[发明专利]高功率密度COB封装白光LED模块及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高功率密度COB封装白光LED模块及制备方法，提供一种25W大 功率白光COB模块，光输出高，体积小，采用了高导热导电性的纳米银焊膏与之相配合 烧结LED模块，以大大增强模块的散热性，降低结温，从而提高其发光效率并大大提高 寿命，节能环保。

背景技术

发光二极管(LED)作为一种新型、有较大潜力的固态照明方式，具有绿色、环保、 响应时间短、寿命长、耗电量少、发光效率高、稳定性好等优点。大功率LED固态照明 是继白炽灯发明以来，最重要的照明革命。随着单颗大功率LED的功率密度的不断提高， 以及多芯片集成阵列块方法的使用，使LED的光输出能力逐年增强，同时LED的功率和 正向电流也逐渐增大，解决其散热问题也越来越关键。如果不及时将芯片发出的热量导 出并消散，大量的热量将积聚在LED内部，将造成芯片的温升效应，LED的发光效率将 急剧下降，而且寿命和可靠性也将大打折扣；另外高温高热将使LED封装结构内部产生 机械应力，还可能引发质量问题。因此，为了满足大功率LED的导电与散热需求，我们 需要采用适合的芯片粘接材料以保证其可靠性。如今常用的粘接材料有锡基焊料，导电 银胶和纳米银焊膏等。相比于锡银铜焊料和导电银胶，纳米银焊膏的熔点较高,导热导 电性能较好,无铅环保，可靠性高，可低温烧结，散热性好。与传统大功率发光二极管 (LED)封装技术相比，板上芯片直装式(COB)封装作为一种将裸芯片直接粘贴在印刷 电路板上，然后进行引线键合，再用有机胶将芯片和引线包装保护芯片的直接贴装技术， 通过基板直接散热，不仅能减少支架的制造工艺及其成本，还具有减少热阻的散热优势。

本实验所用芯片已涂敷荧光粉，蓝光LED芯片发出的蓝光透过涂覆在其周围的黄色 荧光粉，荧光粉被一部分蓝光激发后发出黄光，蓝光光谱与黄光光谱互相重叠后形成白 光，能在封装点亮之后发出白光。Al₂O₃陶瓷基板具有高散热、低热阻、寿命长、耐电 压等优点。灌封硅胶SiliconeOT-6550AB透光率高、折射率高、热稳定性好、应力低、 吸湿性，且能保护键合完的金线电路。因此我们采用纳米银低温烧结封装COB大功率 LED模块来实现高功率密度LED的小面积封装。

发明内容

本发明的目的在于使用新的芯片连接材料纳米银焊膏封装多芯片集成大功率LED, 并提供一种高功率密度LED多芯片集成COB封装方法，以这种方法制得的大功率白光二 极管模块，使用低温烧结技术，在230℃下实现芯片连接,散热效果好，保障了25W大功 率COB模块的使用寿命，光电转化率高，寿命高，节能环保。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明的高功率密度COB封装白光LED模块；在陶瓷基板上设置线路层以及用于使 封装胶水固定在基板上的围坝栏，线路层上设置用于封装LED芯片的封装单元矩阵；矩 阵排列着LED芯片；LED芯片通过纳米银焊膏与基板粘贴；芯片上键合的金线与电源的 输入电极和输出电极连接。

本发明的高功率密度COB封装白光LED模块的制备方法，其步骤如下：

(1)将纳米银焊膏用点胶机点在基板上；

(2)用贴片机将LED芯片贴合在点胶处，LED芯片呈矩阵排列形成COB的光源部 分；

(3)把贴片结束的模块放在加热台上进行烧结；

(4)用超声波金丝球焊机将LED芯片串联并将LED芯片与焊盘连接形成电路；

(5)将硅胶真空脱泡后填充到围坝栏内，经过烘烤封装胶水完全固化。

本发明采用单颗大功率密度的LED芯片及多芯片集成的LED封装方法，光输出高， 体积小，散热好，该大功率COB模块搭配使用外壳、基座、精工散热器、高端反光罩、 导热板、支架等配件，提供一种25W大功率COB光源，光电转化率高，寿命高，节能 环保。

COB封装作为一种将裸芯片直接粘贴在印刷电路板上，然后进行引线键合，再用有 机胶将芯片和引线包装保护芯片的直接贴装技术，通过基板直接散热，不仅能减少支架 的制造工艺及其成本，还具有减少热阻的散热优势。

粘结材料纳米银焊膏，无铅环保、导电耐高温、可靠性高、可低温烧结，散热性好， 降低结温，有效解决了高功率密度封装中关键的散热问题，对于提高高功率密度COB 封装LED模块的性能及可靠性起到了关键作用。