一种免围坝COB LED基板及其制备方法和应用

摘要

本发明提供一种免围坝COB LED基板及其制备方法和应用。所述免围坝COB LED基板包括依次层叠的第一基层、绝缘胶层、铜箔层、油墨层、纯胶层和第二基层。本发明所述COB LED基板通过双层或多层基材压合工艺去除传统COB光源的围坝工艺流程，增加了COB光源横向导热及散热能力，从而提供COB光源的寿命，同时通过对可以对上层基材的外形设计直接对COB光源进行二次配光，保证出光光型。

说明书

技术领域

本发明属于LED显示领域，具体涉及一种免围坝COB LED基板及其制备方法和应用。

背景技术

目前，市面上绝大部分的COB结构的产品都是以下两种方案：1)使用硅脂类果冻状围坝胶水，按照特定形状、高度等要求参数使用特定的围坝机器进行围坝作业，完成后使用烤箱进行长时间固化。缺点，工艺流程、周期长，设备需求大；2)在基板制作时，使用塑胶进行围坝塑性，不需要进行围坝作业。缺点，塑胶模型固定，模具费用昂贵，塑胶围坝模具周期长。

CN111463198A公开了一种UVC-LED的COB封装结构及其制作方法，其包括陶瓷线路板、陶瓷围坝、透明盖板、UVC-LED芯片、陶瓷绝缘板和反射层板，其提供UVC-LED芯片发出的光通过扩口孔的反射涂层反射出透明盖板，有效提升光的指向性，大大提高COB光源的出光效率；而且陶瓷绝缘板与绝缘胶相比性能稳定，避免了因老化而造成短路的风险，安全性高；透明盖板的粘胶处镀有金属保护层，然而该COB封装结构需要设置陶瓷围坝，导致COB光源横向导热、散热能力及COB光源的寿命较差。

CN206490058U公开了一种免围坝COB光源封装结构，包括基板，其所述基板上设有镜面反射区，进一步镜面反射区上均匀分布有LED发光芯片，LED 发光芯片之间填充有荧光胶；所述镜面反射区外围设有BT树脂围环，进一步 BT树脂围环与荧光胶的厚度相同。其所述BT树脂围环表面采用不规则锣形，所述LED发光芯片封装有透镜，进一步封装有透镜的LED发光芯片可整合反光杯，虽然其去除传统COB光源利用硅胶、树脂等化学材料围坝工艺流程，但是该COB光源仍存在横向导热、散热能力及COB光源的寿命较差的问题。

因此，有必要提供一种新结构的COB LED的光源模组来克服以上缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种免围坝COB LED基板及其制备方法和应用。所述免围坝COB LED基板增加了COB光源横向导热及散热能力，从而提供COB光源的寿命。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种免围坝COB LED基板，所述免围坝COB LED 基板包括依次层叠的第一基层、绝缘胶层、铜箔层、油墨层、纯胶层和第二基层。

其中，COB即Chip On Board，就是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接，COB LED又叫COB LED source， COB LED module。有长条型/方形/圆形/环形/三角形/扇形等多种外形封装形式。

在本发明通过基材压合工艺去除传统COB光源利用硅胶、树脂等化学材料围坝工艺流程，在传统COB基板上，再增加压合金属或无机非金属材料基材，达到双层或多层金属基或组合基压合的效果，通过上层基材的外形设计替代传统COB光源围坝作业的同时，增加了COB光源横向导热及散热能力，从而提供COB光源的寿命，并通过上层基材的外形设计直接对COB光源进行二次配光，保证出光光型。

优选地，所述第一基层的厚度为800-2000μm，例如可以是800μm、820μm、 840μm、860μm、880μm、900μm、920μm、940μm、960μm、980μm、1000 μm、1200μm、1400μm、1600μm、2000μm等。

优选地，所述第一基层的层数为1层以上，例如可以是1层、2层、3层、 4层、5层、6层等。

优选地，所述第一基层选自铜基板、陶瓷基板、镜面铝基板或塑胶中的任意一种。

优选地，所述绝缘胶层的厚度为50-150μm，例如可以是50μm、60μm、 70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm 等。

优选地，所述绝缘胶层由绝缘胶高温固化形成，所述绝缘胶选自聚酯绝缘胶和/或环氧绝缘胶。

上述绝缘胶均可由市售购得，例如本发明采用的：聚酯绝缘胶(厂家：纽宝力、牌号450A80)；环氧绝缘胶(厂家：宏昌)等。

优选地，所述高温固化的温度为100-150℃，例如可以是100℃、105℃、 110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃等。

优选地，所述铜箔层的厚度为20-50μm，例如可以是20μm、25μm、30μm、 35μm、40μm、45μm、50μm等。

优选地，所述油墨层的厚度为10-30μm，例如可以是10μm、12μm、14μm、 16μm、18μm、20μm、22μm、24μm、26μm、28μm、30μm等。

优选地，所述油墨层选自WT05、LEW7S或LB-1900W中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述纯胶层的厚度为10-30μm，例如可以是10μm、12μm、14μm、 16μm、18μm、20μm、22μm、24μm、26μm、28μm、30μm等。

优选地，所述纯胶层选自环氧类、有机硅类或聚氨酯中的任意一种或至少两种的组合。

上述纯胶均可由市售购得，例如：环氧类(如厂家：郎搏万、牌号：NO.1-6120；厂家：世林、牌号：SL3029等)；有机硅类(如厂家：弗洛里光电材料、牌号

优选地，所述第二基层的厚度为700-2000μm，例如可以是700μm、720μm、 740μm、760μm、780μm、800μm、820μm、840μm、860μm、880μm、900μm、 1000μm、1200μm、1400μm、1600μm、1800μm、2000μm等。

优选地，所述第二基层的层数为1层以上，例如可以是1层、2层、3层、 4层、5层、6层等。

优选地，所述第二基层选自铜基板、陶瓷基板、镜面铝基板中的任意一种。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的免围坝COB LED基板的制备方法，所述免围坝COB LED基板的制备方法包括以下步骤：

(1)将绝缘胶涂覆于第一基层后，通过高温压合，形成绝缘胶层；

(2)将铜箔固定于绝缘胶层后，通过高温压合，形成铜箔层；

(3)将油墨印刷或喷涂于铜箔层后，再进行固化，形成油墨层；

(4)将纯胶涂覆于油墨层后，通过高温压合，形成纯胶层；

(5)将第二基层固定于纯胶层后，通过高温压合，形成第二基层。

优选地，步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)中，所述高温压合的温度各自独立地为100-150℃，例如可以是100℃、110℃、120℃、130℃、 140℃、150℃等，所述高温压合的时间各自独立地为1.5-2h，例如可以是1.5h、 1.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2h等。

优选地，步骤(3)所述固化为自然固化和/或烘烤固化。

优选地，所述自然固化的温度为20-30℃，例如可以是20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃等，所述自然固化的时间为2-3h，例如可以是2h、2.2h、 2.4h、2.6h、2.8h、3h等。

优选地，所述烘烤固化的温度为100-110℃，例如可以是100℃、102℃、 104℃、106℃、108℃、110℃等，所述烘烤固化的时间为0.1-1h，例如可以是 0.1h、0.2h、0.4h、0.6h、0.8h、1h等。

第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的免围坝COB LED基板在制备LED光源中的应用。

本发明利用压合基材的外形设计将COB制程后端的涂覆封装区域进行预留，以达到替代传统围坝工艺的制作方案。利用压合基材的不同材质，可以达到辅助COB发光区域荧光粉及硅胶混合物横向散热的目的。利用压合基板的形状、厚度也达到对COB发光区进行二次配光的效果，满足最终COB LED出光光型的设定。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过COB基板的设计而达到，去除传统COB光源需要围坝的工序、增强COB光源的热传导通路提高光源寿命，以及利用基材达到二次配光效果；

(2)本发明所述的免围坝COB LED基板的横向导热能力以热成像测试表现，其为60-65℃；散热能力以热成像测试表现，其为70-75℃；光源寿命为 10000-10200H；出光光型以远方设备测试表现，其为100-110°。

附图说明

图1为本发明所述免围坝COB LED基板的结构示意图；

其1为第一基层、2为绝缘胶层、3为铜箔层、4为油墨层、5为纯胶层、6 为第二基层。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

图1为本发明所述免围坝COB LED基板的结构示意图，如图1所示，所述免围坝COBLED基板包括依次层叠的第一基层1、绝缘胶层2、铜箔层3、油墨层4、纯胶层5和第二基层6。

下述实施例中各组分来源如下所示：聚酯绝缘胶(厂家：纽宝力、牌号 450A80)、环氧绝缘胶(厂家：宏昌)、环氧类纯胶(厂家：世林、牌号：SL3029)、有机硅类纯胶(弗洛里光电材料、牌号

实施例1

本实施例提供一种免围坝COB LED基板，所述免围坝COB LED基板包括依次层叠的第一基层、绝缘胶层、铜箔层、油墨层、纯胶层和第二基层；

其第一基层为1层900μm厚的镜面铝基板；绝缘胶层为120μm厚的绝缘胶层(所述绝缘胶为聚酯绝缘胶)；铜箔层厚度为35μm；油墨层为20μm厚的油墨层(所述油墨为WT05)；纯胶层为20μm厚的纯胶层(所述纯胶为环氧类纯胶)；所述第二基层为1层800μm厚的镜面铝基板。

本实施例所述免围坝COB LED基板的制备方法包括以下步骤：

(1)将绝缘胶涂覆于第一基层后，在120℃下高温压合2h，形成绝缘胶层；

(2)将铜箔固定于绝缘胶层后，在120℃下高温压合2h，形成铜箔层；

(3)将油墨印刷于铜箔层后，再在25℃下固化2.5h，形成油墨层；

(4)将纯胶涂覆于油墨层后，在120℃下高温压合1.5h，形成纯胶层；

(5)将第二基层固定于纯胶层后，再在120℃下高温压合1.5h，形成第二基层。

实施例2

本实施例提供一种免围坝COB LED基板，所述免围坝COB LED基板包括依次层叠的第一基层、绝缘胶层、铜箔层、油墨层、纯胶层和第二基层；

其第一基层为1层900μm厚的陶瓷基板；绝缘胶层为120μm厚的绝缘胶层(所述绝缘胶为环氧绝缘胶)；铜箔层厚度为35μm；油墨层为20μm厚的油墨层(所述油墨为LEW7S)；纯胶层为20μm厚的纯胶层(所述纯胶为有机硅类纯胶)；所述第二基层为1层800μm厚的陶瓷基板。

本实施例所述免围坝COB LED基板的制备方法包括以下步骤：

(1)将绝缘胶涂覆于第一基层后，在150℃下高温压合1.5h，形成绝缘胶层；

(2)将铜箔固定于绝缘胶层后，在100℃下高温压合2h，形成铜箔层；

(3)将油墨印刷于铜箔层后，再在25℃下固化2.5h，形成油墨层；

(4)将纯胶涂覆于油墨层后，在150℃下高温压合1.5h，形成纯胶层；

(5)将第二基层固定于纯胶层后，再在100℃下高温压合2h，形成第二基层。

实施例3

本实施例提供一种免围坝COB LED基板，所述免围坝COB LED基板包括依次层叠的第一基层、绝缘胶层、铜箔层、油墨层、纯胶层和第二基层；

其第一基层为1层900μm厚的铜基板；绝缘胶层为120μm厚的绝缘胶层 (所述绝缘胶为有机硅绝缘胶)；铜箔层厚度为35μm；油墨层为20μm厚的油墨层(所述油墨为LB-1900W)；纯胶层为20μm厚的纯胶层(所述纯胶为聚氨酯纯胶)；所述第二基层为1层800μm厚的铜基板。

本实施例所述免围坝COB LED基板的制备方法包括以下步骤：

(1)将绝缘胶涂覆于第一基层后，在100℃下高温压合2h，形成绝缘胶层；

(2)将铜箔固定于绝缘胶层后，在150℃下高温压合1.5h，形成铜箔层；

(3)将油墨印刷于铜箔层后，再在25℃下固化2.5h，形成油墨层；

(4)将纯胶涂覆于油墨层后，在150℃下高温压合1.5h，形成纯胶层；

(5)将第二基层固定于纯胶层后，在100℃下高温压合2h，形成第二基层。

实施例4

本实施例提供一种免围坝COB LED基板，所述免围坝COB LED基板包括依次层叠的第一基层、绝缘胶层、铜箔层、油墨层、纯胶层和第二基层；

其第一基层为1层1000μm厚的镜面铝基板；绝缘胶层为100μm厚的绝缘胶层(所述绝缘胶为聚酯绝缘胶)；铜箔层厚度为30μm；油墨层为15μm厚的油墨层(所述油墨为WT05)；纯胶层为30μm厚的纯胶层(所述纯胶为环氧类纯胶)；所述第二基层为1层700μm厚的镜面铝基板。

本实施例所述免围坝COB LED基板的制备方同实施例1。

实施例5

本实施例提供一种免围坝COB LED基板，所述免围坝COB LED基板包括依次层叠的第一基层、绝缘胶层、铜箔层、油墨层、纯胶层和第二基层；

其第一基层为1层800μm厚的镜面铝基板；绝缘胶层为150μm厚的绝缘胶层(所述绝缘胶为聚酯绝缘胶)；铜箔层厚度为20μm；油墨层为25μm厚的油墨层(所述油墨为WT05)；纯胶层为10μm厚的纯胶层(所述纯胶为环氧类纯胶)；所述第二基层为1层900μm厚的镜面铝基板。

本实施例所述免围坝COB LED基板的制备方同实施例1。

对比例1

本对比例提供一种COB LED基板，与实施例1的区别在于，不含第一基层，含围坝，具体为：铝基层+绝缘层+铜箔层+油墨层+硅胶围坝层。

对比例2

本对比例提供一种COB LED基板，与实施例1的区别在于，不含第二基层，含围坝，具体为铝基层+绝缘层+铜箔层+油墨层+注塑围坝层。

性能测试

分别对上述实施例1-5提供的免围坝COB LED基板及对比例1-2提供的 COB LED基板进行各项性能测试，具体测试方法如下所示：

(1)横向导热能力：以热成像测试表现，参照UTi220A；

(2)散热能力：以热成像测试表现，参照UTi220A；

(3)光源寿命：以热成像测试表现，参照UTi220A；

(4)出光光型：以远方设备测试表现，参照HAAS-1200。

具体测试结果如表1所示：

表1

由表1测试数据可知，本发明所述的免围坝COB LED基板的横向导热能力以热成像测试表现，其为60-65℃；散热能力以热成像测试表现，其为70-75℃；光源寿命为10000-10200H；出光光型以远方设备测试表现，其为100-110°。这充分说明，在本发明通过基材压合工艺去除传统COB光源利用硅胶、树脂等化学材料围坝工艺流程，在传统COB基板上，再增加压合金属或无机非金属材料基材，达到双层或多层金属基或组合基压合的效果，通过上层基材的外形设计替代传统COB光源围坝作业的同时，增加了COB光源横向导热及散热能力，从而提供COB光源的寿命，并通过上层基材的外形设计直接对COB光源进行二次配光，保证出光光型。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明所述免围坝COB LED 基板及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。