一种采用COB封装的大功率LED结构制造技术

一种采用COB封装的大功率LED结构，属于光电子器件技术领域。包括散热器，以及位于散热器之上的LED芯片结构和封装层，所述散热器为电绝缘散热器。本发明专利技术提供的大功率LED结构与现有LED结构相比，去掉了绝缘层、金属基板、导热硅胶层，缩短了传热路径，改善了散热性能，降低了芯片结温；本发明专利技术封装层表面为高低起伏的凸起或/和凹陷，有效提高了芯片的出光效率；本发明专利技术散热器表面开设凹槽，进一步缩短了散热路径，提高了散热性能；本发明专利技术大功率LED结构制作成本低，结构简单，有利于实现大规模批量化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电子器件
，具体涉及一种采用COB封装的大功率LED结构。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有体积小、寿命长、功耗低、稳定性好等优点，已广泛应用于照明、背光显示、汽车车灯等日常生活中。目前应用最广泛的是大功率LED，但随着芯片功率的增加，大功率LED的散热问题越来越严重。集聚在LED芯片上的热量不仅影响其电子性能，也会影响其亮度和颜色。随着温度的升高，光谱会发生红移，发光效率下降；且温度过高会使荧光粉的效率和寿命降低，造成LED芯片的发光性能差、寿命低甚至器件的永久损坏。COB封装是指大尺寸封装支架上固定多颗LED芯片，通过打线相互串并联，涂布混合荧光粉硅胶，并固化硅胶的封装形式，结构如图1所示。COB封装中是将多颗LED芯片固定于金属基板上，通过多颗LED芯片在基板上的合理布局可有效避免金属基板局部热量的聚集，在一定程度上缓解了散热不良的问题，同时多颗LED芯片又会使光亮更加均匀。COB封装中的散热途径为芯片到固晶胶，再到绝缘层，然后通过导热硅胶传递到散热器件；但是绝缘层的热导率很低，会影响传热效果，且COB封装中表面涂覆的硅胶虽然会提高取光效率，但还是有光线会因为全反射被限制在芯片内部，或者经过多次全反射从芯片侧面出射，甚至被吸收消耗掉，降低了芯片的出光效率。
技术实现思路
本专利技术针对
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存在的缺陷，提出了一种采用COB封装的大功率LED结构，有效解决了传统COB封装结构中绝缘层的低热导率导致传热差的问题。本专利技术大功率LED结构散热良好，芯片结温低，出光率高。本专利技术的技术方案如下：一种采用COB封装的大功率LED结构，其特征在于，包括散热器2，以及位于散热器之上的LED芯片结构3和封装层1，所述散热器2为电绝缘散热器。进一步地，所述封装层1表面为高低起伏的凸起或/和凹陷，所述凸起或凹陷为规则或/和不规则的图形。进一步地，所述封装层1表面为规则的三角形凸起结构。进一步地，所述封装层1为低折射率的有机高分子材料和荧光粉的混合物，所述低折射率的有机高分子材料为环氧树脂或硅胶等。进一步地，所述散热器2为电绝缘散热器，包括陶瓷散热器、氮化铝散热器等。进一步地，所述散热器2表面开设凹槽，所述LED芯片结构3设置于凹槽内，可有效缩短散热路径。进一步地，所述散热器2表面通过机械切割等方法开设凹槽，开设的凹槽的深度为0.05～0.2mm。进一步地，所述LED芯片结构3包括多个串联或者串并联的LED芯片，多个LED芯片之间通过金线或铝线实现串并联连接。一种采用COB封装的大功率LED结构的制作方法，包括以下步骤：步骤1：在电绝缘散热器表面通过固晶胶固定多个LED芯片，形成LED芯片结构3；步骤2：制备硅基粗化模板；步骤3：在步骤1得到的带LED芯片结构3的电绝缘散热器表面涂覆有机高分子材料和荧光粉的混合物，作为封装层，将步骤2得到的硅基粗化模板倒压在封装层上，固化，取下粗化模板，即可得到本专利技术所述COB封装的大功率LED结构。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的大功率LED结构与现有LED结构相比，去掉了绝缘层、金属基板、导热硅胶层，缩短了传热路径，改善了散热性能，降低了芯片结温；本专利技术大功率LED结构的封装层表面为高低起伏的凸起或/和凹陷，有效提高了芯片的出光效率；本专利技术大功率LED结构中的散热器2表面开设凹槽，进一步缩短了散热路径，提高了散热性能；本专利技术大功率LED结构制作成本低，结构简单，有利于实现大规模批量化生产。附图说明图1为
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中的采用COB封装的大功率LED结构的示意图；其中，1
为封装层，2为散热器，3为LED芯片结构，4为金线，6为铜箔，7为固晶胶，8为围坝胶，9为绝缘层，10为金属基板，11为导热硅胶；图2为
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中的采用COB封装的大功率LED结构的热仿真图；图3为
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中的采用COB封装的大功率LED结构的光仿真图；图4为本专利技术采用COB封装的大功率LED结构的结构示意图；其中，1为封装层，2为散热器，3为LED芯片结构，4为金线，5为表面规则的三角形凸起结构，6为铜箔，7为固晶胶，8为围坝胶；图5为本专利技术采用COB封装的大功率LED结构中LED芯片的一种串联结构；图6为本专利技术采用COB封装的大功率LED结构中LED芯片的一种串并联结构；图7为本专利技术实施例采用COB封装的大功率LED结构的工艺制备流程图；图8为本专利技术实施例采用COB封装的大功率LED结构的热仿真图；图9为本专利技术实施例采用COB封装的大功率LED结构的光仿真图；图10为本专利技术实施例采用COB封装的大功率LED结构中LED芯片的串并联方式及尺寸参数。具体实施方式下面结合附图和实施例，详述本专利技术的技术方案。如图1所示，为
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中提到的现有的采用COB封装的大功率LED结构的示意图，包括散热器2以及依次位于散热器2之上的导热硅胶11、金属基板10、绝缘层9、LED芯片结构3和封装层1，所述散热器2为金属散热器，所述LED芯片结构3通过固晶胶7固定于绝缘层9之上，所述散热器两端连接铜箔6作为电极引出，散热器2和LED芯片结构3表面覆盖封装层1，用于封装器件，所述封装层1的上表面为平整结构，所述围坝胶8包围封装层，防止封装层材料的溢出。进一步地，所述LED芯片结构3包括多个串联或者串并联的LED芯片，通过全自动COB固晶机实现多个芯片的绑定，然后采用金线4实现多个LED芯片的串并联。图2为
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中的采用COB封装的大功率LED结构的热仿真图；仿真条
件为：室温25℃，芯片总热功率为0.8W。由图2可知，
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的大功率LED结构的芯片结温为98.7℃。图3为
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中的采用COB封装的大功率LED结构的光仿真图；仿真条件为：每个芯片发射光通量为0.05lm，每个芯片光线条数为10000。由图3可知，
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中采用COB封装的大功率LED结构的出光率为0.31404。如图4所示，为本专利技术采用COB封装的大功率LED结构的结构示意图；包括散热器2，以及位于散热器之上的LED芯片结构3和封装层1，所述散热器2为电绝缘散热器，所述LED芯片结构3通过固晶胶7固定于散热器2之上，所述散热器2两端连接铜箔6作为电极引出，散热器2和LED芯片结构3表面覆盖封装层1，用于封装器件，所述围坝胶8包围封装层，防止封装层材料的溢出。本专利技术将LED芯片结构3直接设置于散热器2之上，去掉了绝缘层、金属基板、导热硅胶，缩短了传热路径，具有更好的散热性能。进一步地，所述封装层1表面为规则的三角形凸起结构5，有效提高了芯片的出光效率。进一步地，所述散热器2表面通过机械切割等方法开设深度为0.05～0.2mm的凹槽，所述LED芯片结构3设置于凹槽内，可有效缩短散热路径。进一步地，所述封装层1为低折射率的有机高分子材料和荧光粉的混合物，使用前采用真空脱泡机去除有机高分子材料和荧光粉混合过程中形成的亚微米残留气泡。进一步地，所述LED芯片结构3包括多个串联或者串并联的LED芯片(如图5、6所示)，通过全自动COB固晶机实现多个芯片的绑定；多个LED芯片通过固晶胶固定于散热器之上，然后采用金线或铝线实现多个LED芯片的串并联。进一步地，所述固晶胶7为导电银浆或导电锡浆，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用COB封装的大功率LED结构，其特征在于，包括散热器(2)，以及位于散热器之上的LED芯片结构(3)和封装层(1)，所述散热器(2)为电绝缘散热器。

【技术特征摘要】
1.一种采用COB封装的大功率LED结构，其特征在于，包括散热器(2)，以及位于散热器之上的LED芯片结构(3)和封装层(1)，所述散热器(2)为电绝缘散热器。2.根据权利要求1所述的COB封装的大功率LED结构，其特征在于，所述封装层表面为高低起伏的凸起或/和凹陷。3.根据权利要求2所述的COB封装的大功率LED结构，其特征在于，所述凸起或凹陷为规则或/和不规则的图形。4.根据权利要求1所述的COB封装的大功率LED结构，其特征在于，所述封装层表面为规则的三角形凸起结构。5.根据权利要求1所述的COB封装的大功率LED结构，其特征在于，所述封装层为低折射率的有机高分子材料和荧光粉的混合物，所述低折射率的有机高分子材料为环氧树脂或硅胶。6.根据权利要求1所述的COB封装的大功率LED结构，其特征在于，所述电绝缘散热器为陶瓷散热器或氮化铝散热器。7.根据权利要求1所述的COB封装...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，刘志强，张小六，张先伟，赵建明，邹泽亚，周杨昆，
申请(专利权)人：电子科技大学，成都希格玛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51