)光源與PCB板結(jié)合后，進(jìn)一步的在結(jié)合處添加發(fā)光材料，并成型形成圍堰，不僅能夠提升白光LED芯片的發(fā)光效率、導(dǎo)熱性能，而且使得芯片級(jí)LED光源模組具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，能夠很好的解決芯片級(jí)白光LED因受到外部的機(jī)械沖擊發(fā)生破壞的問(wèn)題。
[0026]進(jìn)一步地，可以在圍堰中成型光學(xué)透鏡，實(shí)現(xiàn)一次光學(xué)元件，實(shí)現(xiàn)配光。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是倒裝型LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是芯片級(jí)LED光源的第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是將圖2中的芯片級(jí)LED光源焊接在PCB電路板上后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是在圖3的基礎(chǔ)上成型圍堰后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5是在圖4的基礎(chǔ)上成型一次光學(xué)元件后的結(jié)構(gòu)示意圖，也即芯片級(jí)LED光源模組的第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6是芯片級(jí)LED光源模組的第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖7是芯片級(jí)LED光源模組的第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖8是芯片級(jí)LED光源的第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖9是芯片級(jí)LED光源模組的第四種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]如圖5所示，為本實(shí)施例提供一種芯片級(jí)LED光源模組1，包括一 PCB電路板10、至少一個(gè)芯片級(jí)LED光源20、圍堰30和一次光學(xué)元件40 ;所述芯片級(jí)LED光源20設(shè)置在所述PCB電路板10上，與所述PCB電路板10電性連接；所述圍堰30設(shè)置在所述PCB電路板10上，與所述芯片級(jí)LED光源20的側(cè)壁連接，用以圍住所述芯片級(jí)LED光源20的側(cè)壁；所述一次光學(xué)元件40設(shè)置在所述圍堰30上。
[0039]其中，所述PCB電路板10包括鋁基印刷電路、陶瓷基電路板、高分子柔性電路板等中的一種或復(fù)合型電路板。
[0040]如圖2所示，為本實(shí)施例芯片級(jí)LED光源20的結(jié)構(gòu)示意圖。所述芯片級(jí)LED光源20包括有倒裝型LED芯片21、設(shè)置在所述倒裝型LED芯片21上的光轉(zhuǎn)換層22。
[0041]其中，如圖1所示(下文中所稱的“上表面”均以圖1所示為準(zhǔn))，所述倒裝型LED芯片21包括外延襯底層201、生長(zhǎng)于所述外延襯底層201上表面的N型氮化鎵層202、生長(zhǎng)于N型氮化鎵層202部分上表面的發(fā)光層203、及生長(zhǎng)于N型氮化鎵層202部分上表面的N型歐姆接觸層207，還包括生長(zhǎng)于發(fā)光層203上表面的P型氮化鎵層204、生長(zhǎng)于P型氮化鎵層204部分上表面的P型歐姆接觸層205，在P型氮化鎵層204、P型歐姆接觸層205、N型氮化鎵層202和N型歐姆接觸層207上表面設(shè)置有絕緣層206，在對(duì)應(yīng)于P型歐姆接觸層205上表面的絕緣層206上開(kāi)設(shè)有第一通孔210，在對(duì)應(yīng)于N型歐姆接觸層207上表面的絕緣層206上開(kāi)設(shè)有第二通孔211，在絕緣層206上表面設(shè)有互相分離的P電極鍵合層208和N電極鍵合層209，所述P電極鍵合層408貫穿第一通孔210與P型歐姆接觸層205電連接，所述N電極鍵合層209貫穿第二通孔211與N型歐姆接觸層207電連接。
[0042]所述光轉(zhuǎn)換層22設(shè)置在所述倒裝LED芯片21的上方和側(cè)壁，具體地，所述光轉(zhuǎn)換層22設(shè)置在所述外延襯底層201的上方和倒裝LED芯片21的側(cè)壁(所稱的“上方”均以圖2所示為準(zhǔn))。
[0043]如圖4所示，所述圍堰30包括有側(cè)圍部301、與所述側(cè)圍部301連接的延伸部302 ；所述延伸部302設(shè)置在所述芯片級(jí)LED光源20與所述PCB電路板10的底部連接處，其位置如圖3所示，在倒