[实用新型]一种全裸晶封装可调光光电一体LED照明组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED照明驱动电源技术和半导体封装技术领域。

背景技术

LED照明是照明领域的革命性改变，其产品和技术发展目标和趋势是进一步提高性能、保证使用寿命和降低成本，作为半导体照明，光电一体化封装是重要的技术发展方向和途径。

LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但有很大的特殊性。LED封装主要是做到完成输入输出电、保护管芯正常工作、输出可见光的功能，有电参数同时又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将传统分立器件的封装用于LED。LED脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚，是最先研发成功投放市场的封装结构，在2002年，表面贴装封装的LED(SMDLED)逐渐被市场所接受，从引脚式封装转向SMD符合整个电子行业发展大趋势。

最新出现的COB封装可将多颗芯片直接封装在合适基板上并通过基板直接散热，在性能上COB光源模块可以有效地避免分立光源器件组合存在的点光、眩光等弊端，还可以通过加入适当红色芯片组合，在不降低光源效率和寿命的前提下，有效地提高光源的显色性(已做到90以上)。在应用上，COB光源模块可以使照明灯具厂的组装生产更简单和方便。在生产上，现有的工艺技术和设备可以支持高良品率COB光源模块的大规模制造。

目前COB封装技术主要还是用于LED作为单一器件种类的光源封装，因为驱动电源部分比较复杂，涉及多种电子元器件种类，目前驱动电源所涉及各种电子元器件都是单独封装后才能被使用。

LED照明驱动电源主要有四大类型，阻容降压、恒流二极管、线性电源和开关电源。驱动电源是将各种情况下电源供应转换为特定电压电流以驱动LED发光的转换器。一般电源输入有多种情况，对于LED照明而言输出一定为可以随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。

最简单的一类驱动电源是阻容降压电路，但其电流随电压波动大，不耐冲击，会严重影响LED寿命，功率因素低，只能用于一些要求不高的小功率LED照明情况，且效果较差。

基于恒流二极管的驱动电源是第二类型，恒流二极管原先主要用于仪器仪表，后来因其恒流特性被用于一些低功率LED灯的情形。作为LED照明的恒流驱动具有电路结构简单，成本低廉的优点，但有认为目前恒流二极管的动态范围只有30V，低于电网有时可能高达上百伏的正常电压波动区间，实际上无法保持恒流，在大动态高电压情况下自身功耗大，系统效率低，同时温升会导致LED光衰加大，因此并不适合用于通用照明，同时又由于恒流二极管生产工艺的局限带来性能的一致性不好及合适使用的产品比例较低，容易在大规模使用时出现产品质量无法稳定的严重问题。

基于IC芯片的LED照明驱动电源目前为大量使用的主流方案，具有较好的恒流精度和各种功能，主要分为开关电源和线性电源两大类型。

开关电源类型又有隔离型和非隔离型两种，隔离型适用于低电压大电流的恒定电流输出，外围元器件较多，体积较大，主要用于外置电源；非隔离型适用于高电压小电流输出，体积相对较小，效率高，主要用于内置电源。总体而言，开关电源复杂，涉及元器件数量多，包括电解电容，所以目前不适合进行全裸晶一体化封装。

线性IC芯片LED驱动电源方案具有电路相对简单、外围元器件很少、体积小、成本低、易于集成化的优势。目前已经有单独封装的LED和线性电源中各自单独封装的IC芯片和元器件全部装在同一块板上，称为DOB（DriveronBoard），也就是常说的光电引擎，最新的进展是已经使用了COB封装技术的封装LED和各类单独封装元器件所组成的电源在同一个板上，如最近推出的OSRAM产品PrevaLEDCoreACPROlightengines。由于DOB或者光电引擎所使用的驱动电源仍然是各自单独封装的IC芯片和相关元器件，而线性驱动电源方案最大的缺陷是散热问题，散热尤其会高度集中于线性电源IC芯片和MOSFET功率管。传统的IC芯片和元器件封装使用塑料外壳，导热较差，线性驱动电源的散热问题会大大降低整个系统的稳定性和可靠性。如果将驱动电源的IC芯片和各元器件以裸晶形式直接封装在导热性能良好且绝缘的基板上则可以解决这一问题，同时降低相关成本。

以类似COB封装技术对裸晶IC芯片和多种类型和尺寸大小的裸晶元器件一体化封装在一个导热绝缘基板上，是新的尝试，尤其做到大规模自动化生产具有相当的技术和工艺难度，并非做到实验室样品就意味着解决了问题，能做到大规模高良率生产才真正有实质意义。