專利名稱：一種led集成光源板的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種LED集成光源板。
背景技術(shù)：
LED作為一種新型照明光源以其節(jié)能、環(huán)保、發(fā)光效率高、壽命長等突出優(yōu)點正越 來越廣泛地應用在各種場合。采用大功率LED光源應用在燈具中現(xiàn)在已經(jīng)可以作為路燈、 洗墻燈等大型燈具使用。在大功率LED光源中普遍將LED芯片及透鏡先封裝成直插式燈珠 或是貼片式封裝，這通常稱為第一次光源封裝，再將封裝好的LED焊接在導熱絕緣基板如 鋁基板、銅基板上形成的一個光源板，稱作第二次光源封裝，并通過導熱絕緣基板進行散熱 及作為電路連接的基板。由于其必須經(jīng)過二次光源封裝，其工序復雜，成本高，生產(chǎn)效率低。將LED芯片直接焊接或是膠粘在導熱絕緣基板或是普通電路板上的技術(shù)稱作平 面集成光源的技術(shù)，由于借用一次封裝即可形成光源板，所以其成本低、生產(chǎn)效率高。但是 對于平面集成LED光源，在生產(chǎn)過程中，其熒光粉的厚度不容易控制，因此導致光源的色溫 不容易控制，色溫精確度較差。另外，目前在平面集成LED光源的制造過程中一般需要用到 模具，使得工藝較復雜，成本較高。目前平面集成光源的技術(shù)需要在LED芯片涂上一層硅膠或樹脂作為保護層，尚未 能在其表面形成有效的球面透鏡，充其量僅能形成平面型透鏡，其發(fā)光效率低，大多數(shù)出光 全反射進入覆蓋在其表面的硅膠或樹脂體內(nèi)，或是向周圍散開而無法向前或向上發(fā)光，如 圖1所示。另外，對于球面透鏡，如果球面透鏡的焦點O在LED芯片發(fā)光水平面之下，如圖2 所示，其出光大多會向周圍側(cè)面散發(fā)，而無法向上或向前發(fā)射，因此出光不理想，稱作散光 型透鏡，故理想的球面透鏡其球面焦點0應位于LED芯片發(fā)光水平面上，如圖3所示，其發(fā) 光角度雖大，但多向前射出形成大角度透鏡，如果球面透鏡的焦點0位于LED芯片發(fā)光水平 面之上，則大多數(shù)出光會向前或向上射出形成聚光型透鏡，如圖4所示。對于平面集成LED 光源，若采用多芯片LED模組或者采用多顆小芯片LED集成塊作為光源的單元，目前普遍 采用如圖5所示的方法，通過一個透鏡將單元中的所有LED芯片覆蓋，即采用單透鏡配多芯 片的模式，為了覆蓋所有的LED芯片，單透鏡的半徑變得很大，使得整個透鏡的體積較大， 材料用量較大，由于透鏡的材料采用光學硅膠或樹脂，這種材料價格昂貴，使得透鏡的成本 高，不經(jīng)濟；而且單透鏡使得其中各LED芯片的光學中心不一致，透鏡配光的精確性受到一 定的影響。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、結(jié)構(gòu) 簡單、工藝簡單、生產(chǎn)效率高、色溫精度高的LED集成光源板。本實用新型的LED集成光源板所采用的技術(shù)方案是本實用新型的LED集成光源 板包括導熱絕緣基板、至少一個LED光源單元，所述LED光源單元包括若干個LED模組，每 個所述LED模組由多顆LED芯片集成構(gòu)成或由單顆LED芯片單獨構(gòu)成，所述導熱絕緣基板的表面敷設有由金屬層構(gòu)成的電路連線、散熱箔片，所述LED模組與所述電路連線相電連 接，所述LED芯片與所述散熱箔片相連接并傳導熱量，每個所述LED模組的周圍均涂布包圍 有高度為0. 3 1. 5mm的白色膠體圍堰，所述膠體圍堰內(nèi)填充硅膠或樹脂將所述LED芯片覆蓋。所述硅膠或樹脂內(nèi)填充熒光粉。每個所述LED模組的出光方向均覆有球面透鏡，所述球面透鏡采用點膠方式由 硅膠或樹脂固化形成。所述球面透鏡的焦點位于所述LED模組的出光表面的同一平面內(nèi)或者位于所述 LED模組的出光表面之上。所述導熱絕緣基板為金屬基板，所述金屬基板的上表面設有導熱絕緣層。或者，所述導熱絕緣基板為陶瓷基板或PCB電路板。所述膠體圍堰呈圓形或方形。所述膠體圍堰反光不透光。所述導熱絕緣基板上設有若干安裝固定孔。每個所述LED模組內(nèi)的所述LED芯片之間串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接，各所述 LED模組之間串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接。本實用新型的有益效果是由于本實用新型的LED集成光源板包括導熱絕緣基 板、至少一個LED光源單元，所述LED光源單元包括若干個LED模組，每個所述LED模組由多 顆LED芯片集成構(gòu)成或由單顆LED芯片單獨構(gòu)成，所述導熱絕緣基板的表面敷設有由金屬 層構(gòu)成的電路連線、散熱箔片，所述LED模組與所述電路連線相電連接，所述LED芯片與所 述散熱箔片相連接并傳導熱量，每個所述LED模組的周圍均涂布包圍有高度為0. 3 1. 5mm 的白色膠體圍堰，所述膠體圍堰內(nèi)填充硅膠或樹脂將所述LED芯片覆蓋，本實用新型采用 較簡單的制造工藝，在所述導熱絕緣基板上同步平面封裝LED模組，只通過膠體圍堰就可 以有效控制硅膠或樹脂的厚度，如果硅膠或樹脂內(nèi)填充熒光粉，則可以精確控制光源的色 溫，膠體圍堰的形成可以通過常用的涂膠機自動形成，生產(chǎn)效率高，且不需要專用模具，故 本實用新型的LED集成光源板成本低、結(jié)構(gòu)簡單、工藝簡單、生產(chǎn)效率高、色溫精度高；由于本實用新型的每個所述LED模組的出光方向均覆有球面透鏡，所述球面透鏡 采用點膠方式由硅膠或樹脂固化形成，可避免平面型透鏡在發(fā)光角度較大時固有的全反射 現(xiàn)象，因此提高了光源的發(fā)光效率，另外本實用新型采用LED模組及其球面透鏡同步一次 封裝的方法，在應用于燈具中時，只需模塊化直接安裝即可，克服了現(xiàn)有技術(shù)中單顆LED 芯片獨立貼片封裝成本高、生產(chǎn)效率低的弊端，故本實用新型的LED集成光源板成本低、生 產(chǎn)效率高，能夠提高發(fā)光效率；由于本實用新型的每個所述LED模組的出光方向均覆有球面透鏡，在保證覆蓋所 有的LED芯片的情況下，將LED光源單元中配置一個大半徑大體積的單透鏡變?yōu)槎鄠€小半 徑的透鏡形式，使得整個透鏡的體積減少，材料用量減少，節(jié)省了價格昂貴的光學硅膠或樹 脂的用量，使得透鏡的成本大大降低，經(jīng)濟性得到明顯提升，另外多透鏡使得其中各LED芯 片的光學中心更加精確，透鏡配光的精確性更高，故本實用新型的LED集成光源板成本低、 能夠提高配光精確性。
圖1是LED芯片位于平面透鏡內(nèi)的發(fā)光示意圖；圖2是LED芯片位于球形透鏡的焦點0上方的發(fā)光示意圖；圖3是LED芯片位于球形透鏡的焦點0處的發(fā)光示意圖；圖4是LED芯片位于球形透鏡的焦點0下方的發(fā)光示意圖；圖5是單透鏡配多芯片的模式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型實施例一的LED集成光源板的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6所示的N-N斷面放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是是圖7所示的I處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本實用新型實施例二與圖7位置對應的斷面放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖9所示的II處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一如圖6 圖8所示，本實施例的LED集成光源板是一種可同時同步生產(chǎn)多單元并 可直接接于220V交流市電的不帶透鏡的平面LED集成光源板，包括導熱絕緣基板1、六個 互相之間各自獨立無關聯(lián)的LED光源單元30，所述LED光源單元30包括M個互相串聯(lián)的 LED模組31，每個所述LED模組31由四顆互相串聯(lián)的LED芯片3集成構(gòu)成，當然所述LED 模組31也可以由單顆LED芯片3單獨構(gòu)成，所述導熱絕緣基板1為金屬鋁基板，當然也可 以采用銅基板等其他金屬基板，所述金屬基板的上表面設有導熱絕緣層10，所述導熱絕緣 基板1的表面敷設有由金屬層構(gòu)成的電路連線21、散熱箔片22，所述LED模組31與所述電 路連線21相電連接，每個所述LED模組31內(nèi)的所述LED芯片3之間以及各所述LED模組 31之間的電路串、并聯(lián)關系可根據(jù)實際電源的情況進行設置，當然，LED照明電路還可能包 括其他必要的電子元件及模塊，在此不予贅述，所述LED芯片3與所述散熱箔片22相連接 并傳導熱量，所述導熱絕緣基板1上設有便于同步生產(chǎn)定位識別的若干安裝固定孔11，每 個所述LED模組31的周圍均涂布包圍有高度為0. 3 1. 5mm的白色不透明的有機膠體圍 堰4，所述膠體圍堰4內(nèi)填充硅膠或樹脂6將所述LED芯片3覆蓋，所述硅膠或樹脂6內(nèi)填 充熒光粉，所述膠體圍堰4呈圓形，當然也可以為方形或其他形狀，所述膠體圍堰4反光不 透光，有利于將所述LED芯片3側(cè)面發(fā)出的光反射出去，提高發(fā)光效率。本實施例的LED集成光源板的制造方法包括以下步驟(a)在導熱絕緣基板1上將由多顆LED芯片3集成構(gòu)成的LED模組31固定在散熱 箔片22上，通過打線5將所述LED芯片3相互間串聯(lián)電連接，同時將所述LED模組31的正 負極與電路連線21相電連接；(b)在所述LED模組31的周圍通過自動涂膠機涂布一圈高度為0. 3 1. 5mm白 色的可室溫固化、半流淌的有機硅膠膠體，形成膠體圍堰4，并在100 180°C下烘烤固化 30 90分鐘，當然也可以采用手工涂膠，而且也可以涂布樹脂膠體；(c)在所述膠體圍堰4內(nèi)填充含有熒光粉的硅膠或樹脂6，并在100 180°C下對 其再烘烤固化30 90分鐘。實施例二 [0036]如圖9、圖10所示，本實施例的LED集成光源板與實施例一的區(qū)別特征在于本實 施例中，所述導熱絕緣基板1為Al2O3或AlN等陶瓷基板，因此所述陶瓷基板的表面不需要 設有導熱絕緣層；每個所述LED模組31的出光方向均覆有球面透鏡41，所述球面透鏡41采 用點膠方式并固化形成，所述球面透鏡41的焦點位于所述LED模組31的的出光表面的同 一平面內(nèi)，如圖3所示，此時LED芯片發(fā)出的光都能有效射出，不會有全反射現(xiàn)象，同樣條件 下其出光率可比實施例一提高5 20%，是一種大角度透鏡的配光設計，此時光源的發(fā)光 效率最高，當然所述球面透鏡41的焦點也可以位于所述LED模組31的出光表面之上，如圖 4所示，此時LED芯片發(fā)出的光能有效發(fā)散出來，并且縮小了發(fā)光角度，以達到聚光的效果， 是一種聚光型透鏡的配光設計，所述球面透鏡41由透明的硅膠或樹脂固化形成。另外，本實施例的LED集成光源板的制造方法在實施例一的步驟(c)后還包括以 下步驟(d)通過自動涂膠機將粘度為25000 40000cps的透明硅膠或樹脂膠體滴在固化 后的所述膠體圍堰4及硅膠或樹脂6區(qū)域上，當然也可以采用手工滴膠，依靠透明硅膠或樹 脂的表面張力自然形成球狀鼓包，使其覆蓋在所述LED模組31上形成球形膠體；(e)在100 180°C下對所述球形膠體烘烤60 300分鐘，使其固化，形成所述球 面透鏡41。本實施例的其余特征與實施例一相同。本實施例可避免平面型透鏡在發(fā)光角度較大時固有的全反射現(xiàn)象，因此提高了光 源的發(fā)光效率，另外本實施例采用LED模組31及其球面透鏡41同步一次封裝的方法，在 應用于燈具中時，只需模塊化直接安裝即可，克服了現(xiàn)有技術(shù)中單顆LED芯片獨立貼片封 裝成本高、生產(chǎn)效率低的弊端；本實施例在保證覆蓋所有的LED芯片3的情況下，將LED光 源單元30中配置一個大半徑大體積的單透鏡變?yōu)槎鄠€小半徑的透鏡形式，使得整個透鏡 的體積減少，材料用量減少，節(jié)省了價格昂貴的光學硅膠或樹脂的用量，使得透鏡的成本大 大降低，經(jīng)濟性得到明顯提升，另外多透鏡使得其中各LED芯片3的光學中心更加精確，透 鏡配光的精確性更高；因此本實施例的成本低、生產(chǎn)效率高，能夠提高發(fā)光效率和配光精確 性。本實用新型的所述導熱絕緣基板1不限于實施例中所述，也可以采用PCB電路板 或其它導熱絕緣基板。本實用新型采用較簡單的制造工藝，在所述導熱絕緣基板1上同步平面封裝LED 模組31，只通過膠體圍堰4就可以有效控制熒光粉的厚度，從而精確控制光源的色溫，膠體 圍堰4的形成可以通過常用的涂膠機自動形成，生產(chǎn)效率高，且不需要專用模具，因此本實 用新型的LED集成光源板成本低、結(jié)構(gòu)簡單、工藝簡單、生產(chǎn)效率高、色溫精度高。本實用新型可廣泛應用于LED集成光源領域。
權(quán)利要求1.一種LED集成光源板，其特征在于包括導熱絕緣基板(1)、至少一個LED光源單元(30)，所述LED光源單元(30)包括若干個LED模組(31)，每個所述LED模組(31)由多顆 LED芯片(3)集成構(gòu)成或由單顆LED芯片(3)單獨構(gòu)成，所述導熱絕緣基板(1)的表面敷設 有由金屬層構(gòu)成的電路連線(21)、散熱箔片(22)，所述LED模組(31)與所述電路連線Ql) 相電連接，所述LED芯片C3)與所述散熱箔片0 相連接并傳導熱量，每個所述LED模組(31)的周圍均涂布包圍有高度為0.3 1.5mm的白色膠體圍堰0)，所述膠體圍堰內(nèi) 填充硅膠或樹脂(6)將所述LED芯片C3)覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED集成光源板，其特征在于所述硅膠或樹脂(6)內(nèi)填充 熒光粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED集成光源板，其特征在于每個所述LED模組(31)的出 光方向均覆有球面透鏡(41)，所述球面透鏡采用點膠方式由硅膠或樹脂固化形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED集成光源板，其特征在于所述球面透鏡的焦點位 于所述LED模組(31)的出光表面的同一平面內(nèi)或者位于所述LED模組(31)的出光表面之上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的LED集成光源板，其特征在于所述導熱絕緣 基板(1)為金屬基板，所述金屬基板的上表面設有導熱絕緣層(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的LED集成光源板，其特征在于所述導熱絕緣 基板(1)為陶瓷基板或PCB電路板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的LED集成光源板，其特征在于所述膠體圍堰 (4)呈圓形或方形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的LED集成光源板，其特征在于所述膠體圍堰 (4)反光不透光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的LED集成光源板，其特征在于所述導熱絕緣 基板(1)上設有若干安裝固定孔(11)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的LED集成光源板，其特征在于每個所述LED 模組(31)內(nèi)的所述LED芯片C3)之間串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接，各所述LED模組(31) 之間串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接。
專利摘要本實用新型公開了一種成本低、結(jié)構(gòu)及工藝簡單、生產(chǎn)效率高、色溫精度高的LED集成光源板。本實用新型包括導熱絕緣基板(1)、LED光源單元(30)，LED光源單元(30)包括若干個LED模組(31)，每個LED模組(31)由多顆LED芯片(3)集成或由單顆LED芯片(3)單獨構(gòu)成，導熱絕緣基板(1)的表面敷設有由金屬層構(gòu)成的電路連線(21)、散熱箔片(22)，LED模組(31)與電路連線(21)相電連接，LED芯片(3)與散熱箔片(22)相連接并傳導熱量，每個LED模組(31)的周圍均涂布包圍有高度為0.3～1.5mm的白色膠體圍堰(4)，膠體圍堰(4)內(nèi)填充硅膠或樹脂(6)將LED芯片(3)覆蓋。本實用新型可廣泛應用于LED集成光源領域。
文檔編號H01L33/54GK201829498SQ20102050292
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者吳俊緯 申請人:廣州南科集成電子有限公司