專利名稱：一種外延片式的led燈泡光機(jī)模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，特別是一種用于構(gòu)建LED燈泡的 外延片式的LED燈泡光機(jī)模組。
背景技術(shù)：
申請?zhí)枮?201210253590.X,201210253702.1,201210253639.1,201210253844.8, 201210255564等中國專利申請公開了多個結(jié)構(gòu)方案、可通用和互換的LED燈泡，上述及相 關(guān)專利描述的LED燈泡，是采用LED作為發(fā)光體，可以獨立使用、可互換和更換，用非破壞性 手段不可拆分的光源結(jié)構(gòu)。這些技術(shù)為建立以LED燈泡為中心的照明產(chǎn)業(yè)架構(gòu)，使LED燈 泡(照明光源)、燈具、照明控制成為獨立生產(chǎn)、應(yīng)用的終端產(chǎn)品的基本理念奠定了基礎(chǔ)。進(jìn) 一步創(chuàng)造理念先進(jìn)、更易標(biāo)準(zhǔn)化的LED燈泡結(jié)構(gòu)部件對于大規(guī)模推廣LED照明意義深遠(yuǎn)，尤 其是作為LED燈泡核心組件的光機(jī)模組。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種外延片式的LED燈泡光機(jī)模組。它可為LED燈泡提 供通用型強、規(guī)格少、便于標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；谱鞯墓鈾C(jī)模組，使LED燈泡的更易大規(guī)?；?標(biāo)準(zhǔn)化制作。
本發(fā)明的技術(shù)方案:一種外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特點是:包括在現(xiàn)行 LED襯底上做過渡外延層形成的薄型外延片，外延片進(jìn)入反應(yīng)爐分層生長形成特定位置上 的LED晶片及相關(guān)線路，LED晶片生長完成后不分割，檢測合格后，并固晶上相關(guān)元器件(對 晶片級驅(qū)動電源芯片等元件進(jìn)行固晶，如果有的話。也可通過在反應(yīng)爐中直接生長形成)， 再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件(如果需要的話)。LED晶片、相關(guān)電路及相關(guān)元器件 形成了 LED相關(guān)元器件，外延片與光機(jī)模板粘合，所述外延片與光機(jī)模板的外形相同，且光 機(jī)模板和外延片的兩側(cè)均設(shè)有缺口 ；或者還可以采用第二種方案，即直接在光機(jī)模板上做 過渡外延層，進(jìn)入反應(yīng)爐在其上生長形成特定位置上的LED晶片及相關(guān)線路，LED晶片生 長完成后不分割，檢測合格后，并固晶上相關(guān)元器件(對晶片級驅(qū)動電源芯片等元件進(jìn)行固 晶，如果有的話。也可通過在反應(yīng)爐中直接生長形成)，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器 件(如果需要的話)。LED晶片、相關(guān)電路及相關(guān)元器件形成了 LED相關(guān)元器件；所述LED相 關(guān)元器件上使用透明封膠和/或透明蓋板進(jìn)行覆蓋，僅露出LED相關(guān)元器件上的關(guān)連焊盤。 襯底材料可選用現(xiàn)有的LED襯底材料，而過渡外延層可根據(jù)生成的晶片如采用GaN等材料。 由于本發(fā)明的方案均不用考慮LED晶片分切等處理，且本發(fā)明的光機(jī)模組可用于液態(tài)散熱 的燈泡方案，生產(chǎn)LED晶片對襯底的材質(zhì)要求會有較大的降低，比如容易龜裂的Si襯底、力口 工性能較差的SiC襯底，甚至多晶高純氧化鋁、高純硅基材料等也可進(jìn)入第二個方案的光 機(jī)模板(或第一個方案中外延片的襯底)材料的選擇清單中。
上述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組中，所述使用透明封膠和/或透明蓋板對LED 相關(guān)元器件進(jìn)行覆蓋的方法分別是:在LED相關(guān)元器件的元件間填充少許透明膠找平，使LED晶片表面與透明蓋板之間盡可能少地形成透明膠，再采用輪廓與光機(jī)模板相同的透明 蓋板加蓋其上，透明蓋板上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤；或者，在LED相關(guān)元器件的元件 間填充少許透明膠找平，再采用輪廓小于光機(jī)模板的透明蓋板加蓋其上，然后在透明蓋板 周圍包覆透明封膠，使透明封膠的輪廓與光機(jī)模板齊平，透明蓋板上設(shè)有開口區(qū)域，用于 露出焊盤；或者，在LED相關(guān)元器件上直接包覆透明封膠，使透明封膠的輪廓與光機(jī)模板齊 平，透明膠上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤。
所述光機(jī)模板采用透明材料的光機(jī)模板，這樣LED晶片的下出射光可透過透明的 光機(jī)模板，再通過LED燈泡的反射面反射透出燈泡內(nèi)罩，獲得LED芯片發(fā)光效率較大提升和 降低LED芯片結(jié)溫良好效果，參見圖21。
所述光機(jī)模板對兩種不同的方案采用不同材料，第一種方案中光機(jī)模板的作用等 同于透明蓋板，可采用不同用外延片襯底的其他非金屬透明導(dǎo)熱材料來支撐外延片，背向 外延片的一面還可涂敷熒光粉并加涂保護(hù)層?；蛘咚龉鈾C(jī)模板為模具成型的透明熒光 體。透明熒光體為熒光材料與透明材料按重量比為5 30:100配制制成。而第二種方案中 光機(jī)模板采用LED襯底材料。
前述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組中，對于小尺寸的光機(jī)模板,所述光機(jī)模板 為圓形板，圓形板的兩側(cè)對稱設(shè)有兩個內(nèi)圓弧缺口，圓弧缺口的圓心在圓形板外部的同心 圓上；所述光機(jī)模板上還設(shè)有用于與電氣接插件的插針相連的圓孔，所述焊盤在LED相關(guān) 元器件上并位于圓孔所在處，電氣接插件的插針插入圓孔后與焊盤相焊接。
前述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組中，對于中型尺寸的光機(jī)模板，所述光機(jī)模 板為圓形板，圓形板兩側(cè)對稱地切除圓形板所在圓的兩個弓形，形成兩個對稱缺口 ；所述光 機(jī)模板上還設(shè)有帶對位銷的圓孔，圓孔用于與電氣接插件對位連接；所述LED相關(guān)元器件 通過柔性轉(zhuǎn)接電路將焊盤設(shè)置于圓孔所在處，所述電氣接插件插入圓孔后與柔性轉(zhuǎn)接電路 上的焊盤相焊接。
前述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組中，對于較大型尺寸的光機(jī)模板，所述光機(jī) 模板為圓形板，圓形板的兩側(cè)設(shè)有兩個對稱缺口，每個缺口沿圓形板所在圓的一條弦切割 而成的，而且所述弦兩端向外傾斜120度，并通過圓弧過渡到圓形板所在圓；所述焊盤位于 圓形板的缺口內(nèi)側(cè)，焊盤分別設(shè)在兩個缺口內(nèi)側(cè)或集中設(shè)在其中一個缺口內(nèi)側(cè)。
前述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組中，對于小尺寸的光機(jī)模板，所述圓形板所 在圓的直徑de為11 mm或16mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為Ilmm時,兩個圓弧缺口的圓 心在直徑為13mm的圓上(即兩圓心的間距),兩個圓弧缺口的半徑為3.2mm ;當(dāng)圓形板所在 圓的直徑de為16 mm時,兩個圓弧缺口的圓心在直徑為19mm的圓上(即兩圓心的間距),兩 個圓弧缺口的半徑為3.6_。所述的與電氣接插件的插針相連的圓孔為4個，等間距對稱分 布，間距3.5mm, 4個圓孔的中心在偏離圓形板圓心2mm處,且4個圓孔的中心與兩個缺口的 距離相等。
前述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組中，對于中型尺寸的光機(jī)模板，所述圓形板 所在圓的直徑de為18mm或25mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為18mm時,被切除的兩個弓形 的弦長為8.2mm,兩條弦之間的距離為16mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為25mm時,被切除 的兩個弓形的弦長為9.8mm,兩條弦之間的距離為23mm,其圓心在偏離圓形板圓心2mm處， 且圓孔中心與兩個缺口的距離相等。
前述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組中，對于較大尺寸的光機(jī)模板，所述圓形板 所在圓的直徑de為20mm、38mm或50mm,所述缺口中的弦長減去兩端向外傾斜的部分后長度 為IOmm,過渡用的圓弧的半徑為Imm ;兩個缺口所對應(yīng)的兩條弦相互平行；當(dāng)圓形板所在圓 的直徑為20mm時,兩條弦之間的距離為15mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為38mm時,兩 條弦之間的距離為33mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為50mm時,兩條弦之間的距離為45mm。
前述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組中，所述透明蓋板和/或光機(jī)模板上還涂敷 有熒光粉并加涂保護(hù)層；或者所述透明蓋板和/或光機(jī)模板(43)為模具成型的透明熒光 體。透明熒光體為熒光材料與透明材料按重量比為5 30:100配制制成。
前述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組中，所述光機(jī)模板上還設(shè)有用于固定的固定 孔，所述固定孔的數(shù)量為兩個，兩個固定孔基于圓形板的圓形中心對稱，且兩個固定孔之間 的距離為de-6，固定孔的直徑為2.2mm ;兩個固定孔的連線，與兩個缺口中心的連線相互正 交；當(dāng)de=20mm時,單邊開一個固定孔。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)行的LED照明產(chǎn)業(yè)延續(xù)了傳統(tǒng)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的思維模式，以 芯片形態(tài)才能滿足千奇百怪的整體式LED照明燈的要求，進(jìn)而芯片成為LED照明產(chǎn)業(yè)的中 心，向上延伸形成了芯片基底材料及外延片等相關(guān)產(chǎn)業(yè)，向下形成了芯片封裝、驅(qū)動電源、 燈具制造、配件等相關(guān)產(chǎn)業(yè)，但從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析，這樣的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)弊端較多。首先:基于芯 片生長和分割，對芯片的基底材料提出了極高的要求，目前只有生產(chǎn)工藝要求極高的單晶 氧化鋁等為數(shù)很少的幾種材料才能滿足要求；其次:襯底及外延片、芯片生長、切割、篩分、 封裝到裝入燈具、驅(qū)動電源、控制配套等過程零星而冗長；其三:整體式照明燈通用和互換 性較差，產(chǎn)品生產(chǎn)過程化中用戶對象零星而分散，集約化程度極低。而本發(fā)明基于前述燈 泡方案，且燈泡覆蓋了大多數(shù)照明環(huán)境的用燈要求，本發(fā)明的技術(shù)方案將所有LED燈泡的 光機(jī)模組銳減集中到3種類型，共計7個具體產(chǎn)品上，由于光機(jī)模組的規(guī)格總量少，這樣就 具備了讓LED中上游企業(yè)將研發(fā)和生產(chǎn)重心調(diào)整到有限規(guī)格品種的光機(jī)模組上來組織規(guī) 模化和集約化生產(chǎn)的條件。本發(fā)明的LED晶片及相關(guān)電路是直接在外延片上生長得到的， 即LED芯片加工企業(yè)只需在外延片或光機(jī)模板上直接生長LED晶片及相關(guān)電路后，無需再 經(jīng)過切割等工藝僅需簡單焊接和粘貼即可直接得到用于LED燈泡生產(chǎn)的核心部件一一光機(jī) 模組，再通過簡單組裝即可得到LED燈泡。LED照明系統(tǒng)重心偏移到燈泡而不是芯片上，容 易解決當(dāng)前LED行業(yè)存在的通用和互換性問題，本質(zhì)上也弱化和局部消除了國外的專利壁 壘，為我國LED照明產(chǎn)業(yè)提供了很好發(fā)展空間；同時在其他具體技術(shù)效果上，本發(fā)明通過將 LED相關(guān)元器件密封在透明光機(jī)模板和透明蓋板之間，LED芯片緊挨透明蓋板，透明封膠較 少且將熒光粉設(shè)在透明蓋板外可遠(yuǎn)離LED芯片，這樣熒光粉和透明膠不易老化，對保證LED 燈泡穩(wěn)定、高效運行具有重要意義；另外芯片的下出射光可透過透明光機(jī)模板，再通過LED 燈泡的反射面反射透出燈泡內(nèi)罩，參見圖20和圖21，獲得芯片發(fā)光效率較大提升和降低芯 片結(jié)溫良好效果；而且光機(jī)模板上兩側(cè)的缺口設(shè)計，便于連接外部導(dǎo)線，同時使其能很好的 在液體氛圍中工作，光機(jī)模組安裝在LED燈泡帶透明絕緣導(dǎo)熱液的內(nèi)罩中后，受熱的透明 絕緣導(dǎo)熱液可以穿過缺口完成暢通的流動以便進(jìn)行熱循環(huán)，這樣就使本發(fā)明的光機(jī)模組在 工作時能具有極優(yōu)的散熱效果，從而提高了 LED的發(fā)光效率。而且本發(fā)明的申請人經(jīng)過反 復(fù)研究、試驗和總結(jié)，對于不同尺寸的光機(jī)模板開設(shè)形狀大小均不同的缺口，使其在不影響 LED相關(guān)元器件的布置空間的情況下，可以達(dá)到最佳的液態(tài)流動效果，進(jìn)而實現(xiàn)最好的散熱效果。


圖1是實施例1中使用輪廓與光機(jī)模板相同的透明蓋板的光機(jī)模組的外形示意 圖；圖2是圖1所示的光機(jī)模組的拆分圖；圖3是實施例1使用透明封膠的光機(jī)模組外形圖；圖4是實施例1中使用輪廓小于光機(jī)模板的透明蓋板的光機(jī)模組結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4所示的光機(jī)模組的拆分圖；圖6是實施例1的光機(jī)模板開孔意圖；圖7是實施例1的光機(jī)模板與接插件的安裝示意圖；圖8是實施例1的應(yīng)用結(jié)構(gòu)意圖；圖9是實施例2使用透明封膠的光機(jī)模組外形圖；圖10是實施例2中使用輪廓與光機(jī)模板相同的透明蓋板的光機(jī)模組的拆分圖；圖11是實施例2中使用輪廓小于光機(jī)模板的透明蓋板的光機(jī)模組結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是實施例2的光機(jī)模板與接插件的安裝示意圖；圖13是實施例2的光機(jī)模板的開孔示意圖；圖14是實施例2的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是實施例3使用透明封膠的光機(jī)模組外形圖；圖16是實施例3中使用輪廓與光機(jī)模板相同的透明蓋板的光機(jī)模組的拆分圖；圖17是實施例3中使用輪廓小于光機(jī)模板的透明蓋板的光機(jī)模組結(jié)構(gòu)示意圖；圖18是實施例3的光機(jī)模板開孔意圖；圖19是實施例3的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；圖20是使用本發(fā)明的光機(jī)模組組建的LED燈泡結(jié)構(gòu)示意圖；圖21是基于本發(fā)明的GaN基LED的發(fā)光原理示意圖。
附圖中的標(biāo)記為:2_導(dǎo)熱墊,3-導(dǎo)熱支架,4-光機(jī)模組,7-配光光學(xué)透鏡,8-透鏡 卡環(huán)，11-電氣接插件，15-固定端，16-防水膠圈，31-反光層，41- LED相關(guān)元器件，42-透 明蓋板，43-光機(jī)模板，44-柔性轉(zhuǎn)接電路，45-透明封膠，46-外延片，61-燈泡凹形內(nèi)罩， 61.1-卸壓孔，61.2 -卸壓膜，81-內(nèi)卡環(huán)，105-燈泡固定螺釘，431-對位銷。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。
實施例1:一種用于小尺寸LED燈泡的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，包括在現(xiàn)行 LED襯底上做過渡外延層形成的薄型外延片46，外延片46進(jìn)入反應(yīng)爐分層生長形成特定位 置上的LED晶片及相關(guān)線路，LED晶片生長完成后不分割，檢測合格后，并固晶上相關(guān)元器 件，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件。LED晶片、相關(guān)電路及相關(guān)元器件形成了 LED相 關(guān)兀器件41,外延片46與光機(jī)模板43粘合,所述光機(jī)模板43與外延片46的外形相同，且 光機(jī)模板43和外延片46的兩側(cè)均設(shè)有缺口 ；或者直接在光機(jī)模板43上做過渡外延層，進(jìn)入反應(yīng)爐并在其上分層生長形成特定位置上的LED晶片及相關(guān)線路，LED晶片生長完成后 不分割，檢測合格后，并固晶上相關(guān)元器件，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件。LED晶 片、相關(guān)電路及相關(guān)元器件形成了 LED相關(guān)元器件41 ;所述LED相關(guān)元器件41上使用透明 封膠45和/或透明蓋板42進(jìn)行覆蓋，僅露出LED相關(guān)元器件41上的關(guān)連焊盤。所述使用 透明封膠45和/或透明蓋板42透明蓋板對LED相關(guān)元器件41進(jìn)行覆蓋的方法有:如圖1 和圖2所示，在LED相關(guān)元器件41的元件間填充少許透明膠找平，使LED晶片表面與透明 蓋板之間盡可能少地形成透明膠，再采用輪廓與光機(jī)模板43相同的透明蓋板42加蓋其上， 透明蓋板42上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤；或者，如圖4和5所示，在LED相關(guān)元器件41 的元件間填充少許透明膠找平，使LED晶片表面與透明蓋板之間盡可能少地形成透明膠， 再采用輪廓小于光機(jī)模板43的透明蓋板42加蓋其上，然后在透明蓋板42周圍包覆透明封 膠45，使透明封膠45的輪廓與光機(jī)模板43齊平，透明蓋板42上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出 焊盤；或者，如圖3所示，在LED相關(guān)元器件41上直接包覆透明封膠45，使透明封膠45的 輪廓與光機(jī)模板43齊平，透明膠45上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤。
所述透明蓋板42和/或光機(jī)模板43上還涂敷有熒光粉并加涂保護(hù)層；或者所述 透明蓋板42和/或光機(jī)模板43為模具成型的透明熒光體。透明熒光體為熒光材料與透明 材料按重量比為5 30:100配制制成。
所述光機(jī)模板43的形狀如圖6所示，為圓形板，圓形板的兩側(cè)對稱設(shè)有兩個內(nèi)圓 弧缺口，圓弧缺口的圓心在圓形板外部的同心圓上，其切割方式時以de直徑，對稱X軸以Ie 為長度，R為半徑，I為弦長，切下圓的兩邊形成兩個半徑為R的圓缺口。缺口的用途為當(dāng) 光機(jī)模組用于液態(tài)散熱方案時，被加熱的透明絕緣導(dǎo)熱液可從缺口處進(jìn)行熱循環(huán)；所述光 機(jī)模板43上還設(shè)有用于與電氣接插件11的插針相連的圓孔，在光機(jī)模板43的X軸正2mm 處為中心，以3.5為間距，對稱分布4個直徑1.4mm的圓孔；所述焊盤在LED相關(guān)元器件41 上并位于圓孔所在處，電氣接插件11的插針插入圓孔后與焊盤相焊接，如圖7所示。所述 的與電氣接插件11的插針相連的圓孔為4個，等間距對稱分布，間距3.5mm，4個圓孔的中 心在偏離圓形板圓心2mm處，且4個圓孔的中心與兩個缺口的距離相等。即在光機(jī)模板43 的X軸正2mm處為中心，以3.5為間距,對稱分布4個直徑1.4mm的圓孔。所述圓形基板所 在圓的直徑de為11 mm或16mm ;當(dāng)圓形基板所在圓的直徑de為Ilmm時,兩個圓弧缺口的 圓心在直徑為13_的圓上，兩個圓弧缺口的半徑為3.2mm ;當(dāng)圓形基板所在圓的直徑de為 16 mm時,兩個圓弧缺口的圓心在直徑為19mm的圓上,兩個圓弧缺口的半徑為3.6mm。
本發(fā)明的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組的應(yīng)用:電氣接插件11穿過導(dǎo)熱支架3并 粘接，電氣接插件11的插針插入光機(jī)模板43的圓孔與LED相關(guān)元器件41上的焊盤焊接， 外延片式的LED燈泡光機(jī)模組外設(shè)有凹形內(nèi)罩61，最終外延片式的LED燈泡光機(jī)模組懸空 于導(dǎo)熱支架3和凹形內(nèi)罩61之間密閉空間內(nèi)，外延片式的LED燈泡光機(jī)模組的光機(jī)模板外 徑與凹形內(nèi)罩61的內(nèi)徑緊密貼合。這樣就構(gòu)成了一個LED燈泡的核心結(jié)構(gòu)，最后在凹形內(nèi) 罩61內(nèi)注入透明絕緣導(dǎo)熱液(凹形內(nèi)罩61上設(shè)有泄壓孔61.1和密封用的泄壓膜61.2)，如 圖8所示。圖7和圖8所示的結(jié)構(gòu)均是直接在光機(jī)模板上做過渡外延層的方案。
實施例2:—種用于中型尺寸LED燈泡的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，包括在現(xiàn) 行LED襯底上做過渡外延層形成的薄型外延片46，外延片46進(jìn)入反應(yīng)爐分層生長形成特定 位置上的LED晶片及相關(guān)線路，LED晶片生長完成后不分割，檢測合格后，并固晶上相關(guān)元器件，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件。LED晶片、相關(guān)電路及相關(guān)元器件形成了 LED 相關(guān)兀器件41。外延片46與光機(jī)模板43粘合,所述光機(jī)模板43與外延片46的外形相同， 且光機(jī)模板43和外延片46的兩側(cè)均設(shè)有缺口 ；或者直接在光機(jī)模板43上做過渡外延層， 進(jìn)入反應(yīng)爐在其上生長形成特定位置上的LED晶片及相關(guān)線路，LED晶片生長完成后不分 害I]，檢測合格后，并固晶上相關(guān)元器件，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件。LED晶片、相 關(guān)電路及相關(guān)元器件形成了 LED相關(guān)元器件41 ;所述LED相關(guān)元器件41上使用透明封膠 45和/或透明蓋板42進(jìn)行覆蓋，僅露出LED相關(guān)元器件41上的關(guān)連焊盤。所述透明封膠 45和/或透明蓋板42透明蓋板對LED相關(guān)元器件41進(jìn)行覆蓋的方法是:在LED相關(guān)元器 件41的元件間填充少許透明膠找平，使LED晶片表面與透明蓋板之間盡可能少地形成透明 膠，再采用輪廓與光機(jī)模板43相同的透明蓋板42加蓋其上，透明蓋板42上設(shè)有開口區(qū)域， 用于露出焊盤，如圖10所示；或者，在LED相關(guān)元器件41的元件間填充少許透明膠找平，使 LED晶片表面與透明蓋板之間盡可能少地形成透明膠，再采用輪廓小于光機(jī)模板43的透明 蓋板42加蓋其上，然后在透明蓋板42周圍包覆透明封膠45，使透明封膠45的輪廓與光機(jī) 模板43齊平，透明蓋板42上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤，如圖11所示；或者，如圖9所 示，在LED相關(guān)元器件41上直接包覆透明封膠45，使透明封膠45的輪廓與光機(jī)模板43齊 平，透明膠45上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤。所述透明蓋板42和/或光機(jī)模板43上還 涂敷有熒光粉并加涂保護(hù)層；或者所述透明蓋板42和/或光機(jī)模板43為模具成型的透明 熒光體。透明熒光體為熒光材料與透明材料按重量比為5 30:100配制制成。
所述光機(jī)模板43為圓形板，如圖13所示，圓形板兩側(cè)對稱地切除圓形板所在圓 的兩個弓形，形成兩個對稱缺口 ；所述光機(jī)模板43上還設(shè)有帶對位銷的圓孔，圓孔用于與 電氣接插件11對位連接；以de直徑，對稱X軸以IeS長度，we為弦長，切下圓的兩邊形成 缺口。缺口的用途為當(dāng)光機(jī)模組用于液態(tài)散熱方案時，被加熱的透明絕緣導(dǎo)熱液可從缺口 處進(jìn)行熱循環(huán)，參見圖14。在光機(jī)模板43的X軸正2mm處為圓心,開出8mm直徑圓，圓上 設(shè)有電氣接插件11的對位銷431，如圖13所示；柔性轉(zhuǎn)接電路44與LED相關(guān)元器件41接 點焊接。所述圓形板所在圓的直徑de為18mm或25mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為18mm 時，被切除的兩個弓形的弦長為8.2_，兩條弦之間的距離為16_ ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑 dG為25mm時,被切除的兩個弓形的弦長為9.8mm,,兩條弦之間的距離為23mm ;所述的帶對 位銷的圓孔直徑為8mm,其圓心在偏離圓形板圓心2mm處,且圓孔中心與兩個缺口的距離相 等，即在光機(jī)模板43的X軸正2mm處為圓心,開出8mm直徑圓，圓上設(shè)有電氣接插件11的 對位銷431。所述LED相關(guān)元器件41通過柔性轉(zhuǎn)接電路44將焊盤設(shè)置于圓孔所在處，所述 電氣接插件11插入圓孔后與焊盤相焊接，如圖12所示。
本發(fā)明的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組的應(yīng)用:電氣接插件11通過固定端15固 定在導(dǎo)熱支架3上，電氣接插件11插入光機(jī)模板43的帶對位銷的圓孔與柔性轉(zhuǎn)接電路44 上的焊盤焊接，外延片式的LED燈泡光機(jī)模組外設(shè)有凹形內(nèi)罩61，最終外延片式的LED燈泡 光機(jī)模組懸空于導(dǎo)熱支架3和凹形內(nèi)罩61之間密閉空間內(nèi)，外延片式的LED燈泡光機(jī)模組 的光機(jī)模板43外徑與凹形內(nèi)罩61的內(nèi)徑緊密貼合。這樣就構(gòu)成了一個LED燈泡的核心結(jié) 構(gòu)，最后在凹形內(nèi)罩61內(nèi)注入透明絕緣導(dǎo)熱液(凹形內(nèi)罩61上設(shè)有泄壓孔61.1和密封用 的泄壓膜61.2)，如圖14和圖20所示。圖12和圖14所示的結(jié)構(gòu)均是直接在光機(jī)模板上做 過渡外延層的方案。
實施例3: —種外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，包括在現(xiàn)行LED襯底上做過渡外延 層形成的薄型外延片46，外延片46進(jìn)入反應(yīng)爐分層生長形成LED晶片及相關(guān)電路，并焊接 上相關(guān)元器件，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件。LED晶片、相關(guān)電路及相關(guān)元器件形 成了 LED相關(guān)兀器件41,外延片46與光機(jī)模板43粘合,所述光機(jī)模板43與外延片46的外 形相同，且光機(jī)模板43和外延片46的兩側(cè)均設(shè)有缺口 ；或者直接在光機(jī)模板43上做過渡 外延層，進(jìn)入反應(yīng)爐并在其上分層生長形成LED晶片及相關(guān)電路，并焊接相關(guān)元器件，再打 金線連接LED晶片及相關(guān)元器件。LED晶片、相關(guān)電路及相關(guān)元器件形成了 LED相關(guān)元器件41;所述LED相關(guān)元器件41上使用透明封膠45和/或透明蓋板42進(jìn)行覆蓋，僅露出LED 相關(guān)元器件41上的關(guān)連焊盤。所述透明封膠45和/或透明蓋板42透明蓋板對LED相關(guān) 元器件41進(jìn)行覆蓋的方法是:在LED相關(guān)元器件41的元件間填充少許透明膠找平，使LED 晶片表面與透明蓋板42之間盡可能少地形成透明膠，再采用輪廓與光機(jī)模板43相同的透 明蓋板42加蓋其上，透明蓋板42上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤，如圖16所示；或者，在 LED相關(guān)元器件41的元件間填充少許透明膠找平，使LED晶片表面與透明蓋板42之間盡可 能少地形成透明膠，再采用輪廓小于光機(jī)模板43的透明蓋板42加蓋其上，然后在透明蓋板 42周圍包覆透明封膠45，使透明封膠45的輪廓與光機(jī)模板43齊平，透明蓋板42上設(shè)有開 口區(qū)域，用于露出焊盤，如圖17所示；或者，在LED相關(guān)元器件41上直接包覆透明封膠45， 使透明封膠45的輪廓與光機(jī)模板43齊平，透明膠45上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤和固 定孔，如圖15。
所述光機(jī)模板43如圖18所示，為圓形板，圓形板的兩側(cè)設(shè)有兩個對稱缺口，每個 缺口沿圓形板所在圓的一條弦切割而成的，而且所述弦兩端向外傾斜120度，并通過圓弧 過渡到圓形板所在圓。它的形狀是，以de直徑，對稱X軸以Ie為長度，wG為弦長，在弦長 端向外傾斜120度，以R=L Omm圓弧向直徑de過度，切下圓的兩邊形成缺口。缺口的用途 為當(dāng)光機(jī)模組用于液態(tài)散熱方案時，被加熱的透明絕緣導(dǎo)熱液可從缺口處進(jìn)行熱循環(huán)。如 圖18所述圓形板所在圓的直徑de為20mm、38mm或50mm,所述缺口中的弦長減去兩端向外 傾斜的部分后長度為10mm，過渡用的圓弧的半徑為Imm;兩個缺口所對應(yīng)的兩條弦相互平 行；當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為20mm時,兩條弦之間的距離為15mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直 徑de為38mm時,兩條弦之間的距離為33mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為50mm時,兩條弦 之間的距離為45mm。所述焊盤位于圓形板的缺口內(nèi)側(cè)，各個焊盤分別設(shè)在兩個缺口內(nèi)側(cè)或 集中設(shè)在其中一個缺口內(nèi)側(cè)，接插件11通過柔性轉(zhuǎn)接電路44與焊盤相連。
所述透明蓋板42和/或光機(jī)模板43上還涂敷有熒光粉并加涂保護(hù)層；或者所述 透明蓋板42和/或光機(jī)模板43為模具成型的透明熒光體。透明熒光體為熒光材料與透明 材料按重量比為5 30:100配制制成；所述光機(jī)模板43上還設(shè)有用于固定的固定孔。所述 固定孔的數(shù)量為兩個，兩個固定孔關(guān)于圓形板的圓形中心對稱，且兩個固定孔之間的距離 為de-6,固定孔的直徑為2.2mm ;兩個固定孔的連線,與兩個缺口中心的連線相互正交,如圖 18 ;當(dāng)de=20mm時,單邊開一個固定孔。
本發(fā)明的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組的應(yīng)用:導(dǎo)熱支架3的上設(shè)有開孔，接插 件11插入開孔并通過固定端15固定在導(dǎo)熱支架3上，電氣接插件11通過柔性轉(zhuǎn)接電路44 與LED相關(guān)元器件41上的焊盤焊接，外延片式的LED燈泡光機(jī)模組設(shè)于導(dǎo)熱支架3和凹形 內(nèi)罩61之間密閉空間內(nèi)，凹形內(nèi)罩61上設(shè)有臺階，外延片式的LED燈泡光機(jī)模組擱置在臺階上，并用通過光機(jī)模板外沿與臺階固定，且外延片式的LED燈泡光機(jī)模組的光機(jī)模板外徑與凹形內(nèi)罩61的內(nèi)徑緊密貼合。不同于實施例1和2的地方在于,接插件位于凹形內(nèi)罩 61之外，它通過柔性轉(zhuǎn)接電路44與凹形內(nèi)罩61內(nèi)的LED相關(guān)元器件41的焊盤相連，最后在凹形內(nèi)罩61內(nèi)注入透明絕緣導(dǎo)熱液(凹形內(nèi)罩61上設(shè)有泄壓孔61.1和密封用的泄壓膜 61.2),這樣就構(gòu)成了一個LED燈泡的核心結(jié)構(gòu),如圖19所不,其結(jié)構(gòu)是直接在光機(jī)模板上做過渡外延層的方案。
圖20是本發(fā)明在一種燈泡中的應(yīng)用圖例,在凹形內(nèi)罩61外還可設(shè)置配光光學(xué)透鏡7,配光光學(xué)透鏡7通過內(nèi)卡環(huán)81和透鏡卡環(huán)8固定在導(dǎo)熱支架3上；燈泡固定螺釘105 作燈泡安裝時固定。
以上三個實施例，實現(xiàn)了以下7種規(guī)格的LED光機(jī)模組，這7種規(guī)格的光機(jī)模組能夠滿足大部分的照明要求:
權(quán)利要求
1.一種外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于:包括在現(xiàn)行LED襯底上做過渡外延層形成的薄型外延片(46)，外延片(46)進(jìn)入反應(yīng)爐分層生長形成LED晶片及相關(guān)電路， LED晶片生長完成后不分割，并固晶上相關(guān)元器件，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件； LED晶片及相關(guān)電路和相關(guān)元器件形成了 LED相關(guān)元器件(41)，外延片(46)與光機(jī)模板 (43)粘合,所述外延片(46)與光機(jī)模板(43)的外形相同，且光機(jī)模板(43)和外延片(46) 的兩側(cè)均設(shè)有缺口 ；或者直接在光機(jī)模板(43)上做過渡外延層，進(jìn)入反應(yīng)爐在其上生長形成LED晶片及相關(guān)電路，并固晶上相關(guān)元器件，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件；所述 LED晶片、相關(guān)電路及相關(guān)元器件形成了 LED相關(guān)元器件(41);所述LED相關(guān)元器件(41)上使用透明封膠(45)和/或透明蓋板(42)進(jìn)行覆蓋，僅露出LED相關(guān)元器件(41)上的關(guān)連焊盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于，所述使用透明封膠(45)和/或透明蓋板(42)對LED相關(guān)元器件(41)進(jìn)行覆蓋的方法是:在LED相關(guān)元器件(41)的元件間填充少許透明膠找平，使LED晶片表面與透明蓋板(42)之間盡可能少地形成透明膠，再采用輪廓與光機(jī)模板(43)相同的透明蓋板(42)加蓋其上，透明蓋板(42) 上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤；或者，在LED相關(guān)元器件(41)的元件間填充少許透明膠找平，使LED晶片表面與透明蓋板(42)之間盡可能少地形成透明膠，再采用輪廓小于光機(jī)模板(43)的透明蓋板(42)加蓋其上，然后在透明蓋板(42)周圍包覆透明封膠(45)，使透明封膠(45)的輪廓與光機(jī)模板(43)齊平，透明蓋板(42)上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤；或者，在LED相關(guān)元器件(41)上直接包覆透明封膠(45)，使透明封膠(45)的輪廓與光機(jī)模板 (43)齊平，透明膠(45)上設(shè)有開口區(qū)域，用于露出焊盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于:所述光機(jī)模板 (43)為圓形板，圓形板的兩側(cè)對稱設(shè)有兩個內(nèi)圓弧缺口，圓弧缺口的圓心在圓形板外部的同心圓上；所述光機(jī)模板(43)上還設(shè)有用于與電氣接插件(11)的插針相連的圓孔，所述焊盤在LED相關(guān)元器件(41)上并位于圓孔所在處，電氣接插件(11)的插針插入圓孔后與焊盤相焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于:所述光機(jī)模板 (43)為圓形板，圓形板兩側(cè)對稱地切除圓形板所在圓的兩個弓形,形成兩個對稱缺口 ；所述光機(jī)模板(43)上還設(shè)有帶對位銷的圓孔，圓孔用于與電氣接插件(11)對位連接；所述LED 相關(guān)元器件(41)通過柔性轉(zhuǎn)接電路(44)將焊盤設(shè)置于圓孔所在處，所述電氣接插件(11) 插入圓孔后與柔性轉(zhuǎn)接電路(44)上的焊盤相焊接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于:所述光機(jī)模板 (43)為圓形板，圓形板的兩側(cè)設(shè)有兩個對稱缺口，每個缺口沿圓形板所在圓的一條弦切割而成的，而且所述弦兩端向外傾斜120度，并通過圓弧過渡到圓形板所在圓；所述焊盤位于圓形板的缺口內(nèi)側(cè)，焊盤分別設(shè)在兩個缺口內(nèi)側(cè)或集中設(shè)在其中一個缺口內(nèi)側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于:所述圓形板所在圓的直徑為Ilmm或16mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為Ilmm時,兩個圓弧缺口的圓心在直徑為13mm的圓上,兩個圓弧缺口的半徑為3.2mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為16mm 時，兩個圓弧缺口的圓心在直徑為19mm的圓上,兩個圓弧缺口的半徑為3.6mm;所述的與電氣接插件(11)的插針相連的圓孔為4個，等間 距對稱分布，間距3.5mm，4個圓孔的中心在偏離圓形板圓心2mm處,且4個圓孔的中心與兩個缺口的距離相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于:所述圓形板所在圓的直徑de為18mm或25mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為18mm時,被切除的兩個弓形的弦長為8.2mm,兩條弦之間的距離為16mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為25mm時,被切除的兩個弓形的弦長為9.8mm,兩條弦之間的距離為23mm ;所述的帶對位銷的圓孔直徑為8mm, 其圓心在偏離圓形板圓心2mm處,且圓孔中心與兩個缺口的距離相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于:所述圓形板所在圓的直徑為20mm、38mm或50mm,所述缺口中的弦長減去兩端向外傾斜的部分后長度為 IOmm,過渡用的圓弧的半徑為Imm ;兩個缺口所對應(yīng)的兩條弦相互平行；當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為20mm時,兩條弦之間的距離為15mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為38mm時,兩條弦之間的距離為33mm ;當(dāng)圓形板所在圓的直徑de為50mm時,兩條弦之間的距離為45mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于:所述透明蓋板(42)和/或光機(jī)模板(43)上還涂敷有熒光粉并加涂保護(hù)層；或者所述透明蓋板(42)和/ 或光機(jī)模板(43)為模具成型的透明熒光體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，其特征在于:所述光機(jī)模板(43)上還設(shè)有用于固定的固定孔，所述固定孔的數(shù)量為兩個，兩個固定孔基于圓形板的圓形中心對稱，且兩個固定孔之間的距離為de-6，固定孔的直徑為2 .2mm ;兩個固定孔的連線， 與兩個缺口中心的連線相互正交；當(dāng)de=20mm時,單邊開一個固定孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種外延片式的LED燈泡光機(jī)模組，包括在現(xiàn)行LED襯底上做過渡外延層形成的外延片(46)，外延片(46)進(jìn)入反應(yīng)爐分層生長形成特定位置上的LED晶片及相關(guān)線路，LED晶片生長完成后不分割，檢測合格后，并固晶上相關(guān)元器件，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件。外延片(46)與光機(jī)模板(43)粘合，且光機(jī)模板(43)和外延片(46)的兩側(cè)均設(shè)有缺口；或者直接在光機(jī)模板(43)上做過渡外延層，進(jìn)入反應(yīng)爐在其上生長形成特定位置上的LED晶片及相關(guān)線路，LED晶片生長完成后不分割，檢測合格后，并固晶上相關(guān)元器件，再打金線連接LED晶片及相關(guān)元器件；所述LED相關(guān)元器件(41)上使用透明封膠(45)和/或透明蓋板(42)進(jìn)行覆蓋，僅露出LED相關(guān)元器件(41)上的關(guān)連焊盤。
文檔編號F21S2/00GK103206637SQ20131014013
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者張繼強, 張哲源 申請人:貴州光浦森光電有限公司