[发明专利]基于COB封装的LED光源及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于COB封装的LED光源及其制造方法。

背景技术

半导体发光二极管（LED）在包括固态照明装置的多个领域被应用。随着照明行业对大功率、高亮度LED需求的持续增加，对LED封装的性能和可靠性也提出了更高的要求。

现行的LED封装方法为：LED芯片预先被集成在一块基板上，如陶瓷、硅橡胶或塑料；然后，一套集成芯片被安装在一个热沉上，所用热沉通常为铜、铝或其他导热材料用以达到散热效果。基于上述LED封装方式的光源，通常会形成多个导热界面和热障，从而提高了热阻，降低了导热性能，也增加了封装成本。

另一种传统方式则为COB封装，该方式将LED芯片直接固定在电路板上用以减少热障，降低封装成本。但是，目前基于COB封装的光源，LED芯片组被固定在一个极小的空间内，且封装的光学结构又多为平面封装结构。当LED光源工作时，由于全反射原理，当芯片发出的光的出光角度大于硅胶和空气界面的临界角时，这部分光线将因全反射而反射回芯片，使得LED芯片对蓝光形成交叉吸收，导致蓝光取光效率的降低和蓝光输出的损失。所以，平面硅胶的COB光源，在发光原理上已经损失了部分蓝光。

而针对COB封装的白光光源，传统生产方式则为在LED芯片表面上涂覆一层含有荧光粉层的硅胶层来产生白光，该工艺对制备LED白光光源便捷、有效，但不足之处在于上述封装方式难以使光源达到大的出光角度，以及出光的均匀性、一致性。此外，基于此封装形式的白光光源其散热性能也有待改进。因为COB白光光源在工作的过程中，光源芯片和荧光粉层紧贴在一起，且二者均会产生较大的热量，这样直接导致热量的聚集，而且所产生的热量也不易传导散失。

具体地，在一个LED光源中，光源的芯片结构、封装硅胶的折射率以及封装光学结构对光源的取光效率影响较大。当发射光由芯片到封装硅胶部分，封装硅胶部分到达空气界面，整个传导过程涉及到光由光密介质过渡到光疏介质。而光的传导在这个过程中遵循全反射原理。在不同的界面，必然有部分蓝光会在界面发生全反射而返回芯片层，进而被芯片所吸收而无法导出，吸收的这部分光又会转化为热能，而热量的堆积则会影响光源的使用寿命。

基于上述原理，现行的封装技术普遍存在取光效率有限的缺点。因为多数的光源在封装过程中，因光源围坝导致封装硅胶呈平面结构，这种设计在原理上已经导致了部分蓝光的损失，这点在高功率COB封装光源上显得尤为明显，原因在于大功率COB光源将许多LED芯片集成在一个较小的空间，而芯片表面的透明硅胶层近似平面结构，这样因全反射作用而反射的蓝光在芯片间形成大量的交叉吸收而损失并转换为热。

针对COB白光光源，现行的封转技术只是通过将荧光粉与硅胶共混然后涂覆在芯片表面，固化封装。基于此种方式的工艺简便，快捷。但是，如前所述，依然存在较低的蓝光取光效率，而较低的蓝光取光效率又会导致白光输出的减少；同时，荧光粉层紧贴LED芯片，光源工作时导致热量堆积而影响光源寿命。

因此，光源在封装过程中，一方面可以提高硅胶的折射率，但通过改变折射率来提高取光效率的作用有限；因此，另一个方案为改变封装硅胶的几何结构，在光源芯片表面直接成型透镜，其不足之处在于，通过在光源芯片表面直接成型透镜，因硅胶量较多，其在热固化过程中会因硅胶自身的应力以及热收缩作用而导致芯片间金线的断裂，影响产品的良品率。

为提高产品的良品率，有必要采取措施以避免封装过程的应力作用导致芯片间金线的断裂，最终提高光源的取光效率，以及光源出光的均匀性和一致性。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种基于COB封装的LED光源，以提高对LED芯片的取光效率，同时避免封装过程中芯片金线的断裂。

本发明另一目的在于提供一种LED光源的制造方法，以在封装过程中避免芯片金线的断裂，同时提高LED芯片的取光效率。

为此，根据本发明的一方面，提供了一种LED光源，包括：COB光源，具有多个LED芯片和封装光源芯片的封装硅胶；和透镜，粘接在封装硅胶的表面上。

进一步地，上述COB光源为蓝色光源，LED光源为蓝色光源或白色光源。

进一步地，上述透镜具有荧光粉层。

进一步地，上述透镜为凸面结构以提高COB光源的取光效率。

进一步地，上述透镜为半球形。

进一步地，上述COB光源为蓝色光源，透镜为的硅胶透镜。

进一步地，上述透镜包括一层或多层硅胶透镜层。

进一步地，上述透镜还包括位于最外层的光转化层。