一種可陣列拼接的led面光源模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種可陣列拼接的LED面光源模塊，包括：LED面光源模塊及其條形正極焊盤、條形負(fù)極焊盤、陶瓷基板和連接導(dǎo)線，其中，LED面光源模塊的正極焊盤與負(fù)極焊盤分別置于陶瓷基板的兩側(cè)；正極和負(fù)極焊盤上的多個焊點(diǎn)與正負(fù)極連接導(dǎo)線焊接；多塊LED面光源模塊緊密排布組成面陣LED光源模組，可擴(kuò)展LED面光源模塊的發(fā)光面與光源功率；由正極連接導(dǎo)線和負(fù)極連接導(dǎo)線實現(xiàn)相鄰LED面光源模塊同側(cè)的同極性電連接。焊盤的兩側(cè)留有圍壩膠形成的走線凹槽，采用灌封膠對正負(fù)極連接導(dǎo)線和焊點(diǎn)進(jìn)行灌封隱藏，并避免導(dǎo)線與焊點(diǎn)的外露；在熒光硅膠發(fā)光區(qū)的四周采用透明圍壩膠以減少模塊拼縫處的暗區(qū)。
【專利說明】
一種可陣列拼接的LED面光源模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可陣列拼接的LED面光源模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前主流白光LED的發(fā)光原理是基于熒光粉轉(zhuǎn)換，即用芯片藍(lán)光激發(fā)黃光熒光粉，芯片發(fā)出的藍(lán)光大概有2/3被熒光粉吸收發(fā)出黃光，1/3的藍(lán)光透過熒光粉后直接出射，出射的藍(lán)光和黃光混合為白光。有些LED的熒光粉中還包括綠光和紅光熒光粉，以提升顯色性。不管LED的色溫如何，電流都從LED芯片流過，其電流密度和P-N結(jié)溫度決定了光效的高低，以及封裝后白光LED的表面亮度。
[0003]LED的主要封裝方式包括單顆封裝和集成封裝(COB)。單顆封裝在額定功率下使用時，由于電流密度大、結(jié)溫高，光效受限。單顆LED的功率有限，在需要大光通量的場合，必須將很多LED封裝器件(點(diǎn)光源)以點(diǎn)陣的形式做成光源模塊。點(diǎn)陣光源存在成本高、光效一般、亮度高和壽命受限的問題。在道路照明、隧道照明和工廠高天棚照明中，需要的光通量大，如要將數(shù)百個甚至數(shù)千個封裝器件集成在單個LED模塊上，生產(chǎn)工藝很難實現(xiàn)。
[0004]COB是將很多芯片直接固定在基板上，然后統(tǒng)一涂覆熒光膠和硅膠，制作成大塊的光源，簡化了封裝流程，降低了成本。如果COB光源工作在大功率狀態(tài)，其電流密度大，結(jié)溫也高，光效較低，且亮度高。
[0005]如果采用很多小功率芯片做成低功率密度的COB光源，也即LED面光源模塊，既減小了電流密度，又降低了結(jié)溫，這樣光效可以大幅度提高(比工作在額定功率下的單顆封裝器件提高50%以上)。將多塊面光源以陣列的形式組合成面陣LED光源模組，可以提高LED面光源模塊的光效、降低芯片結(jié)溫、延長模塊使用壽命且不增加生產(chǎn)成本。
[0006]要實現(xiàn)面陣LED光源模組，其面光源模塊的陣列拼接同樣會有技術(shù)障礙。首先是發(fā)光面之間的拼接，如所留縫隙過大，縫隙暗區(qū)影響整體發(fā)光效果。其次還需解決拼接模塊供電的串并聯(lián)等技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的是提供一種可陣列拼接的LED面光源模塊，尤其是在需要大功率照明的場合，可根據(jù)用戶需求提供一種高光效、低結(jié)溫、長壽命的LED面光源模塊。
[0008]本實用新型提供的可陣列拼接的LED面光源模塊，包括:LED面光源模塊及其條形正極焊盤、條形負(fù)極焊盤、陶瓷基板和連接導(dǎo)線，其中，條形正極焊盤與條形負(fù)極焊盤分別置于陶瓷基板的兩側(cè);條形正極焊盤上的多個焊點(diǎn)與正極連接導(dǎo)線焊接，條形負(fù)極焊盤上的多個焊點(diǎn)與負(fù)極連接導(dǎo)線焊接。當(dāng)多塊LED面光源模塊緊密排布組成面陣LED光源模組時，利用一根正極連接導(dǎo)線和一根負(fù)極連接導(dǎo)線實現(xiàn)相鄰LED面光源模塊同側(cè)的同極性電連接。
[0009]進(jìn)一步，在條形正極焊盤與條形負(fù)極焊盤的兩側(cè)采用圍壩膠形成走線凹槽，并采用灌封膠對焊接后的正極連接導(dǎo)線、負(fù)極連接導(dǎo)線和多個焊點(diǎn)進(jìn)行灌封隱藏。
[0010]進(jìn)一步，在LED面光源模塊的熒光粉硅膠涂層(發(fā)光區(qū))的四周采用透明圍壩膠封結(jié)，以減少模塊拼縫處的暗區(qū)。
[0011]進(jìn)一步，LED面光源模塊的LED芯片采用錯位交叉的方式排布，以提高LED面光源模塊的發(fā)光均勻度。
[0012]進(jìn)一步，正極連接導(dǎo)線可以是一根導(dǎo)線，也可以由多根導(dǎo)線段組成；負(fù)極連接導(dǎo)線可以是一根導(dǎo)線，也可以由多根導(dǎo)線段組成。
[0013]本實用新型還提供由多塊(兩塊或兩塊以上)上述LED面光源模塊緊密排布組成的面陣LED光源模組，由一根正極連接導(dǎo)線和一根負(fù)極連接導(dǎo)線實現(xiàn)相鄰LED面光源模塊同側(cè)的同極性電連接。
[0014]進(jìn)一步，兩個或以上的面陣LED光源模組可并聯(lián)，相鄰模組的相鄰導(dǎo)線的極性相同；兩個或以上的面陣LED光源模組可串聯(lián)，相鄰模組的相鄰導(dǎo)線的極性相反。
[0015]本實用新型提供的可陣列拼接的LED面光源模塊，通過縱向或橫向無縫拼接，除了能擴(kuò)展LED面光源模塊的發(fā)光面與光源功率，還避免了導(dǎo)線與焊點(diǎn)的外露，確保面陣LED光源模組的整體感和安全性。尤其在道路照明燈具中通過使用陣列式面光源，不僅能擴(kuò)大光源功率、提升整燈的光通輸出；并且擴(kuò)展了發(fā)光面積后，有效降低了光源發(fā)光面單位面積的亮度，從而有效地降低了燈具的眩光，改善了道路照明的視覺效果。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的可陣列拼接的LED面光源模塊的外觀圖和局部內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是本實用新型的可陣列拼接的LED面光源模塊的芯片排布示意圖。
[0018]圖3是本實用新型的可陣列拼接的LED面光源模塊的橫向剖面圖。
[0019]圖4是本實用新型采用四塊LED面光源模塊拼接成一塊大功率面陣LED光源模組的實施例。
[0020]圖5是本實用新型的可陣列拼接的LED面光源模塊的電路圖。
[0021]圖中標(biāo)號:1_電極條形焊盤圍壩膠，2-條形正極焊盤，3-發(fā)光區(qū)域透明圍壩膠，4-熒光粉硅膠涂層，5-倒裝芯片正極端，6-倒裝芯片負(fù)極端，7-陶瓷基板，8-陶瓷基板銀導(dǎo)線，9-條形負(fù)極焊盤，10-倒裝芯片電極與陶瓷基板銀導(dǎo)線錫漿焊點(diǎn)，11-連接導(dǎo)線與陶瓷基板導(dǎo)線焊點(diǎn)，12-導(dǎo)線與焊點(diǎn)灌封膠，13-模塊固定板，14-LED面光源模塊，15-模塊正極連接導(dǎo)線，16-模塊負(fù)極連接導(dǎo)線。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型做進(jìn)一步說明。所描述的實施例僅為本實用新型的部分實施例。基于本實用新型中的實施例而未作出創(chuàng)造性成果的其他所有實施例，都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
[0023]—種可陣列拼接的LED面光源模塊，其外觀結(jié)構(gòu)與部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別如圖1所不。圖2是一種采用每組16顆芯片串聯(lián)、16組并聯(lián)的分布連接示意圖。圖3是本實用新型模塊的橫向剖面圖，在陶瓷基板7上有16顆倒裝芯片，倒裝芯片正極端5通過錫漿焊點(diǎn)10與陶瓷基板7上的銀導(dǎo)線8相接，16顆芯片串聯(lián)成芯片串，芯片串的正極與模塊條形正極焊盤2相連，負(fù)極與模塊條形負(fù)極焊盤9相連。
[0024]在條形正極焊盤2與條形負(fù)極焊盤9的兩邊分別由條形焊盤圍壩膠I與發(fā)光區(qū)域透明圍壩膠3形成可放置正極連接導(dǎo)線15與負(fù)極連接導(dǎo)線16的凹槽，通過LED面光源模塊拼接、導(dǎo)線焊接后可用灌封膠12將導(dǎo)線與焊點(diǎn)密封起來。
[0025]圖4是采用四片本實用新型的可陳列拼接的LED面光源模塊沿長邊縱向拼接后的示意圖。將4塊本實用新型的LED面光源模塊14采用導(dǎo)熱膠固定在具有導(dǎo)熱功能的模塊固定板13上。模塊的左側(cè)均為條形正極焊盤2，右側(cè)均為條形負(fù)極焊盤9，將正極連接導(dǎo)線15分別與4塊模塊條形正極焊盤2通過焊點(diǎn)11焊接，負(fù)極連接導(dǎo)線16分別與4塊模塊條形負(fù)極焊盤通過焊點(diǎn)11焊接。完成正負(fù)極連接導(dǎo)線的連接后，采用灌封膠將導(dǎo)線和焊點(diǎn)封閉。
[0026]根據(jù)面陣LED光源模塊的工作電壓要求，首先要確立模塊的芯片串連數(shù)量。按單顆芯片工作電壓3 V計算，如設(shè)定面陣LED模塊的工作電壓為48 V時需16顆芯片串聯(lián)。并聯(lián)的芯片串的數(shù)量應(yīng)根據(jù)陶瓷基板的寬度及芯片排布的均勻度而定。在一定功率下，并連的芯片串?dāng)?shù)越多，每串芯片流過的電流越小，這樣芯片的使用數(shù)量也越多、光效越高，但產(chǎn)品的成本也高。
[0027]本實施例采用倒裝芯片，倒裝芯片的正極端5和負(fù)極端6通過錫膏加熱后與陶瓷基板銀導(dǎo)線8焊接形成16串16并的LED光源模塊。模塊的條形正極焊盤2與條形負(fù)極焊盤9分別在陶瓷基板7的兩側(cè)。在芯片發(fā)光區(qū)域沿橫向長邊與兩側(cè)電極的內(nèi)側(cè)有一圈采用透明圍壩膠3圍成的熒光硅膠涂層的圍攔，兩側(cè)電極的外側(cè)各有一條電極條形焊盤圍壩膠I。
[0028]四片LED面光源模塊14分別通過縱向拼接的方式固定在模塊固定板13上。條形正極焊盤2和條形負(fù)極焊盤9通過焊點(diǎn)11分別將四片模塊的焊接后，通過模塊正極連接導(dǎo)線15與模塊負(fù)極連接導(dǎo)線16輸出。
[0029]由多片LED面光源模塊14拼接成的光源由于是并聯(lián)，工作電壓相同；但發(fā)光面積增大，可降低單位面積的發(fā)光強(qiáng)度，能有效降低燈具的眩光;并且由于芯片并聯(lián)數(shù)量的增加，使流過芯片的電流減小，從而提高了模塊光效。
【主權(quán)項】
1.一種可陣列拼接的LED面光源模塊，其特征在于，包括:LED面光源模塊及其條形正極焊盤、條形負(fù)極焊盤、陶瓷基板和連接導(dǎo)線，其中，條形正極焊盤與條形負(fù)極焊盤分別置于陶瓷基板的兩側(cè);條形正極焊盤上的多個焊點(diǎn)與正極連接導(dǎo)線焊接，條形負(fù)極焊盤上的多個焊點(diǎn)與負(fù)極連接導(dǎo)線焊接；當(dāng)多塊LED面光源模塊緊密排布組成面陣LED光源模組時，由一根正極連接導(dǎo)線和一根負(fù)極連接導(dǎo)線實現(xiàn)相鄰LED面光源模塊同側(cè)的同極性電連接。2.按照權(quán)利要求1所述的可陣列拼接的LED面光源模塊，其特征在于，在條形正極焊盤與條形負(fù)極焊盤的兩側(cè)采用圍壩膠形成走線凹槽，由灌封膠對焊接后的正極連接導(dǎo)線、負(fù)極連接導(dǎo)線和多個焊點(diǎn)灌封隱藏。3.按照權(quán)利要求1或2所述的可陣列拼接的LED面光源模塊，其特征在于，在LED面光源模塊的熒光硅膠發(fā)光區(qū)的四周采用透明圍壩膠封結(jié)，以減少模塊拼縫處的暗區(qū)。4.按照權(quán)利要求3所述的可陣列拼接的LED面光源模塊，其特征在于，LED面光源模塊的LED芯片采用錯位交叉的方式排布，以提高LED面光源模塊的發(fā)光均勻度。5.按照權(quán)利要求4所述的可陣列拼接的LED面光源模塊，其特征在于，正極連接導(dǎo)線是一根導(dǎo)線，或者由多根導(dǎo)線段組成;負(fù)極連接導(dǎo)線是一根導(dǎo)線，或者由多根導(dǎo)線段組成。6.按照權(quán)利要求5所述的可陣列拼接的LED面光源模塊，其特征在于，當(dāng)其陣列拼接組成面陣LED光源模組時，由一根正極連接導(dǎo)線和一根負(fù)極連接導(dǎo)線實現(xiàn)相鄰LED面光源模塊同側(cè)的同極性電連接。
【文檔編號】F21S2/00GK205678478SQ201620445263
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月17日 公開號201620445263.8, CN 201620445263, CN 205678478 U, CN 205678478U, CN-U-205678478, CN201620445263, CN201620445263.8, CN205678478 U, CN205678478U
【發(fā)明人】張善端, 章開明
【申請人】復(fù)旦大學(xué), 上海新凱元照明科技有限公司