LED照明大芯片制造技术

本发明专利技术公开了LED照明大芯片，包括一个宽度固定为W的第一透明基板(421)，第一透明基板(421)上设有N+1条平行的接口导线，第一透明基板(421)上设有N颗LED芯片(41)构成LED芯片串联组，每颗LED芯片(41)均位于两条相邻的接口导线之间，两条相邻的接口导线的间距为WJG等于W减接口导线宽再除以N，且每颗LED芯片(41)的正负极均分别连接在两条相邻的接口导线上；且同时并联多个LED串联组，使得第一透明基板(421)上形成可在第一透明基板(421)长度方向上延伸的N列多行的LED芯片阵列，N为3至7之间的整数。

【技术实现步骤摘要】
LED照明大芯片
本专利技术涉及一种LED照明大芯片，属于LED照明

技术介绍
申请号201310140124.5、201310140138.7、201310140150.8、201310140105.2、201310140134.9、201310140106.7、201310140151.2、201310140136.8等中国专利申请公开了多个能在通用和互换的LED灯泡上使用的光机模组技术方案。这些技术为建立以LED灯泡为中心的照明产业架构，使LED灯泡(照明光源)、灯具、照明控制成为独立生产、应用的终端产品的基本理念奠定了基础。但上述专利尚未解决光机模组内置驱动电源的问题。现行的LED驱动电源多为开关电源，体积太大；也有体积稍小的线性电源，但其驱动芯片多以DIP双列直插或SMD贴片封装型式再配合辅助元器件，其体积仍不足以小到能放置到光机模组内部。LED照明从芯片厂提供LED芯片开始到照明灯需要经一系列的诸如贴片、固晶、焊接、封装、分光分色、驱动设计、散热设计、灯具设计等复杂而冗长的生产设计过程，由于存在芯片布置设计、导热设计和电源驱动设计等诸多不确定性，这种以LED芯片为中心的产业架构难以在可更换光源的模式下实现光源(灯泡)标准化，最终导致终端市场上的LED灯多以不可更换光源的整体结构灯为主体，增加了照明产品的产业复杂度和降低了照明产品的产业集中度。进一步创造理念先进、更易标准化的LED灯泡光机模组内置驱动电源和LED照明芯片结构方案对于大规模推广LED照明意义深远。申请号为201310140106.7、201310140105.2、201310140134.9等中国专利申请公开了多个能在外延片制作光机模组的技术方案。把光机模板当作外延片直接生长芯片存在的问题是由于光机模板有7个规格，每个规格上都有多种功率的要求，生产者会面临品种太多批量较小的尴尬问题；其次LED芯片及相关电路所占面积相对于光机模板面积较小，生产成本高居不下；再有是光机模板较衬底更厚，也相对地增加了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种LED照明大芯片。它可以方便地用于不同功率要求的LED光机模组，本专利技术的生产成本低、便于装配，有利于LED照明的标准化、大规模的推广。本专利技术的技术方案：LED照明大芯片，其特点是：包括一个宽度固定为W的第一透明基板，第一透明基板上设有N+1条平行的接口导线，第一透明基板上设有N颗LED芯片构成LED芯片串联组，每颗LED芯片均位于两条相邻的接口导线之间，两条相邻的接口导线的间距为WJG等于W减接口导线宽再除以N(WJG＝(W-接口导线宽)/N)，且每颗LED芯片的正负极均分别连接在两条相邻的接口导线上；且同时并联多个LED串联组，使得第一透明基板上形成可在第一透明基板长度方向上延伸的N列多行的LED芯片阵列，N为3至7之间的整数。上述的LED照明大芯片中，所述LED芯片阵列和接口导线在第一透明基板上的形成方法是：采用透明的衬底做过渡外延层形成的薄型外延片，外延片采用成熟芯片制造技术分层生长电路和LED芯片，然后经切割形成宽度为W的LED照明大芯片，其中生长出的电路包括接口导线和连接LED芯片和接口导线的连接芯片的导线，透明基板作为衬底；所述的芯片二极由于不需要焊接，可采用透明电极，如氧化铟锡(ITO)，以增加芯片的发光面积；所述的芯片成熟制造技术是，采用有机金属化学气相沉积设备分层进行覆硅、上胶、光刻、蚀刻、镀膜、合金和磨片等工艺；或者采用传统技术将LED芯片阵列贴装在印制好银浆电路的第一透明基板上，并通过倒装焊接或金丝正装焊接与第一透明基板上的银浆电路连接，获得LED照明大芯片，银浆刷电路包括接口导线和连接LED芯片和接口导线的连接芯片的导线。使用前述的LED照明大芯片组建的LED光机模组，它是按以下方法组建的：根据功率需要，对LED照明大芯片进行剪裁，剪裁成不同长度的LED照明大芯片具有不同的功率，在光机模板上印刷银浆电路，光机模板上银浆电路也具有接口导线，且数目和间距均与LED照明大芯片的接口导线相同；将LED照明大芯片带芯片的一面贴在光机模板带银浆电路的一面进行对焊，两者的接口导线相互对应焊接；同时将LED驱动电源大芯片带银浆电路的一面贴在光机模板带银浆电路的一面进行对焊；从而将LED照明大芯片与LED驱动电源大芯片接通；最后用透明胶封装LED照明大芯片和驱动电源大芯片周围的缝隙。所述的LED芯片承载电压约为DC3.2V(根据实际情况适当调整)或大于DC10V的高电压。前述的LED光机模组中，所述LED驱动电源大芯片包括第二透明基板，第二透明基板印制有银浆线路，，银浆电路上形成有接口导线，接口导线有接入端和输出端；接入端的宽度与光机模板导线接入端的宽度WG相同或有与接插件相连的焊盘；输出端的接口导线数目和间距与LED照明大芯片的接口导线相同，第二透明基板上先粘贴未经封装的电源驱动晶圆级芯片和整流桥晶圆级芯片，然后将未经封装的电源驱动晶圆级芯片和整流桥晶圆级芯片焊接在第二透明基板上；可将整流桥晶圆级芯片合拼在电源驱动晶圆级芯片中；第二透明基板有接口导线端的宽度与LED照明大芯片的宽度W相同，高度为H2。前述的LED光机模组中，所述LED光机模组上的LED驱动方法为：整流桥晶圆级芯片上的整流桥将市电AC转化为脉动直流电，脉动直流电的电压大于零，小于等于脉动直流电额定最大工作电压VWR，在脉动直流电上设置3～7段LED负载，各段LED负载串联在一起形成LED负载串联段组，多个LED负载串联段组形成所述的LED芯片阵列，在脉动直流电的电压升高时，电源驱动晶圆级芯片控制LED负载串联的段数逐级增加，在脉动直流电的电压下降时，控制LED负载串联的段数逐级减小，LED负载串联的段数为实际连入脉动直流电的LED负载段数。市电AC经过整流桥后变成脉动直流电，例：AC220V，50Hz交流电经整流桥整流后，电压为半个周期(180度)的波形曲线，周期在0度时脉动直流电压为零，在90度时脉动直流电压达到最大值VWR为最高DC311V，180度时，电压又降为零，周而复始。前述的LED光机模组中，所述LED负载串联的段数通过开关进行控制，开关的控制节点为电压的分段界限，所述电压的分段数量与LED负载串联的段数相对应；所述LED负载串联的段数的控制方法是，将每段LED负载的负极方向分别通过开关连接脉动直流电的负极，然后根据脉动直流电的电压变化对各个开关的通断进行控制，使用将某几段开关断路的方式实现LED负载串联的段数的改变。LED负载可分为3～7段，分段少，电路简单，但电流变化较大，容易在电网产生低次谐波；分段多，则电路结构复杂。一般取4～6段为佳。前述的LED光机模组中，设定脉动直流电的脉动直流工作电压VW大于VWmax的时段，控制所有开关断开，停止向所有LED负载供电，实现对LED的过电压及浪涌保护；通过调整脉动直流电的最大允许脉动直流电压VWmax的大小，从而实现对LED的发光亮度调整。前述的LED光机模组中，通过设置电流传感器测得电路中有效工作电流IW，当IW超过设计值KIWR时，关闭所有开关以实现电流保护，开关的开启需在下次重新加载电压后恢复，其中K为调整系数，IWR为额定有效工作电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
LED照明大芯片，其特征在于：包括一个宽度固定为W的第一透明基板(421)，第一透明基板(421)上设有N+1条平行的接口导线，第一透明基板(421)上设有N颗LED芯片(41)构成LED芯片串联组，每颗LED芯片(41)均位于两条相邻的接口导线之间，两条相邻的接口导线的间距为WJG等于W减接口导线宽再除以N，且每颗LED芯片(41)的正负极均分别连接在两条相邻的接口导线上；且同时并联多个LED串联组，使得第一透明基板(421)上形成可在第一透明基板(421)长度方向上延伸的N列多行的LED芯片阵列，N为3至7之间的整数。

【技术特征摘要】
1.使用LED照明大芯片组建的LED光机模组，其特征在于,它是按以下方法组建的：根据功率需要，对LED照明大芯片(420)进行剪裁，剪裁成不同长度的LED照明大芯片(420)具有不同的功率，在光机模板(43)上印刷银浆电路(414)，光机模板(43)上银浆电路(414)也具有接口导线，且数目和间距均与LED照明大芯片(420)的接口导线相同；将LED照明大芯片(420)带芯片的一面贴在光机模板(43)带银浆电路(414)的一面进行对焊，两者的接口导线相互对应焊接；同时将LED驱动电源大芯片(410)带银浆电路(414)的一面贴在光机模板(43)带银浆电路(414)的一面进行对焊；从而将LED照明大芯片(420)与LED驱动电源大芯片(410)接通；最后用透明胶封装LED照明大芯片和驱动电源大芯片周围的缝隙；所述的LED芯片承载电压为DC3.2V或大于DC10V的高电压；其中，LED照明大芯片(420)包括一个宽度固定为W的第一透明基板(421)，第一透明基板(421)上设有N+1条平行的接口导线，第一透明基板(421)上设有多颗LED芯片(41)构成LED芯片串联组，每颗LED芯片(41)均位于两条相邻的接口导线之间，两条相邻的接口导线的间距为WJG等于W减接口导线宽再除以N，且每颗LED芯片(41)的正负极均分别连接在两条相邻的接口导线上；且同时并联多个LED串联组，使得第一透明基板(421)上形成可在第一透明基板(421)长度方向上延伸的N列多行的LED芯片阵列，N为3至7之间的整数。2.根据权利要求1所述的LED光机模组，其特征在于：所述LED芯片阵列和接口导线在第一透明基板(421)上的形成方法是：采用透明的衬底做过渡外延层形成的薄型外延片，外延片采用成熟芯片制造技术分层生长电路和LED芯片，然后经切割形成宽度为W的LED照明大芯片，其中生长出的电路包括接口导线及用于连接LED芯片和接口导线的导线，透明基板作为衬底；所述的芯片二极由于不需要焊接，采用透明电极，以增加芯片的发光面积；所述的成熟芯片制造技术是，采用有机金属化学气相沉积设备分层进行覆硅、上胶、光刻、蚀刻、镀膜、合金和磨片工艺；或者采用传统技术将LED芯片阵列贴装在印制好银浆电路(414)的第一透明基板(421)上，并通过倒装焊接或金丝正装焊接与第一透明基板(421)上的银浆电路(414)连接，获得LED照明大芯片，银浆电路(414)包括接口导线和连接LED芯片和接口导线的导线。3.根据权利要求1所述的LED光机模组，其特征在于：所述LED驱动电源大芯片(410)包括第二透明基板(413)，第二透明基板(413)印制有银浆电路(414)，银浆电路(414)上形成有接口导线，接口导线有接入端和输出端；接入端的宽度与光机模板(43)导线接入端的宽度WG相同或有与接插件相连的焊盘；输出端的接口导线数目和间距与LED照明大芯片(420)的接口导线相同，第二透明基板(413)上先粘贴未经封装的电源驱动晶圆级芯片(411)和整流桥晶圆级芯片(412)，然后将未经封装的电源驱动晶圆级芯片(411)和整流桥晶圆级芯片(412)焊接在第二透明基板(413)上；可将整流桥晶圆级芯片(412)合拼在电源驱动晶圆级芯片(411)中；第二透明基板(413)有接口导线端的宽度与LED照明大芯片的宽度W相同，高度为H2。4.根据权利要求3所述的LED光机模组，其特征在于，所述LED光机模组上的LED驱动方法为：整流桥晶圆级芯片(412)上的整流桥将市电AC转化为脉动直流电，脉动直流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继强，张哲源，朱晓冬，
申请(专利权)人：贵州光浦森光电有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52