CN203607458U - Led灯珠 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多个LED芯片交错排布的LED灯珠。其包括至少二个封装于LED基板上的LED芯片和至少两个电性连接板，该每一LED芯片的两侧电性连接于电性连接板，该至少二个LED芯片交错封装在LED基板上。本实用新型的LED灯珠具有散热效果更优，出光效率更高的优点。

Description

LED灯珠

【技术领域】

本实用新型涉及LED照明技术领域，特别涉及一种多个LED芯片交错排布的LED灯珠。

【背景技术】

如今随着现代化中国的发展进程，各行各业的新兴产品也逐渐现代化。就拿照明行业来说，之前的电灯泡，白炽灯，日光灯已逐渐更新换代为现代化的节能灯，LED灯等更加节能更加环保的照明灯具。伴随科学技术的发展及应用实践的进一步深入，LED照明技术已成为最受青睐、最有发展前景、接受程度最高的照明技术。

但是，由于LED照明为近年才逐渐兴起的技术领域，其在各种环境下的应用还有许多需要攻坚的技术难题。比如，LED灯珠如何封装才能保证其具有较好的发光效果和散热效果就是一个亟须攻克的难关。现今常用LED灯珠封装方式可以分为单颗芯片封装与多颗芯片集成封装，多颗芯片集成封装分小功率多颗芯片集成封装(主要指LED光源功率小于0.5W)和大功率多颗芯片(主要指LED光源功率大于0.5W)集成封装，由于LED照明灯具照明效果要求光源光通量需达到几百或几千甚至上万流明，同时受限于内部尺寸，故常采用多颗LED芯片集成封装成模块化LED来满足高光通量和小尺寸的要求。但是现有多个LED芯片集成封装成一个模块化的LED灯珠时，由于散热空间小，多颗LED芯片距离太近，使得LED芯片发出的热量过于集中，以致大部分的热量难以及时散出，造成整个LED灯珠散热不好，降低其使用寿命。同时，由于LED芯片之间距离太近，以致LED芯片侧面发出的光线互相吸收，降低LED芯片的出光效果。

如图1所示，现在常用的多个LED芯片505集成封装形成的LED灯珠500在LED芯片505的排布方式上，以规则的矩形阵列排布方式进行设置，阵列设置虽说可以方便LED芯片505封装在LED基板503上，减小LED基板503及整个LED灯珠500的尺寸。但是，由于采用规则的矩形阵列排布，多个LED芯片505之间对称设置，横向中线5051及纵向中线5053重合，造成相邻两个LED芯片505的距离太近，使得LED芯片505发出的热量过于集中难以散出。同时，规则矩形阵列排布的LED芯片505发出的光线也互相交错，光线互相吸收，使LED灯珠500的出光效率大大降低。

综上所述，为了使集成封装式的LED灯珠使用效果达到最佳，多个LED芯片的散热问题，多个LED芯片之间光线互相影响的问题都需要合理克服，才能将寿命长、低能耗、无污染LED照明技术推广提升至一个新的应用高度。

【实用新型内容】

为克服现有集成封装式LED灯珠散热效果不好，出光效率低的技术难题，本实用新型提供了一种散热效果更优，出光效率更高的LED灯珠。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种LED灯珠，其包括至少二个封装于LED基板上的LED芯片和至少两个电性连接板，该每一LED芯片的两侧电性连接于电性连接板，该至少二个LED芯片交错封装在LED基板上。

优选地，LED芯片的电极分别从两侧单独引出。

优选地，两侧的电极与电性连接板的连接区域设置该LED芯片的电性测试点。

优选地，每两个电性相连的LED芯片之间的平均间隙大于该LED芯片的横向或纵向尺寸。

优选地，该至少二个LED芯片呈矩形或近似矩形阵列排布，在竖直方向上，第N排的LED芯片的中线与第N-1排LED芯片的中线偏离，N为大于1的正整数。

优选地，所述的偏离距离大于LED芯片的横向尺寸。

优选地，该至少二个LED芯片呈圆形或近似圆形阵列排布，第N圈的LED芯片的径向中线与第N-1圈LED芯片的径向中线偏离，N为大于1的正整数。

优选地，所述的偏离距离大于LED芯片的法向尺寸。

优选地，其进一步包括至少一组与外部电源相连的外接板，所述电性连接板与所述LED芯片组成至少一电性连接电路，所述外接板选择性连接至该至少一电性连接电路。

优选地，所述至少二个LED芯片与至少两个电性连接板形成一电性通路，所述每一外接板连接于该电性通路的起始端或终止端。

与现有技术相比，本实用新型的LED灯珠在每个LED芯片的两边增加电性连接板，通过电性连接板将所有的LED芯片导通连接。使得这种集成化封装成的LED芯片之间的距离加大，增加每个LED芯片的有效散热面积，从而保证整个LED灯珠的优良散热效果。最为重要的是，不管是矩形阵列设置的LED芯片排列方式还是圆形阵列的LED芯片排列方式，该多个LED芯片之间采用交错固晶的封装设置，使得每个LED芯片的有效散热面积大大增加，提高整个LED灯珠的散热效果。而且，由于LED芯片之间的距离增大，使每个LED芯片发出的光线干涉大大降低，LED芯片侧面发光的相互吸收量减少，从而极大地提高了LED灯珠的出光效率。

此外，在每一电性连接板上均设有LED芯片的电性测试点，将测试探头放置在电性测试点上后，可单独测试每一LED芯片的电性性能，避免由于单一LED芯片的损坏造成整个LED灯珠不可用的弊端，提高量产化生产该LED灯珠时的产品良率。

在整个导电电路连接时，可以通过改变外接板与电性连接板的连接位置，来改变整个集成封装式LED芯片的电路连接方式，使整个LED灯珠的内部接线方式灵活可变，满足各种环境下的使用需求。而无需像现在，需更换整个LED灯珠才能改变电路连接方式。

【附图说明】

图1是现有技术中LED灯珠的结构示意图。

图2是本实用新型LED灯珠第一实施例的立体结构示意图。

图3是本实用新型LED灯珠第一实施例的平面结构示意图。

图4是本实用新型LED灯珠第二实施例的平面结构示意图。

【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实例，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2，本实用新型的LED灯珠100包括一LED基板103，在LED基板103上封装有十二个LED芯片105，该十二个LED芯片105集成封装在LED基板103上。封装时，多采用将LED芯片105封装在LED基板103的其中一个表面上，当然也可以封装在LED基板103的两个面上形成双面LED基板103。LED芯片105上有一透镜101，该透镜101将所有的LED芯片105密封覆盖在LED基板103上，同时透镜101与LED基板103之间始终保持密封，使内部的LED芯片105与外界空气隔绝。透镜101一般采用半球形的形状构造，其主要作用是一方面可以密封发光的多个LED芯片105，另一方面是对LED芯片105发光的光进行配光处理。该透镜101多以硅胶材料用注射的方式成型封装在LED基板103上。

请参阅图3，LED灯珠100的LED基板103上设置有二个电源接入点1031，二个外接板1033，十三个电性连接板1035和十二个LED底座1039。外接板1033的一端连接至电源接入点1031，另一端连接至电性连接板1035上，电性连接板1035与LED底座1039通过导线1037电性相连。十二个LED芯片105固定在该十二个LED底座1039上，LED芯片105的正负电极会导通连接到LED底座1039的两侧。

从位置关系来看，电源接入点1031位于透镜101的外部，其不会被密封封装，电源接入点1031实为电性焊点，用于导通连接至外部电源的正负极。在该实施例中，设置有一个正极接入点和一个负极接入点。

十二个LED底座1039以四排三列交错排列布置，十二个LED芯片105一一对应居中安装在LED底座1039上。每一LED芯片105的正负电极均导通连接到与其对应的LED底座1039的两侧指定焊点位置上。

在每排的每个LED芯片105的两侧均设置有一电性连接板1035，两个LED芯片105之间的电性连接板1035可以同时连接至该二LED芯片105。以该四排三列交错排列的LED芯片105来看，总计会有四排四列的电性连接板1035与其相对应。该四排四列的电性连接板1035均密封在透镜101内。在第一排第四列的电性连接板1035与第二排第四列的电性连接板1035连接为一体，使第一排与第二排的LED芯片105连为通路。同样地，第二排第一列的电性连接板1035与第三排第一列的电性连接板1035连接为一体，使第二排与第三排的LED芯片105连为通路；第三排第四列的电性连接板1035与第四排第四列的电性连接板1035连接为一体，使第三排与第四排的LED芯片105连为通路。

该二个外接板1033的一端分别对应连接与二个电源接入点1031，另一端分别连接于第一排第一列、第四排第一列的电性连接板1035上。

在形状及尺寸上来看，电源接入点1031的形状及尺寸不做限定，可以为圆形或方形或条状的电性节点，其大小根据电源与其相连的尺寸需要合理设置。

LED底座1039制作成矩形形状，LED芯片105居中设置在矩形的LED底座1039上。其表面面积为LED芯片105表面面积的2倍左右，这样设置一方面可以兼顾LED芯片105的电极方便的导通连接在LED底座1039两侧，另一方面可以给予LED芯片105较大的散热面积。

电性连接板1035制作成长条状，其长度约等于LED底座1039的长度，其宽度小于LED底座1039宽度的一半，如此设置一方面可以方便电性连接板1035与LED底座1039的电性连接，另一方面可以最大化的降低LED灯珠100的整体尺寸。

此外，每两排LED底座1039之间的距离大于LED底座1039长度的1／4。在每列LED底座1039的距离上，由于每两个LED底座1039之间设置有电性连接板1035，使每两个LED底座1039之间的距离大于LED底座1039宽度的1／2，每排两个LED芯片105之间的横向间隙大于LED芯片105的横向尺寸。如果LED芯片105、电性连接板1035及LED底座1039都均匀设置的情况下，每一LED芯片105的平均散热面积将会大于LED芯片105面积的2.8倍。不过，根据实际需要，通过合理安排LED底座1039之间的距离，最佳取值结果应设为：每一LED芯片105的平均散热面积大于LED芯片105面积的2-5倍。

每列LED芯片105之间为交错布置，此处所述交错是指第一列的任一LED芯片105与第二列的任一LED芯片105不管是该二LED芯片105的横向中分线还是纵向中分线均不重合。第一排第一列的LED芯片105与其第二排第一列的LED芯片105交错设置，如果LED底座1039的横向尺寸为L，则第一排第一列LED芯片105的中线与第二排第一列LED芯片105中线之间的距离为S，且S≥L。由于LED芯片105、电性连接板1035及LED底座1039都均匀设置，因此第一排的每个LED芯片105与第二排的每个LED芯片105均存在偏离距离S；第二排的每个LED芯片105与第三排的每个LED芯片105均存在偏离距离S；第三排的每个LED芯片1305与第四排的每个LED芯片105均存在偏离距离S。如此设置，使得该十二个LED芯片105之间不管是在横向还是在纵向都拉大了彼此之间的距离，使每个LED芯片105的有效散热面积增大到3-7倍LED芯片105面积，同时LED芯片105发出的光线干涉也大大减小，提高LED灯珠100的出光效果。

外接板1033可以为条状的连接板，甚至说可以为一导线，只要其可以将电性连接板1035与电源接入点1031导通连接即可，由于电源接入点1031位于透镜101之外，因此外接板1033会有部分密封在透镜101内，部分设置在透镜101外。

电性连接板1035与LED底座1039之间是通过导线1037进行互连，本实施例的LED底座1039任一侧均以两条导线1037连接到电性连接板1035上，导线1037的长度为两个对应连接点之间距离的1.1-2倍，也就是说导线1037在连接好后还会保持0.1-1倍连接点之间距离的自由伸张量，以保证在长时间使用后如若LED底座1039或电性连接板1035的位置或形状改变时不会将导线1037拉断，还能降低由于导线1037拉力过大对LED芯片105造成的破损。

在每一电性连接板1035上均设置有电性测试点1036，用于单独测试LED芯片105的电性性能。当需要测试某一LED芯片105的电性性能时，直接将测试探头的两端放在该LED芯片105两侧电性连接板1035上的电性测试点1036处即可准确科学的测试这个LED芯片105的性能参数。

在该LED灯珠100使用过程中，电源会通过二个电源接入点1031供电到LED基板103上。外接板1033的一端连接到电源接入点1031，另一端选择性的连接到电性连接板1035上，将电性连接板1035与外部电源导通。电性连接板1035与LED底座1039通过导线1037导通连接，LED芯片105的电极又焊接在LED底座1039上，因此所有的LED芯片105通过电性连接板1035与外接板1033就形成了一个导通电路。在本实施例中，采用二个电源接入点1031，该二个电源接入点1031将十二个LED芯片105串连连接为一导电通路。由于串连连接，每一LED芯片105的供电电流相同，所以该十二个LED芯片105的发光亮度保持统一。

对于电路的连接方式上，还可以改变为四并三串的连接方式，此时需要提供八个外接板1033，四个外接板1033的一端连接到正极的电源接入点1031，另一端连接到每排的第一个电性连接板1035上；另外四个外接板1033的一端连接到负极的电源接入点1031，另一端连接到每排的第四个电性连接板1035上。这样连接好后，形成四路由三个LED芯片105组成的并联导通电路。同样的方式，只需改变外接板1033的数量及外接板1033与电性连接板1035的接通位置，特殊情况下，还需改变LED底座1039和电性连接板1035的排布方式，可以制作成六并二串，三并四串的电路连接方式。

请参阅图4，本实用新型第二实施例LED灯珠300包括一LED基板303，在LED基板303上封装有十六个LED芯片305，该十六个LED芯片305集成封装在LED基板303上。LED芯片305上有一透镜301，该透镜301将所有的LED芯片305密封覆盖在LED基板303上，同时透镜301与LED基板303之间始终保持密封，使内部的LED芯片305与外界空气隔绝。

LED灯珠300的LED基板303上设置有四个电源接入点3031，四个外接板3033，十六个电性连接板3035和十六个LED底座3039。外接板3033的一端连接至电源接入点3031，另一端连接至电性连接板3035上，电性连接板3035与LED底座3039通过导线3037电性相连。十六个LED芯片305固定在该十六个LED底座3039上，LED芯片305的正负电极会导通连接到LED底座3039的两侧。

从位置关系来看，电源接入点3031位于透镜301的外部，其不会被密封封装，电源接入点3031实为电性焊点，用于导通连接至外部电源的正负极。在该实施例中，设置有二个正极接入点和二个负极接入点。

十六个LED底座3039以二圈圆形或近似圆形阵列交错排列布置，十六个LED芯片305一一对应居中安装在LED底座3039上。每一LED芯片305的正负电极均导通连接到与其对应的LED底座3039的两侧指定焊点位置上。

在每圈的每个LED芯片305的两侧均设置有一电性连接板3035，两个LED芯片305之间的电性连接板3035可以同时连接至该二LED芯片305。以该二圈圆周阵列的LED芯片305来看，电性连接板3035也为二圈圆周阵列布置。该二圈圆周阵列的LED芯片305与电性连接板3035均密封在透镜301内。内圈与外圈的电性连接板3035形成一环状，并将其中一个电性连接板3035设置为电源的引入位置。

其中两个外接板3033的一端分别对应连接于其中的二个电源接入点3031，另一端分别连接于外圈的用于接入电源的电性连接板3035处。另外两个外接板3033的一端分别对应连接于另外二个电源接入点3031，另一端分别连接于内圈的用于接入电源的电性连接板3035处。

在形状及尺寸上来看，电源接入点3031的形状及尺寸不做限定，可以为圆形或方形或条状的电性节点，其大小根据电源与其相连的尺寸需要合理设置。

LED底座3039制作成矩形形状，LED芯片305居中设置在矩形的LED底座3039上。其表面面积为LED芯片305表面面积的2倍左右，这样设置一方面可以兼顾LED芯片305的电极方便的导通连接在LED底座3039两侧，另一方面可以给予LED芯片305较大的散热面积。

电性连接板3035制作成长条状，其长度约等于LED底座3039的长度，其宽度小于LED底座3039宽度的一半，如此设置一方面可以方便电性连接板3035与LED底座3039的电性连接，另一方面可以最大化的降低LED光源300的整体尺寸。

此外，内圈与外圈上LED底座3039之间的径向距离大于LED底座3039长度的1／4。在每圈LED底座3039的距离上，由于每两个LED底座3039之间设置有电性连接板3035，使每两个LED底座3039之间的距离大于LED底座3039宽度的1／2，每圈两个LED芯片305之间的平均法向距离大于LED芯片305的法向尺寸。如果LED芯片305、电性连接板3035及LED底座3039都均匀设置的情况下，每一LED芯片305的平均散热面积将会大于LED芯片305面积的2-5倍。

每列LED芯片305之间为交错布置，此处所述交错是指外圈的任一LED芯片305与内圈的任一LED芯片305的径向中线均不重合。

如果LED底座3039的法向尺寸为M，则外圈第一个LED芯片305的径向中线3071与对应的内圈第一个LED芯片305径向中线3073之间的距离为N。由于LED芯片305、电性连接板3035及LED底座3039都均匀设置，因此外圈的每个LED芯片305与内圈的每个LED芯片305均存在偏离距离N。由于该偏离距离N在每圈LED芯片305的位置处均不相同，且随着LED芯片305越往外部拓展，其偏离距离N就越大。在此处，每圈LED芯片305法向中线所对应半径处的偏离距离N大于该处LED芯片法向中线处LED芯片305的法向尺寸。

如图所示，此处的偏离距离N1＞R。如此设置，使得该十二个LED芯片305之间不管是在径向还是在法向都拉大了彼此之间的距离，使每个LED芯片305的有效散热面积增大到3-7倍LED芯片305面积，同时LED芯片305发出的光线干涉也大大减小，提高LED光源300的出光效果。

外接板3033可以为条状的连接板，甚至说可以为一导线，只要其可以将电性连接板3035与电源接入点3031导通连接即可，由于电源接入点3031位于透镜301之外，因此外接板3033会有部分密封在透镜301内，部分设置在透镜301外。

电性连接板3035与LED底座3039之间是通过导线3037进行互连，本实施例的LED底座3039任一侧均以两条导线3037连接到电性连接板3035上，导线3037的长度为两个对应连接点之间距离的1.1-2倍，也就是说导线3037在连接好后还会保持0.1-1倍连接点之间距离的自由伸张量，以保证在长时间使用后如若LED底座3039或电性连接板3035的位置或形状改变时不会将导线3037拉断，还能降低由于导线3037拉力过大对LED芯片305造成的破损。

在每一电性连接板3035上均设置有电性测试点3036，用于单独测试LED芯片305的电性性能。当需要测试某一LED芯片305的电性性能时，直接将测试探头的两端放在该LED芯片305两侧电性连接板3035上的电性测试点3036处即可准确科学的测试这个LED芯片305的性能参数。

在该LED灯珠300使用过程中，电源会通过四个电源接入点3031供电到LED基板303上。外接板3033的一端连接到电源接入点3031，另一端选择性的连接到电性连接板3035上，将电性连接板3035与外部电源导通。电性连接板3035与LED底座3039通过导线3037导通连接，LED芯片305的电极又焊接在LED底座3039上，因此所有的LED芯片305通过电性连接板3035与外接板3033就形成了一个导通电路。在本实施例中，采用四个电源接入点3031，其中两个正、负电源接入点3031将外圈的八个LED芯片305串连连接为一导电通路；另外两个正、负电源接入点3031将内圈的八个LED芯片305串连连接为一导电通路。同时，该两个串连通路形成并联连接，最终组成二并八串的电路连接方式。所以，内圈的八个LED芯片305与外圈的八个LED芯片305由于并联连接，电路通断与发光亮度互不影响。

与现有技术相比，本实用新型的LED灯珠100，300在每个LED芯片105，305的两边增加电性连接板1035，3035，通过电性连接板1035，3035将所有的LED芯片105，305导通连接。使得这种集成化封装成的LED芯片105，305之间的距离加大，增加每个LED芯片105，305的有效散热面积，从而保证整个LED灯珠100，300的优良散热效果。最为重要的是，不管是矩形阵列设置的LED芯片105，305排列方式还是圆形阵列的LED芯片105，305排列方式，该多个LED芯片105，305之间采用交错固晶的封装设置，使得每个LED芯片105，305的有效散热面积大大增加，提高整个LED灯珠100，300的散热效果。而且，由于LED芯片105，305之间的距离增大，使每个LED芯片105，305发出的光线干涉大大降低，LED芯片105，305侧面发光的相互吸收量减少，从而极大地提高了LED灯珠100，300的出光效率。

此外，在每一电性连接板1035，3035上均设有LED芯片105，305的电性测试点1036，3036，将测试探头放置在电性测试点1036，3036上后，可单独测试每一LED芯片105，305的电性性能，避免由于单一LED芯片105，305的损坏造成整个LED灯珠100，300不可用的弊端，提高量产化生产该LED灯珠100，300时的产品良率。

在整个导电电路连接时，可以通过改变外接板1033，3033与电性连接板1035，3035的连接位置，来改变整个集成封装式LED芯片105，305的电路连接方式，使整个LED灯珠100，300的内部接线方式灵活可变，满足各种环境下的使用需求。而无需像现在，需更换整个LED灯珠100，300才能改变电路连接方式。

以上所述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，凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED灯珠，其包括至少二个封装于LED基板上的LED芯片和至少两个电性连接板，其特征在于：该每一LED芯片的两侧电性连接于电性连接板，该至少二个LED芯片交错封装在LED基板上。

2.如权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于：LED芯片的电极分别从两侧单独引出。

3.如权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于：两侧的电极与电性连接板的连接区域设置该LED芯片的电性测试点。

4.如权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于：每两个电性相连的LED芯片之间的平均间隙大于该LED芯片的横向或纵向尺寸。

5.如权利要求1-4任一项所述的LED灯珠，其特征在于：该至少二个LED芯片呈矩形或近似矩形阵列排布，在竖直方向上，第N排的LED芯片的中线与第N-1排LED芯片的中线偏离，N为大于1的正整数。

6.如权利要求5所述的LED灯珠，其特征在于：所述的偏离距离大于LED芯片的横向尺寸。

7.如权利要求1-4任一项所述的LED灯珠，其特征在于：该至少二个LED芯片呈圆形或近似圆形阵列排布，第N圈的LED芯片的径向中线与第N-1圈LED芯片的径向中线偏离，N为大于1的正整数。

8.如权利要求7所述的LED灯珠，其特征在于：所述的偏离距离大于LED芯片的法向尺寸。

9.如权利要求1-4任一项所述的LED灯珠，其特征在于：其进一步包括至少一组与外部电源相连的外接板，所述电性连接板与所述LED芯片组成至少一电性连接电路，所述外接板选择性连接至该至少一电性连接电路。

10.如权利要求9所述的LED灯珠，其特征在于：所述至少二个LED芯片与至少两个电性连接板形成一电性通路，所述每一外接板连接于该电性通路的起始端或终止端。

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