專利名稱：一種大功率led擴展光源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子元件，尤其是指一種由小功率芯片制成的大功率LED擴展光源的元件。
背景技術：
目前廣泛使用的LED光源的功率較小，發(fā)光強度低，不能滿足實際的應用需要。雖然大功率的LED光源已在研發(fā)應用，但是大功率LED自身存在的許多問題，尚不能廣泛使用；如散熱問題使LED產(chǎn)品的使用壽命大大折扣。還有，大功率的LED同樣是屬于一種點光源，隨著大功率LED發(fā)光效率的不斷提高，發(fā)光體的直接眩光越來越大。在許多場合，我們不僅需要大功率的LED點光源，而且還需要直接眩光小的大功率的線光源及面光源或有各種形狀的擴展光源，目前雖然有各種集成小功率LED的封裝方法來制成大功率LED。但其目的主要是為了提高發(fā)光強度，在實際應用中還是屬于一種點光源，因此還需把它作為點光源，然后通過二次光學設計后制成各種擴展光源。但點光源的二次光學設計給應用帶來較大的難度。不但光能損耗大，而且發(fā)光強度均勻度較差，特別是LED點光源發(fā)光強度越高導致直接眩光也越大，給二次光學設計帶來更大的困難。如何更好地使LED光源能達到人們對光源的各種需求，既要發(fā)光強度高而均勻、又要色溫均勻、眩光值小，并且方便的能制成各種擴展光源。一直是人們研發(fā)的重點。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有LED技術市場中所存在的以上問題，本發(fā)明提出一種新型的大功率LED擴展光源，它可以有效解決目前市場中存在的一些問題，它是通過下述技術方案得以實現(xiàn)的
一種大功率LED擴展光源，它含有金屬基板1、多個芯片3、透明材料制成的封裝體6，其特征在于多個芯片3位于金屬基板1上的同一連續(xù)平面所形成的線度數(shù)量級為厘米以上的固晶區(qū)2，封裝體6在固晶區(qū)2和焊線區(qū)4上，也是一個線度數(shù)量級為厘米以上的連續(xù)整體。固晶區(qū)2底面是條形或其它形狀的平面，如長方形、弧形、圓形等。其側面按出光角度的要求可以是不同傾斜角度的斜面或拋物面，也可以沒有側面而是一個平臺或凸臺。固晶區(qū)2的底平面上芯片的數(shù)量和固定位置是按擴展光源的亮度、均勻度和散熱要求設計的。
本發(fā)明指的芯片3是指小功率芯片，其驅動電流是在100毫安以下的芯片。
本發(fā)明指的線度是指能夠衡量目標物體大小的有效長度，對于正方形為其邊長，對于圓形則為其直徑等等。本發(fā)明所述的擴展光源線度數(shù)量級遠遠大于芯片的線度數(shù)量級。從物理學知道此時的光源已是一種其于芯片線度的擴展光源。
上述的一種大功率LED擴展光源，其特征在于所述的多個芯片按固晶區(qū)2的形狀連續(xù)排列于基板1的同一平面上。為取得更好的效果，使光路走向一定的角度范圍之內(nèi)，基板上固晶區(qū)2可以設計成凹槽形，凹槽可以用多個連續(xù)的相同圓錐臺柱體相連貫通形成，且多個圓錐臺柱體的相鄰的下底面圓相切，上底面圓相交，這樣形成的凹槽內(nèi)再放置多個芯片，這樣的連續(xù)凹槽形成上面所講到固晶區(qū)2。芯片放置于每個圓錐臺底面的中央，每個圓錐臺底面相連接，形成一個長方形的、或可以是弧形、圓形等各種形狀的固晶區(qū)2，通過封裝體6集成封裝，最終可以形成各種不同形狀的擴展光源。這樣制成的擴展光源由于芯片3發(fā)光層光路的疊加可以達到極高的亮度，同時可以解決大功率LED散熱困難所帶來的弊端，使LED中普遍出現(xiàn)的散熱問題，在這里可以得到很好解決。因為單個芯片的功率不是很大，因而所產(chǎn)生的結溫相對較小，可以有效散發(fā)，而總體的功率則因有多個LED芯片連接，可以達到很大，產(chǎn)生高亮度的發(fā)光效果。在此，在金屬基板1上設置有凹槽，并將芯片3放置于其中的目的是可以使光路按照設計人的意愿傳播，即讓光路按照事先設計好的側面斜度控制發(fā)光角度，而且整個長條形光源的每一段上都具有相同的角度，具有良好的一致性。如對發(fā)光角度要求不高，固晶區(qū)3可設計成平臺或凸臺，同樣可以制成大功率LED擴展光源。
上述的一種大功率LED擴展光源，所述的封裝體6是環(huán)氧樹脂或硅膠，也可以是其它高透光率的透明材料，封裝體6可以制成各種形狀，再次改變發(fā)光角度。在此，需要強調的是這種封裝體6本身就是發(fā)光面，也應當是連續(xù)的并且均勻的，這樣可以使光源所產(chǎn)生的色溫及發(fā)光強度更加均勻。
上述的一種大功率LED擴展光源，其特征在于所述的基板1是由導熱性能良好的金屬材料制成，其形狀可按擴展光源的要求制成各種形狀的線光源及各種形狀的擴展光源，由于點光源通過二次光學設計制成擴展光源發(fā)光強度極不均勻，而先將LED集成封裝成線光源再制成擴展光源就能解決了發(fā)光強度不均勻的問題。
上述的一種大功率LED擴展光源不僅可以制成單色光大功率LED擴展光源，也可以通過添加熒光粉或用紅、綠、藍芯片混光制成白光大功率LED擴展光源。
在上述的發(fā)明內(nèi)容中，是以單排固晶區(qū)2為設計藍本，也可以是多排固晶區(qū)2并列設置，這里還可以采用條形的、環(huán)形的、或弧形的等各種形狀的并列方式，最終可以形成一個線度數(shù)量級遠遠大于芯片的線度數(shù)量級的平面，如正方形的，圓形的等等擴展光源，但是這些擴展光源的基礎是有前面所述的單排擴展光源。
本發(fā)明的有益效果是可以把線度為微米級的芯片發(fā)光體制成各種不同發(fā)光角度的大功率LED擴展光源，同時可以達到有效散熱的效果，使發(fā)光強度高且均勻與色溫均勻，而且制作成本低、工藝簡單，便于大批量連續(xù)生產(chǎn)，具有極高的社會效益與經(jīng)濟效益。
圖1條形擴展光源圖2凹槽形固晶區(qū)視圖及剖視圖圖3凹槽形擴展光源光路圖圖4a凹槽形固晶區(qū)剖視圖 b平面形固晶區(qū)剖視圖 c凸臺形固晶區(qū)剖視圖圖5弧形擴展光源1、金屬基板2、固晶區(qū)3、芯片4、焊線區(qū)5、固定孔6、封裝體7、光線具體實施方式
實施例1，參照圖1，條形的金屬基板1上有固晶區(qū)2、焊線區(qū)4。其中焊線區(qū)4是在金屬基板1上經(jīng)過絕源處理后加工的鍍層，與金屬基板1具有較高的絕緣要求。固晶區(qū)2是經(jīng)過規(guī)定加工的具有鏡面反射層的凹槽。在圖2中，凹槽的底面由于是相切的圓形，因此從中心線剖視其底面已連接成一條線，底面相對微米級的芯片已是一個線度數(shù)量級是厘米以上的連續(xù)平面，然后將芯片3固晶在凹槽的中心，用焊線將芯片的正負極引到焊線區(qū)4，最后從微觀上看其用透明的封裝體6保護芯片3及焊線，透明封裝體6可按要求制成不同發(fā)光角度的條形發(fā)光面，由圖3的光路可知，經(jīng)過這樣特殊封裝的發(fā)光體，由于線度數(shù)量級為微米的芯片3連續(xù)排列固晶在線度數(shù)量級為厘米的同一底平面固晶區(qū)上，從發(fā)光面發(fā)射出的光線已是一條均勻度較高的基于芯片的線光源。然后通過封裝體6的混光從封裝體6表面發(fā)射的光線7上已是一條色溫及發(fā)光強度均勻度較高的線光源。在圖1中，將安裝孔5把金屬基板1固定后，從焊線區(qū)4通入驅動電流就可以得到發(fā)光強度高并且均勻的線光源。在實際使用時，可用串并聯(lián)方式將小模塊線光源串成更長的線光源和面光源，該特殊封裝方式極其方便大批量連續(xù)生產(chǎn)，設備要求簡單、成本也低、散熱性能好，該特殊封裝方式已可按同樣的方式封裝成弧形光源或出光面積更大的面光源發(fā)光體。實際應用中應用二次光學設計可以比點光源制成的各種擴展光源發(fā)光強度更均勻，同時可以大大降低發(fā)光體的直接眩光。如果需要制成白光大功率LED擴展光源也可通過添加熒光粉或用一定比例紅、綠、藍芯片制成。
本發(fā)明的其他實施方式可以通過改變固晶區(qū)2的形狀，及芯片3固晶的位置及封裝體6的形狀，按實施例1的封裝方法得到不同形狀或不同發(fā)光角度的大功率LED擴展光源。如圖4，不同芯片3的固晶位置，有固晶區(qū)2在凹槽內(nèi)(a)、固晶區(qū)2在平面臺上(b)、或固晶區(qū)2在凸臺上(c)。如圖5，弧形的固晶區(qū)2。
權利要求1.一種大功率LED擴展光源，它含有金屬基板(1)、多個芯片(3)、透明材料制成的封裝體(6)，其特征在于多個芯片(3)位于金屬基板(1)上的同一連續(xù)平面所形成的線度數(shù)量級為厘米以上的固晶區(qū)(2)，封裝體(6)在固晶區(qū)(2)和焊線區(qū)(4)上，也是一個線度數(shù)量級為厘米以上的連續(xù)整體。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大功率LED擴展光源，其特征在于所述的固晶區(qū)(2)是長方形、弧形，側面是不同傾斜角度的斜面、拋物面、沒有側面的平臺或凸臺。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種大功率LED擴展光源，其特征在于所述固晶區(qū)(2)為凹槽形，則多個芯片(3)位于多個連續(xù)的相同圓錐臺柱體相連貫通形成的固晶區(qū)(2)凹槽內(nèi)，且多個圓錐臺柱體的相鄰的上底面相交，下底面相切。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種大功率LED擴展光源，其特征在于所述的封裝體(6)是環(huán)氧樹脂或硅膠制備而成的長方體、球體、錐體、柱體。
專利摘要本發(fā)明公布了一種大功率LED擴展光源，它是屬于一種電子元件，尤其是指一種由小功率LED制成大功率LED擴展光源的元件。本實用新型是通過在基板上設置固晶區(qū)，固晶區(qū)是同一連續(xù)平面所形成的，在固晶區(qū)可放置若干芯片，并且用環(huán)氧樹脂或硅膠封裝成一個連續(xù)整體。根據(jù)擴展光源的不同使用需求，可以在固晶區(qū)的側面設計成不同的傾斜角度的斜面或拋物面等。本實用新型的優(yōu)點是可以達到有效散熱的效果，使發(fā)光強度高且均勻與色溫均勻，而且制作成本低、工藝簡單，便于大批量連續(xù)生產(chǎn)，具有極高的社會效益與經(jīng)濟效益。本實用新型的產(chǎn)品可廣泛應用于各種需要擴展光源、照明、顯示的場合。
文檔編號H01L23/28GK2929964SQ200620105870
公開日2007年8月1日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權日2006年7月21日
發(fā)明者吳明番 申請人:吳明番