CN114256215A - 一种照明器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种照明器件及其制备方法，涉及LED技术领域。该照明器件包括：铝基板，分为镜面区和粘合区，镜面区的铝基板包括第一铝层和镀于第一铝层表面的银层，粘合区的铝基板包括依次叠构的第二铝层、粘合层、绝缘层、线路层和保护层，粘合层附着于所述第二铝层的粘合面；芯片组件，包括若干芯片和金属丝，芯片固定于镜面区的铝基板，芯片通过金属丝连接线路层形成电连接；以及荧光转换组件，包括荧光转换体和围坝胶，围坝胶附着于铝基板，围坝胶环绕镜面区的铝基板形成围坝胶圈，荧光转换体填充于围坝胶圈内，荧光转换体覆盖芯片和所述金属丝。该照明器件杜绝银层被硫化、氧化，同时具有极高的可靠性。

Description

一种照明器件及其制备方法

技术领域

本发明涉及LED技术领域，特别是涉及一种照明器件及其制备方法。

背景技术

现有技术中为了获得更高的反射率，照明COB-LED产品所用的线路板普遍采用镜面铝作为底层承载基板，镜面铝通过镀银获得≥98％的反射率。现有COB封装技术，一般是将镜面铝与多层不同功能材料(图1)层压粘合制成线路板(图2)，然后在该线路板上封装芯片、荧光转换材料等，如图3所示，制成LED成品器件。

为了使COB器件获得高亮度，就要求镜面铝具有高反射率，因而必须在铝上镀上银层，利用镀银层的反射效果。此外，其表面非常光滑，达到镜面的程度。

然而，因为含有银的单质，导致基板对硫元素、氧元素、卤素等非常敏感，长期使用后，银层逐渐向内腐蚀，导致器件光衰甚至失效；另一方面其光滑表面不利于粘合层与之牢固结合，导致粘合层剥离，直接破坏器件结构。

此外，若线路板制造过程中产生压合瑕疵，造成粘合层贴合不严密，会在贴合界面产生毛细效应，会更快导致上述失效现象。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种照明器件，该照明器件将铝基板上装载芯片的区域设为镜面区，将铝基板的剩余区域设为粘合区，通过将粘合区的银层去除，露出铝层，杜绝银层被硫化、氧化，同时使铝层的粘合面粗糙化，使其在压合后与粘合层形成高强度的啮合。

为了达到上述目的，本发明提供了一种照明器件，包括：

铝基板，所述铝基板分为镜面区和粘合区，所述镜面区的铝基板包括第一铝层和镀于第一铝层表面的银层，所述粘合区的铝基板包括依次叠构的第二铝层、粘合层、绝缘层、线路层和保护层，所述粘合层附着于所述第二铝层的粘合面；

芯片组件，包括若干芯片和金属丝，所述芯片固定于所述镜面区的铝基板，所述芯片通过所述金属丝连接所述线路层形成电连接；以及

荧光转换组件，包括荧光转换体和围坝胶，所述围坝胶附着于所述铝基板，所述围坝胶环绕所述镜面区的铝基板形成围坝胶圈，所述荧光转换体填充于所述围坝胶圈内，所述荧光转换体覆盖所述芯片和所述金属丝。

本发明人在研究过程中发现，现有技术中的COB器件失效问题，皆因银的存在，因银层的存在导致COB器件失效的机理：镜面铝上的银层遍及全部表面，在线路板的边缘处，由于切断的端面形成银暴露，银层端面直接与外界接触。在长期使用或加速老化测试过程中，银层的腐蚀逐步向内渗透，导致器件光衰甚至失效，或导致粘合层剥离，直接破坏器件结构。镜面铝上镀银层被硫化破坏后产生疏松结构(图4)，进一步吸附水汽、硫、氧元素等，形成恶性加速循环。因此，本发明人认为需要提高容易失效部位的可靠性短板，防止器件使用或老化测试过程中发生失效。

本发明人将铝基板划分为镜面区和粘合区，镜面区即为装载芯片的区域，需要实现高反射率，而粘合区为铝基板未装载芯片的区域，不需要高反射率，且传统产品中，粘合区的银层反而会因为暴露在外界，易于接触外界水、氧、硫、卤素等有害物质，出现氧化、硫化，进而导致照明器件光衰甚至失效，因此，本发明人保留镜面区的银层，去除粘合区的银层，使其露出铝层，因此完全去掉易受氧化的银层，可以保证其化学性质的稳定性，从而阻止或减缓光源内部被侵蚀的速率，并且铝具有氧化自限性，其氧化物覆盖于铝层表面，不会进一步氧化，从而断绝水氧向器件内容侵蚀的路径，对镜面区的银层形成了良好的保护。同时，本发明人将粘合区的铝层粗化，使其在粘合层压合时，熔融的粘合层可以充分浸润被粘合的铝层，粘合后，铝层表面粗化的围观立体结构于粘合剂形成高强度的啮合。这种高强度的啮合使器件在长时间使用或恶劣环境下使用时不容易分层开裂，从而具有极高的可靠性。

在其中一个实施例中，所述粘合面为粗糙结构。

在其中一个实施例中，所述镜面区为圆形或方形。

在其中一个实施例中，当所述镜面区为圆形时，所述围坝胶圈的外形与所述镜面区为同心圆。

在其中一个实施例中，所述保护层附着于所述绝缘层和所述线路层；所述保护层设有镂空，露出所述线路层形成焊盘区域。

在其中一个实施例中，所述线路层镀有金属镀膜。

在其中一个实施例中，所述芯片均匀分布于所述镜面区的铝基板；所述芯片为LED发光二极管芯片，所述芯片的数量≥1。

在其中一个实施例中，所述荧光转换体完全覆盖所述芯片和所述金属丝。

本发明还提供了所述照明器件的制备方法，包括以下步骤：

制备铝基板：在基材上制备铝层、镀银，形成铝基板；

去银层：将所述铝基板划分为所述镜面区和所述粘合区，将所述粘合区的铝基板去银层，露出所述第二铝层；

叠构：在所述第二铝层上依次叠构粘合层、绝缘层、线路层和保护层，压合；

装载芯片：将所述铝基板装载芯片，采用金属线连接所述线路层和所述芯片形成电连接；

封装：将围坝胶环绕所述镜面区的铝基板涂布于所述铝基板形成围坝胶圈，将所述荧光转换体填充于所述围坝胶圈内，使所述荧光转换体覆盖所述芯片和所述金属丝。

在其中一个实施例中，在所述去银层步骤和所述叠构步骤之间还包括粗化步骤：将所述第二铝层粗化，使所述第二铝层的粘合面形成粗糙结构。

在其中一个实施例中，所述去银层的步骤中，通过打磨或蚀刻的方式去除银层；所述粗化步骤中，通过喷砂减薄、磨刷或腐蚀的方法使所述第二铝层粗化。

在其中一个实施例中，所述去银层的步骤中，采用打磨的方式去除银层，包括以下步骤：采用机械打磨的方式将所述粘合区的铝基板打磨减薄，所述减薄的厚度为1-50μm。

采用上述操作，能在去除银层的同时，使铝层表面粗糙化。

在其中一个实施例中，所述减薄的厚度为5-15μm。

在其中一个实施例中，所述去银层的步骤中，采用蚀刻的方式去除银层，包括以下步骤：遮挡所述镜面区的铝基板，喷涂腐蚀液，蚀刻所述粘合区的铝基板，所述蚀刻的深度为1-50μm。

采用上述操作，能在去除银层的同时，使铝层表面粗糙化。

在其中一个实施例中，所述蚀刻的深度为5-15μm。

在其中一个实施例中，通过蚀刻的方式去除银层，采用曝光显影材料或保护薄膜遮挡所述镜面区的铝基板。

在其中一个实施例中，所述粘合层为胶膜或粘合剂。

在其中一个实施例中，所述胶膜为热压融化型。

在其中一个实施例中，所述绝缘层采用BT材料、玻纤或ALC材料制成。

在其中一个实施例中，所述保护层采用电路油墨或玻璃釉制成。

在其中一个实施例中，所述金属镀膜采用镍钯金、镍金或锡镀膜。

在其中一个实施例中，所述围坝胶采用环氧树脂。

在其中一个实施例中，所述荧光转换体包括以下原料：硅胶和荧光粉。

在其中一个实施例中，所述LED发光二极管芯片包括以下芯片中的至少1种：蓝光芯片、红光芯片、绿光芯片、黄光芯片、紫外芯片或红外芯片。

在其中一个实施例中，所述金属丝为金线或银合金线。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的一种照明器件及其制备方法，该照明器件将铝基板划分为镜面区和粘合区，镜面区即为装载芯片的区域，保留完整的银层，而粘合区为铝基板未装载芯片的区域，去除银层，露出铝层。通过上述方式，易受硫化、氧化的银层被具有氧化自限性的铝层替代，铝极容易被空气氧化成致密而高硬度的氧化铝薄膜，覆盖于铝层表面，对内部铝质形成良好保护，不会进一步氧化，因而具有极其优良的耐候性。因没有被侵蚀的银层，故粘合层结合面不会产生疏松吸水结构，从而断绝了水氧向器件内部侵蚀的路径，对发光面含银区域同样形成了良好的保护；同时粗化铝层，使铝基板在粘合层压合时，熔融的粘合层可以充分浸润被粘合的铝层，粘合后，其表面的微观立体结构于粘合剂形成高强度的啮合。这种高强度的啮合使器件在长时间使用或恶劣环境下使用时不容易分层开裂，从而具有极高的可靠性。

附图说明

图1为现有技术中照明COB-LED产品中铝基板层叠结构的示意图；

图2为现有技术中照明COB-LED产品压合后的结构示意图；

图3为现有技术中照明COB-LED产品封装后的结构示意图；

图4为现有技术中照明COB-LED产品的镜面铝上镀银层被硫化破坏后产生的疏松结构；

图5为实施例1中照明器件整体剖面示意图；

图6为实施例1中铝基板的分区示意图；

图7为实施例1中粘合区的铝基板压合后的结构示意图；

图8为实施例1中铝基板层叠结构示意图；

图9为实施例3中通过机械打磨实现去银层和粗化的示意图；

图10为实施例4中通过机械打磨实现去银层和粗化的示意图；

图11为实施例5中通过化学蚀刻实现去银层和粗化的示意图。

其中，1100为镜面区，1200为粘合区，1210为第二铝层，1211为粗糙结构，1220为粘合层，1230为绝缘层，1240为线路层，1241为焊盘区域，1250为保护层，1260为镜面铝层，2100为芯片，2200为金属丝，3100为荧光转换体，3200为围坝胶，4000为保护膜，5000为化学溶液。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

来源：

本实施例所用的试剂、材料、设备如无特殊说明，均为市售来源；实验方法如无特殊说明，均为本领域的常规实验方法。

实施例1

一种照明器件，如图5所示。

该照明器件，包括铝基板、芯片组件和荧光转换组件。

铝基板，该铝基板分为镜面区1100和粘合区1200，如图6所示，所述镜面区1100的铝基板包括第一铝层和镀于第一铝层表面的银层，粘合区1200的铝基板如图7所示，包括依次叠构的第二铝层1210、粘合层1220、绝缘层1230、线路层1240和保护层1250，所述粘合层1220附着于所述第二铝层1210的粘合面，所述粘合面为粗糙结构1211，如图8所示。在本实施例中，所述镜面区1100为圆形，所述保护层1250附着于所述绝缘层1230和所述线路层1240，所述保护层1250设有镂空，露出所述线路层1240形成焊盘区域1241，所述线路层1240表面镀有金属镀膜。

芯片组件，包括若干芯片2100和金属丝2200，芯片2100固定于所述镜面区1100的铝基板，所述芯片2100通过所述金属丝2200连接所述线路层1240形成电连接。在本实施例中，所述芯片2100均匀分布于所述镜面区1100的铝基板表面；所述芯片2100为LED发光二极管芯片，芯片2100的数量≥1。

荧光转换组件，包括荧光转换体3100和围坝胶3200，所述围坝胶3200附着于所述铝基板，所述围坝胶3200环绕所述镜面区1100的铝基板形成围坝胶圈，所述荧光转换体3100填充于所述围坝胶圈内，所述荧光转化体3100完全覆盖所述芯片2100和所述金属丝2200。在本实施例中，所述围坝胶圈的外形与所述镜面区1100为同心圆。

实施例2

一种照明器件。

和实施例1的区别在于，所述镜面区1100为装载芯片2100的圆形区域的外切正方形，其余结构和实施例1相同。

实施例3

一种照明器件的制备方法。

实施例1中照明器件的制备方法，包括以下步骤：制备铝基板、去银层、粗化、叠构、装载芯片、封装。

制备铝基板：在基材上制备铝层、镀银，形成铝基板。

去银层：将所述铝基板划分为所述镜面区1100和所述粘合区1200，将所述粘合区1200的铝基板去银层，露出所述第二铝层1210。

粗化：将所述第二铝层1210粗化，使所述第二铝层1210的粘合面形成粗糙结构1211。

叠构：在所述第二铝层1210上依次叠构粘合层1220、绝缘层1230、线路层1240和保护层1250，压合。

装载芯片：将所述铝基板装载芯片2100，采用金属线连接所述线路层1240和所述芯片2100形成电连接。

封装：将围坝胶3200环绕所述镜面区1100的铝基板涂布于所述铝基板形成围坝胶圈，将所述荧光转换体3100填充于所述围坝胶圈内，使所述荧光转换体3100覆盖所述芯片2100和所述金属丝2200。

在本实施例中，通过所述制备铝基板步骤，得到整张全面覆盖有镀银层的铝基板材料，在所述去银层步骤中，将装载芯片2100的镜面区1100，即图9中的圆形区域，设为所述镜面区1100，铝基板的剩余区域为需要去掉银层的粘合区1200，通过机械打磨的方法，将所述粘合区1200的铝基板打磨减薄，减薄厚度为5-15um；在所述封装步骤中，所述围坝胶圈与所述镜面区1100形成同心圆。

通过上述机械打磨，能够将粘合区1200银层去除的同时，同时将露出的铝层粗糙化，使其表面形成粗糙结构1211，该粗糙的微观立体结构能够和粘合层1220形成高强度的啮合，使所述照明器件在长时间使用或恶劣环境下使用时，不容易分层开裂。

实施例4

一种照明器件的制备方法。

本实施例为实施例2中照明器件的制备方法，和实施例3不相同的步骤：通过所述制备铝基板步骤，得到整张全面覆盖有镀银层的铝基板材料，在所述去银层步骤中，将所述装载芯片2100的圆形区域的外切正方形设为所述镜面区1100，如图10所示。铝基板的剩余区域为需要去掉银层的粘合区1200。在所述封装步骤中，所述围坝胶圈与所述镜面区1100形成同心正方形。

其余步骤和实施例3相同。

实施例5

一种照明器件的制备方法。

该制备方法，包括以下步骤：制备铝基板、去银层、粗化、叠构、装载芯片、封装。

制备铝基板：在基材上制备铝层、镀银，形成铝基板。

去银层：将所述铝基板划分为所述镜面区1100和所述粘合区1200，将所述粘合区1200的铝基板去银层，露出所述第二铝层1210。

粗化：将所述第二铝层1210粗化，使所述第二铝层1210的粘合面形成粗糙结构1211。

叠构：在所述第二铝层1210上依次叠构粘合层1220、绝缘层1230、线路层1240和保护层1250，压合。

装载芯片：将所述铝基板装载芯片2100，采用金属线连接所述线路层1240和所述芯片2100形成电连接。

封装：将围坝胶3200环绕所述镜面区1100的铝基板涂布于所述铝基板形成围坝胶圈，将所述荧光转换体3100填充于所述围坝胶圈内，使所述荧光转换体3100覆盖所述芯片2100和所述金属丝2200。

在本实施例中，通过所述制备铝基板步骤，得到整张全面覆盖有镀银层的铝基板材料，在所述去银层步骤中，将铝基板划分为镜面区1100和粘合区1200。所述镜面区1100为装载芯片2100的圆形区域，或所述装载芯片2100的圆形区域的外切正方形。铝基板的剩余区域为粘合区1200。采用曝光显影材料或保护薄膜作为保护膜4000遮挡所述镜面区1100。向遮挡后的铝基板雾化喷涂化学溶液5000，进行蚀刻，如图11所示，所述粘合区1200的银层被时刻，蚀刻深度为5-15μm。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种照明器件，其特征在于，包括：

铝基板，所述铝基板分为镜面区和粘合区，所述镜面区的铝基板包括第一铝层和镀于第一铝层表面的银层，所述粘合区的铝基板包括依次叠构的第二铝层、粘合层、绝缘层、线路层和保护层，所述粘合层附着于所述第二铝层的粘合面；

芯片组件，包括若干芯片和金属丝，所述芯片固定于所述镜面区的铝基板，所述芯片通过所述金属丝连接所述线路层形成电连接；以及

荧光转换组件，包括荧光转换体和围坝胶，所述围坝胶附着于所述铝基板，所述围坝胶环绕所述镜面区的铝基板形成围坝胶圈，所述荧光转换体填充于所述围坝胶圈内，所述荧光转换体覆盖所述芯片和所述金属丝。

2.根据权利要求1所述的照明器件，其特征在于，所述粘合面为粗糙结构。

3.根据权利要求1所述的照明器件，其特征在于，所述镜面区为圆形或方形。

4.根据权利要求1所述的照明器件，其特征在于，所述保护层附着于所述绝缘层和所述线路层；所述保护层设有镂空，露出所述线路层形成焊盘区域。

5.根据权利要求1所述的照明器件，其特征在于，所述芯片均匀分布于所述镜面区的铝基板；所述芯片为LED发光二极管芯片，所述芯片的数量≥1。

6.权利要求1-5中任一项所述照明器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备铝基板：在基材上制备铝层、镀银，形成铝基板；

去银层：将所述铝基板划分为所述镜面区和所述粘合区，将所述粘合区的铝基板去银层，露出所述第二铝层；

叠构：在所述第二铝层上依次叠构粘合层、绝缘层、线路层和保护层，压合；

装载芯片：将所述铝基板装载芯片，采用金属线连接所述线路层和所述芯片形成电连接；

封装：将围坝胶环绕所述镜面区的铝基板涂布于所述铝基板形成围坝胶圈，将所述荧光转换体填充于所述围坝胶圈内，使所述荧光转换体覆盖所述芯片和所述金属丝。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述去银层步骤和所述叠构步骤之间还包括粗化步骤：将所述第二铝层粗化，使所述第二铝层的粘合面形成粗糙结构。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述去银层的步骤中，通过打磨或蚀刻的方式去除银层；所述粗化步骤中，通过喷砂减薄、磨刷或腐蚀的方法使所述第二铝层粗化。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述去银层的步骤中，采用打磨的方式去除银层，包括以下步骤：采用机械打磨的方式将所述粘合区的铝基板打磨减薄，所述减薄的厚度为1-50μm。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述去银层的步骤中，采用蚀刻的方式去除银层，包括以下步骤：遮挡所述镜面区的铝基板，喷涂腐蚀液，蚀刻所述粘合区的铝基板，所述蚀刻的深度为1-50μm。

Images