CN204857720U - Led灯丝光源倒装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于LED封装技术领域，尤其涉及一种LED灯丝光源倒装结构，旨在解决现有白炽灯寿命短与效能低以及现有LED封装结构的整体发光角度范围较小与采用金线烧球焊接引起品质较差与工艺繁琐的技术问题。LED晶片通过焊膏层以倒装形式串联在基板上，具有优良推拉力，倒装的LED晶片发光面表面没有电极与金线焊球，拥有更大发光面，具有更高光效。LED晶片没有金线焊球，相比固晶硅胶更可靠的焊膏，使得倒装LED灯丝相比于传统金线焊球封装LED灯丝可靠，解决由于荧光胶的膨胀所带来的不良影响。由于传统的金线焊接封装工艺，在点胶成型工艺中会出现胶水压塌金线的情况，而倒装封装工艺不需担心此问题，能适应点胶成型工艺，封装工艺得到简化，良品率高。
Description
技术领域
本实用新型属于LED封装技术领域，尤其涉及一种LED灯丝光源倒装结构。
背景技术
传统的白炽灯采用灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的点光源，这类灯丝存在着寿命短与效能低等缺陷，不利于节能减排。
随着LED技术的发展，出现了LED灯丝，代替传统的钨丝等。现有技术中的LED灯丝支架一般采用铜、铝等导电金属材料注塑PPA(聚邻苯二甲酰胺)构成的，由于材料不具透光性，所以整体发光角度范围较小。同时，一般现有LED灯丝常见封装过程主要包括固晶-焊线-封胶三个步骤。焊线环节是对LED晶片上电极进行金线烧球焊接，金线本身与烧球质量将影响整体的品质，而且工艺相对繁琐，成本相对较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种LED灯丝光源倒装结构，旨在解决现有白炽灯寿命短与效能低以及现有LED封装结构的整体发光角度范围较小与采用金线烧球焊接引起品质较差与工艺繁琐的技术问题。
本实用新型是这样实现的，一种LED灯丝光源倒装结构，包括基板，所述基板具有第一侧及背离于所述第一侧的第二侧，所述基板的所述第一侧上具有若干间隔分布的固晶区组，一个所述固晶区组包括一个正极固晶区及一个与所述正极固晶区相间隔的负极固晶区，每一所述正极固晶区与每一所述负极固晶区上均电镀有导电层；所述LED灯丝光源倒装结构还包括涂布于所述导电层上的焊膏层及与所述固晶区组一一对应配合的LED晶片，所述LED晶片具有P型电极与N型电极，所述LED晶片的所述P型电极粘接于对应于该LED晶片的所述固晶区组中的所述正极固晶区上，该LED晶片的所述N型电极粘接于对应于该LED晶片的该固晶区组中的所述负极固晶区上；相邻两个所述固晶区组的其中一个所述固晶区组中的所述负极固晶区与另外一个所述固晶区组的所述正极固晶区之间电连接有金属线路，且所有所述LED晶片形成串联电路；所述LED灯丝光源倒装结构还包括覆盖包裹所有所述LED晶片与所述金属线路的荧光胶。
进一步地，所有所述固晶区组呈列状分布，所有所述固晶区组中的位于其中一端的所述固晶区组中的所述正极固晶区设置有第一电极引脚，所有所述固晶区组中的位于另外一端的所述固晶区组中的所述负极固晶区设置有第二电极引脚。
进一步地，所述固晶区组等间距分布，相邻两个所述固晶区组的间距范围是5mil至40mil。
进一步地，所述金属线路呈矩形片状，所述金属线路的长度范围是1mm至10mm，所述金属线路的宽度范围是0.1mm至1mm，所述金属线路的厚度范围是80μm至500μm。
进一步地，所述基板为玻璃件或蓝宝石件或陶瓷件。
进一步地，所述负极固晶区呈矩形，所述负极固晶区的宽度范围是0.1mm至5mm，所述负极固晶区的长度范围是0.1mm至10mm；所述正极固晶区呈矩形，所述正极固晶区的宽度范围是0.1mm至5mm，所述正极固晶区的长度范围是0.1mm至10mm。
进一步地，所述基板呈矩形片状，所述基板的长度范围是10mm至100mm，所述基板的宽度范围是0.3mm至10mm，所述基板的高度范围是0.1mm至6mm。
进一步地，所述导电层为镀银层，所述导电层的厚度范围是80μm至120μm。
进一步地，所述导电层通过微米级粗化处理形成凹凸部。
进一步地，所述焊膏层通过点涂或者丝网印刷涂布在所述负极固晶区与所述正极固晶区上。
本实用新型相对于现有技术的技术效果是：LED晶片是通过焊膏层以倒装形式串联在基板上，具有更优良的推拉力，由于倒装的LED晶片发光面表面没有电极与金线焊球，拥有更大的发光面，因此具有更高的光效。LED晶片没有金线焊球，以及相比常规固晶硅胶更为可靠的焊膏，这都使得倒装结构的LED灯丝相比于传统的金线焊球封装的LED灯丝更可靠，解决了由于荧光胶的膨胀所带来的不良影响。由于传统的金线焊接封装工艺，在点胶成型工艺中会出现胶水压塌金线的情况，而倒装封装工艺不需担心此问题，能适应点胶成型工艺，封装工艺得到简化，良品率高。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例提供的LED灯丝光源倒装结构的装配示意图。
图2是图1的A处的放大图。
图3是图1的LED灯丝光源倒装结构的左视图。
图4是图2的LED灯丝光源倒装结构的沿线X-X的局部剖视图。
图5是图1的LED灯丝光源倒装结构的装配示意图，其中LED晶片未示。
图6是图5的LED灯丝光源倒装结构的B处的放大图。
图7是本实用新型第二实施例提供的LED灯丝光源倒装结构的装配示意图。
图8是图7的LED灯丝光源倒装结构的C处的放大图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1至图3、图6，本实用新型第一实施例提供的一种LED灯丝光源倒装结构，包括基板10，基板10具有第一侧及背离于第一侧的第二侧，基板10的第一侧上具有若干间隔分布的固晶区组20，一个固晶区组20包括一个正极固晶区21及一个与正极固晶区21相间隔的负极固晶区22，请同时参阅图4，每一正极固晶区21与每一负极固晶区22上均电镀有导电层30；LED灯丝光源倒装结构还包括涂布于导电层30上的焊膏层40及与固晶区组20一一对应配合的LED晶片50，LED晶片50具有P型电极51与N型电极52，LED晶片50的P型电极51粘接于对应于该LED晶片50的固晶区组20中的正极固晶区21上，该LED晶片50的N型电极52粘接于对应于该LED晶片50的该固晶区组20中的负极固晶区22上；请同时参阅图5、图6，相邻两个固晶区组20的其中一个固晶区组20中的负极固晶区22与另外一个固晶区组20的正极固晶区21之间电连接有金属线路60，且所有LED晶片50形成串联电路；LED灯丝光源倒装结构还包括覆盖包裹所有LED晶片50与金属线路60的荧光胶70。
LED晶片50是通过焊膏层40以倒装形式串联在基板10上，具有更优良的推拉力，由于倒装的LED晶片50发光面表面没有电极与金线焊球，拥有更大的发光面，因此具有更高的光效。LED晶片50没有金线焊球，以及相比常规固晶硅胶更为可靠的焊膏，这都使得倒装结构的LED灯丝相比于传统的金线焊球封装的LED灯丝更可靠，解决了由于荧光胶70的膨胀所带来的不良影响。由于传统的金线焊接封装工艺，在点胶成型工艺中会出现胶水压塌金线的情况，而倒装封装工艺不需担心此问题，能适应点胶成型工艺，封装工艺得到简化，良品率高。
具体地，焊膏层40为焊锡膏，熔点为170℃至260℃。焊膏层40可以为Sn-Ag-Cu焊膏层或者Sn-Ag焊膏层。LED晶片50的P型电极51通过焊锡膏与正极固晶区21粘接，N型电极52通过焊锡膏与负极固晶区22粘接。金属线路60构建在基板10表面上，金属线路60采用镀银制作，构成有效的电路连接。当LED晶片50固定在固晶区表面上时，各个LED晶片50通过金属线路60顺次串联。
进一步地，所有固晶区组20呈列状分布，所有固晶区组20中的位于其中一端的固晶区组20中的正极固晶区21设置有第一电极引脚81，所有固晶区组20中的位于另外一端的固晶区组20中的负极固晶区22设置有第二电极引脚82。第一电极引脚81与第二电极引脚82均采用镀银制作。
进一步地，请同时参阅图5、图6，固晶区组20等间距分布，相邻两个固晶区组20的间距范围是5mil至40mil。一个固晶区组20中的正极固晶区21与负极固晶区22的间距范围是5mil至40mil。
进一步地，金属线路60呈矩形片状，金属线路60的长度范围是1mm至10mm，金属线路60的宽度范围是0.1mm至1mm，金属线路60的厚度范围是80μm至500μm。金属线路60设置呈细长的条状结构。可以理解地，金属线路60还可以设置为其他形状。
进一步地，基板10为玻璃件或蓝宝石件或陶瓷件。可以理解地，基板10还可以采用其他耐高温的绝缘材料制作。优选地，基板10为蓝宝石件。蓝宝石基板10具有高透射率和硬度，能更好的增加光源品质。
进一步地，负极固晶区22呈矩形，负极固晶区22的宽度范围是0.1mm至5mm，负极固晶区22的长度范围是0.1mm至10mm；正极固晶区21呈矩形，正极固晶区21的宽度范围是0.1mm至5mm，正极固晶区21的长度范围是0.1mm至10mm。可以理解地，负极固晶区22与正极固晶区21还可以设置为其他形状。
进一步地，基板10呈矩形片状，基板10的长度范围是10mm至100mm，基板10的宽度范围是0.3mm至10mm，基板10的高度范围是0.1mm至6mm。基板10设置呈细长的条状结构，为LED灯丝的主体。可以理解地，基板10还可以设置为其他形状。
进一步地，导电层30为镀银层，导电层30的厚度范围是80μm至120μm。可以理解地，导电层30为其他材料制作的导电层30。
进一步地，请同时参阅图4，导电层30通过微米级粗化处理形成凹凸部31。凹凸部31可以增加焊膏层40与基板10的接触面积，不仅仅提高了焊膏层40与基板10的结合强度，而且增强了对LED晶片50所产生的热能的导散效果。
进一步地，焊膏层40通过点涂或者丝网印刷涂布在负极固晶区22与正极固晶区21上。
LED灯丝光源倒装结构的制作工艺：划分固晶区，每个固晶区按等距规律分布；电镀固晶区，每个固晶区表面电镀形成导电层30；粗化处理固晶区导电层30；涂布固晶锡膏，在经过粗化处理后的固晶区表面合金层涂布固晶锡膏；固晶，LED晶片50倒装压在固晶锡膏上，LED晶片50的电极与固晶锡膏粘合；焊接，完成固晶的LED晶片50与基板10通过回流焊方式进行焊接；封胶，将荧光粉和胶水混合物通过模成型方式或者点胶方式包裹基板10上全部的固晶区；烘烤，胶水与荧光粉混合物经过烘烤固化成型。
荧光胶70为荧光粉与环氧树脂的透明胶体混合物。荧光胶70在烘烤之中由胶体转化为固体，此过程胶水会产生一定的内应力，还有当灯丝点亮时候温度会上升，此时又会带来热胀冷缩的影响。的LED晶片50没有金线焊球，以及相比常规固晶硅胶更为可靠的焊锡膏，这都使得倒装结构的LED灯丝相比于传统的金线焊球封装的LED灯丝更可靠，解决了由于荧光胶70的膨胀所带来的不良影响。
请参考图1至图3，荧光胶70将基板10及LED晶片50整体包裹于内，其横截面外轮廓呈圆形，且直径为0.5mm至15mm。可以理解地，荧光胶70的横截面外轮廓还可以设置呈其他满足光学要求的任意形状。
荧光胶70采用点胶工艺形成，通过常规的点粉机，借助于模具，便可直接在基板10上通过点胶成型形成荧光胶70，具体包括如下步骤：将设置有LED晶片50的基板10的一面朝上放在模具之上；设置好所需的点胶机程序；将混合均匀的荧光胶70注入点胶机的针筒里；执行点胶程序，在基板10上自上而下不间断出胶，完成后进行固化。
采用点胶成型工艺形成荧光胶70，需调制粘稠度大的荧光胶70才能维持塑性，这也防止了荧光胶70内的荧光粉产生沉淀，保证了塑封成品的一致性和集中度。由于传统的金线焊接封装工艺，在点胶成型工艺中会出现胶水压塌金线的情况，而倒装封装工艺恰好不需担心出现此问题，能很好的适应点胶成型工艺。点胶成型工艺相比模造成型工艺，前者所需的机台为传统普遍的点胶机即可，后者所需的机台相对更具专一行。所以在企业投入至灯丝光源生产时，配合LED灯丝光源倒装封装工艺及使用点胶成型工艺能更灵活更有成本优势。
请参考图7、图8，本实用新型第二实施例提供的LED灯丝光源倒装结构，与第一实施例提供的LED灯丝光源倒装结构大致相同，与第一实施例不同的是：基板10的第二侧上也设置有固晶区组、LED晶片50、金属线路及荧光胶70的结构。基板10的两侧表面上均设置LED晶片50，进一步提高光照面积及照射角度。
LED灯丝光源倒装结构的制作工艺：两面镀银，在基板10两侧上形成链状直线排序的若干个固晶区组、金属线路、第一电极引脚、第二电极引脚；单面完成固晶；另一面完成固晶；单面封胶烘烤；另一面封胶烘烤。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：包括基板，所述基板具有第一侧及背离于所述第一侧的第二侧，所述基板的所述第一侧上具有若干间隔分布的固晶区组，一个所述固晶区组包括一个正极固晶区及一个与所述正极固晶区相间隔的负极固晶区，每一所述正极固晶区与每一所述负极固晶区上均电镀有导电层；所述LED灯丝光源倒装结构还包括涂布于所述导电层上的焊膏层及与所述固晶区组一一对应配合的LED晶片，所述LED晶片具有P型电极与N型电极，所述LED晶片的所述P型电极粘接于对应于该LED晶片的所述固晶区组中的所述正极固晶区上，该LED晶片的所述N型电极粘接于对应于该LED晶片的该固晶区组中的所述负极固晶区上；相邻两个所述固晶区组的其中一个所述固晶区组中的所述负极固晶区与另外一个所述固晶区组的所述正极固晶区之间电连接有金属线路，且所有所述LED晶片形成串联电路；所述LED灯丝光源倒装结构还包括覆盖包裹所有所述LED晶片与所述金属线路的荧光胶。
2.如权利要求1所述的LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：所有所述固晶区组呈列状分布，所有所述固晶区组中的位于其中一端的所述固晶区组中的所述正极固晶区设置有第一电极引脚，所有所述固晶区组中的位于另外一端的所述固晶区组中的所述负极固晶区设置有第二电极引脚。
3.如权利要求2所述的LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：所述固晶区组等间距分布，相邻两个所述固晶区组的间距范围是5mil至40mil。
4.如权利要求1至3任一所述的LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：所述金属线路呈矩形片状，所述金属线路的长度范围是1mm至10mm，所述金属线路的宽度范围是0.1mm至1mm，所述金属线路的厚度范围是80μm至500μm。
5.如权利要求1至3任一所述的LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：所述基板为玻璃件或蓝宝石件或陶瓷件。
6.如权利要求1至3任一所述的LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：所述负极固晶区呈矩形，所述负极固晶区的宽度范围是0.1mm至5mm，所述负极固晶区的长度范围是0.1mm至10mm；所述正极固晶区呈矩形，所述正极固晶区的宽度范围是0.1mm至5mm，所述正极固晶区的长度范围是0.1mm至10mm。
7.如权利要求1至3任一所述的LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：所述基板呈矩形片状，所述基板的长度范围是10mm至100mm，所述基板的宽度范围是0.3mm至10mm，所述基板的高度范围是0.1mm至6mm。
8.如权利要求1至3任一所述的LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：所述导电层为镀银层，所述导电层的厚度范围是80μm至120μm。
9.如权利要求1至3任一所述的LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：所述导电层通过微米级粗化处理形成凹凸部。
10.如权利要求1至3任一所述的LED灯丝光源倒装结构，其特征在于：所述焊膏层通过点涂或者丝网印刷涂布在所述负极固晶区与所述正极固晶区上。
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