CN104882439A - Led器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED器件，所述LED器件包括至少一个LED芯片和用于设置所述至少一个LED芯片的高热传导效率基板，其特征在于，所述基板成型为具有至少一个固晶槽和将所述至少一个固晶槽容纳在内的封装胶槽的构件，并且所述至少一个固晶槽以通过使所述基板变形的方式设置在所述封装胶槽的底部，所述至少一个LED芯片分别设置在所述至少一个固晶槽中。本发明的固晶槽阵列按照圆对称的形式排列为圆阵列，利用圆对称的圆阵列结构汇聚光线，提高LED芯片的出光率，使出射的光线更均匀明亮。

Description

LED器件
本发明为原申请号为201210372516.X、原申请日为2012年9月29日、原发明名称为LED COB封装光源的分案申请。
技术领域
本发明涉及LED技术，特别涉及一种LED器件。
背景技术
在LED应用领域内，LED模组因其超高亮度，低功耗、使用寿命长、安装简便等特点，被广泛应用于广告灯箱、标识招牌、宣传指示标志等场所。随着LED模组技术的逐渐成熟，其应用范围将会更加广泛。
LED模组中最常实用的就是COB封装。在现有的COB封装中，LED芯片一般都是密集排布，LED芯片之间的间距在0.5～0.8毫米。在LED芯片位于独立槽中的情况下，LED芯片之间的距离可达到2.0毫米左右。由于LED芯片都是密集排布在一个平面上，从LED芯片的侧面射出大量光线首先照射在相邻的LED侧面，从而导致光线被阻挡。因此，目前的LED COB封装模组都存在光效低，热传导性能不好等问题。
因此，现有技术中存在对一种能够提高光效和热传导性能的LED COB封装的需要。
中国专利CN102263098A(对比文件1)公开了一种发光器件114，并具体公开了以下技术特征(参见对比文件1的说明书第0137-0159段、图27和图28)：
“如图27所示，该发光器件114包括本体15和形成在本体15上的绝缘层16(两者构成基板)、第一区域和第二区域13A和13B(如图28所示，13A和13B构成2×1固晶槽阵列)与LED芯片31和32；所述第一区域和第二区域13A和13B位于本体15和绝缘层16构成的基板中，在第一和第二区域13A和13B中分别设置LED芯片31和32。”图27所示的发光器件实质上是一种LED COB封装光源。
该中国专利要解决的技术问题为：如何提高LED发光器件的荧光粉激励效率、色彩再现率和可靠性。而本发明要解决的技术问题为：如何使LED COB封装光源的封装过程更简洁，成本更低，同时进一步提升LED的出光效率和光均匀度。
该中国专利解决技术问题的手段为：在反射部中设置凹槽，在凹槽中设置阻挡部使凹槽底面形成多个分区域，在多个分区域设置多个不同颜色的LED芯片并在多个树脂层中添加不同颜色的荧光粉，通过调整LED芯片和荧光粉之间的颜色组合来有效提高发光器件的荧光粉激励效率、色彩再现率和可靠性。
而本发明解决问题的技术手段为：本发明直接在基板上设置封装胶槽，并且在封装胶槽底部设计固晶槽阵列，LED芯片设置在固晶槽阵列中，LED芯片侧面发出的光线通过固晶槽反射出去，极大提高了LED芯片的出光效率
本发明的固晶槽阵列按照圆对称的形式排列为圆阵列，作用在于利用圆对称的圆阵列结构汇聚光线，目的是提高LED芯片的出光率，使出射的光线更均匀明亮。
该中国专利和本发明解决的技术问题不完全相同，解决问题的技术手段也不相同，从而达到的技术效果也不同。因此，该中国专利对本发明没有技术启示，本发明是非显而易见的。
发明内容
根据本发明，提供了一种LED COB封装光源，能够提高光效，并且提高热传导性能。
根据本发明的实施例，提供了一种LED COB封装光源，包括基板、固晶槽阵列和LED芯片，其特征在于，所述固晶槽阵列位于基板中，在所述固晶槽阵列的每一个固晶槽中设置LED芯片。
所述LED COB封装光源进一步包括封装胶槽和柔性电路板，其中，所述封装胶槽设置在所述基板的上表面中，所述固晶槽阵列位于所述封装胶槽的底部，所述柔性电路板固定在所述封装胶槽的底部，并且在所述柔性电路中与固晶槽相应的位置处具有开口以暴露出固晶槽中的LED芯片，所述LED芯片与柔性电路板通过金线进行电气连接。
其中，所述固晶槽阵列中的相邻固晶槽之间的间距为1.5～2mm。
其中，所述固晶槽阵列为不规则阵列。
其中，所述固晶槽阵列为圆形阵列。
其中，所述固晶槽阵列为多边形阵列。
其中，所述封装胶槽为圆形槽。
其中，所述封装胶槽的侧壁的斜率为45～60度。
其中，每一个固晶槽中设置有1～4个LED芯片。
其中，在所述封装胶槽中填充有封装胶，以封装所述柔性电路板、金线和LED芯片。
其中，所述基板的厚度1.5-3.0mm，材质为铝合金或铜合金。
由上述技术方案可见，在本发明的LED COB封装光源中，由于LED芯片都是设置在固晶槽14中而不是简单地密集排布，从LED芯片的侧面放出的大量光线将不会被阻挡，而是从LED芯片的斜面反射出去进入封装胶中，光线在封装胶中进行漫反射，并且遇到封装胶槽的侧斜面后会被反射出去。因此，从LED芯片发出的光线都最大限度地从LED芯片的正面出射，大大提升了LED芯片的出光效率。而且，由于本发明的基板10采用的是高热传导效率的基板，例如铝合金或铜合金型材的基板，因此本发明的LED COB封装光源具有良好的热传导性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1a为本发明实施例中的LED COB封装光源的俯视图；
图1b为本发明实施例中的LED COB封装光源沿A-A的截面示意图；
图2为本发明实施例中的LED COB封装光源的局部剖面放大示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
根据本发明的实施例的LED COB封装光源，多个LED芯片不是直接设置在基板中的同一平面上，而是设置在基板上的不同的固晶槽中。首先，在基板上设置封装胶槽，然后在封装胶槽中设置芯片凹槽即固晶槽。在基板的封装胶槽底部设置有超薄柔性电路板，并且在各个芯片凹槽的相应位置处有开口以暴露出芯片凹槽。LED芯片通过粘合剂固定在芯片凹槽中。较佳地，粘合剂可以是专用的固晶胶。各个芯片凹槽的底面可以在同一水平面上，也可以不在同一水平面上。这样，当LED芯片发光时，从LED芯片正面发出的光正常发射出去，从侧面发出的光则经芯片凹槽的侧壁反射之后也能够发射出去，而不是直接照射到相邻的LED芯片而被阻挡。
图1a和1b示出了根据本发明的一个实施例的LED COB封装光源的结构。如图1a和图1b所示，LED COB封装光源包括基板10，封装胶槽12，固晶槽14，柔性电路板16和LED芯片18。基板10为金属基板。为了获得非常高的热传导效率，基板10使用铝合金或铜合金材质，例如，铝合金可以是6063、5050等5系列或6系列的铝合金，铜合金可以是纯铜T系列或者无氧铜TU系列。基板10的厚度H为1.5-3.0mm，优选地，基板10为1.6mm或2.0mm。封装胶槽12设置在基板10的上表面，为一个圆形凹槽，且其轴向切面为倒梯形。封装胶槽12的侧壁的斜率为45～60度，优选地为60度。封装胶槽12的深度为0.6～1.2。固晶槽14位于封装胶槽12的底部。相邻的固晶槽之间的间距一般取值在1.5～2mm。如果封装胶槽12的面积小，并且要求的LED芯片18功率高则相邻固晶槽14之间的间距取较小值；如果要求的LED芯片18功率较小，封装胶槽12的面积较大则相邻固晶槽14的间距就取较大值。优选地，每一个固晶槽14的深度都是一样的。作为选择，每一个固晶槽14的深度也可以不一样。封装胶槽12的形状一般来说要求与固晶槽14的排列形状相一致。例如，如果固晶槽14按照圆对称的圆阵列进行布置(如图1所示)，则封装胶槽12为圆形凹槽；如果固晶槽14按照矩形阵列进行布置，则封装胶槽12为矩形。较佳地，固晶槽阵列为圆形等规则阵列。可选地，固晶槽阵列可以是多边形阵列。可选地，固晶槽阵列可以是不规则形状的阵列。柔性电路板16通过粘合剂粘合到封装胶槽12的底部上面。粘合剂可以是耐高温抗老化粘合剂，柔性电路板16可以是透明的柔性电路板。柔性电路板16为超薄电路板，其厚度为0.125～0.254毫米。柔性电路板16上设置有开口，以暴露出固晶槽14。
LED芯片18设置在固晶槽14中。优选地，每一个固晶槽14中设置有一个LED芯片18。可选地，一个固晶槽14中也可以设置有2～4个LED芯片18。LED芯片18通过点胶固定到固晶槽14中。每一个LED芯片18经金线连接到柔性电路板16。具体地，金线的一端焊接到柔性电路板16上，另一端焊接到LED芯片18。
在封装胶槽12中还填充有封装胶装胶完全填充满封装胶槽12，以固定LED芯片18、柔性电路板16。
图2示出了根据本发明实施例的LED COB封装光源的局部剖面图。如图2所示，LED芯片18固定在固晶槽14底部，封装胶槽12底部设有柔性电路板16，柔性电路板16设置有开口以暴露出LED芯片18。从LED芯片18正面出射的光线直接透过封装胶向外发射；从LED芯片18侧面出射的光线首先照射到固晶槽14的侧壁上并反射出去，进入封装胶中。光线在封装胶中进行漫反射，最后照射到封胶槽12的侧壁上之后反射并从LED芯片18的正面出射。
下面描述本发明的LED COB封装光源的制作过程。
首先提供厚度H为1.5～3.0mm的金属基板作为基板10。根据需要制作的固晶槽的排列方式，在基板10上表面制作出封装胶槽14。固晶槽的排列可以通过使用数控机床加工或者压力机床加工成型来完成。根据所要求的固晶槽的排列方式，使用高速机床在封装胶槽12的底面上一次性地形成固晶槽阵列，例如圆形阵列。接下来，使用粘合剂将柔性电路板16粘合到封装胶槽14的底面上，并且在柔性电路板16对应于每一个固晶槽14位置处切割出开口，以暴露出固晶槽14。然后，LED芯片18通过点胶固定到固晶槽14中，并通过将金线焊接到LED芯片18和柔性电路板16，以使LED芯片18与柔性电路板16电气连接。接着，使用封装胶对封装胶槽12进行填充。由于胶水开始是半流体状态，因此在基板10平放的情况下，使胶水不从封装胶槽流出，在胶水固化前将自动填平封装胶槽。
本发明中，由于LED芯片都是设置在固晶槽14中而不是简单地密集排布，从LED芯片的侧面放出的大量光线将不会被阻挡，而是从LED芯片的斜面反射出去进入封装胶中，光线在封装胶中进行漫反射，并且遇到封装胶槽的侧斜面后会被反射出去。因此，从LED芯片发出的光线都最大限度地从LED芯片的正面出射，大大提升了LED芯片的出光效率。而且，由于本发明的基板10采用的是高热传导效率的基板，例如铝合金或铜合金型材的基板，因此本发明的LED COB封装光源具有良好的热传导性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED器件，所述LED器件包括至少一个LED芯片和用于设置所述至少一个LED芯片的高热传导效率基板，其特征在于，
所述基板成型为具有至少一个固晶槽和将所述至少一个固晶槽容纳在内的封装胶槽的构件，并且所述至少一个固晶槽以通过使所述基板变形的方式设置在所述封装胶槽的底部，
所述至少一个LED芯片分别设置在所述至少一个固晶槽中。
2.如权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述封装胶槽底部设置有柔性电路板，所述柔性电路板在各个所述固晶槽的相应位置处设有开口以暴露所述固晶槽。
3.如权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述至少一个固晶槽按照圆对称的方式排列成圆阵列。
4.如权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述至少一个固晶槽形成的阵列是多边形阵列或不规则形状的阵列。
5.如权利要求3或4所述的LED器件，其特征在于，所述封装胶槽与所述至少一个固晶槽形成的阵列的形状保持一致。
6.如权利要求1至4之一所述的LED器件，其特征在于，所述封装胶槽和所述至少一个固晶槽均包括倾斜的侧壁。
7.如权利要求6所述的LED器件，其特征在于，所述封装胶槽的侧壁的斜率为45-60度，所述封装胶槽的深度为0.6-1.2mm。
8.如权利要求1至4之一所述的LED器件，其特征在于，相邻的所述固晶槽之间的间距的大小与要求的LED芯片的功率的大小呈反相关设置。
9.如权利要求1至4之一所述的LED器件，其特征在于，所述基板为铝合金或铜合金型材基板，并且所述基板的厚度为1.5-3.0mm。
10.如权利要求1至4之一所述的LED器件，其特征在于，所述封装胶槽中填充有封装胶，所述封装胶在所述基板平放的情况下且在胶水固化前填平所述封装胶槽。
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