高光效led集成光源及l(fā)ed燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于照明【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及高光效LED集成光源及LED燈。高光效LED集成光源，包括設(shè)置有凹槽和PCB線路的封裝基板、置于所述凹槽中的LED芯片和將所述LED芯片灌封于所述凹槽中的熒光膠層，所述LED芯片通過電極引線與相鄰LED芯片和基板PCB線路相連接，述凹槽的表面設(shè)有反射層，所述熒光膠層的上表面具有一微透鏡結(jié)構(gòu)。通過在熒光膠層的上表面設(shè)有微透鏡結(jié)構(gòu)，減少了全反射，降低了光損耗，所述凹槽表面設(shè)有反射層，如此，LED芯片發(fā)出的側(cè)向光線，由反射層反射，經(jīng)熒光膠層的上表面照射出去，大幅提高了集成光源的出光效率。采用上述高光效LED集成光源的燈具，結(jié)構(gòu)緊湊，占據(jù)空間小，降低了生產(chǎn)成本，更具有市場競爭力，適用于各照明領(lǐng)域。
【專利說明】高光效LED集成光源及LED燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于照明【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及高光效LED集成光源及LED燈。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在LED產(chǎn)業(yè)中，由于現(xiàn)代科技產(chǎn)品越來越講究輕薄與高可攜性，此外，為了節(jié)省多顆LED芯片設(shè)計的系統(tǒng)板空間問題，便在高功率LED系統(tǒng)需求中，開發(fā)出直接將芯片粘貼于系統(tǒng)板的COB技術(shù)(C0B即Chip on Board板上芯片)。
[0003]圖1為現(xiàn)有LED集成光源結(jié)構(gòu)示意圖。由圖易知，LED集成光源中將LED芯片固設(shè)于所述基板102上，并通過金線108依次相連，且于所述基板102的周邊設(shè)置一個圍壩103，將其封裝。所述LED集成光源的出光面105為一個平面，光線從光密介質(zhì)熒光膠106射向光疏介質(zhì)空氣中，當(dāng)光線角度大于全反射角時，會發(fā)生全反射，全反射光線返回光源內(nèi)部，被LED芯片107、基板102或熒光膠106吸收而損失，從而導(dǎo)致光源的出光效率偏低。再者，LED芯片107發(fā)出的光線中，有很大一部分光從側(cè)面發(fā)出，形成側(cè)向光線101，集成封裝后，LED芯片側(cè)面發(fā)出的大部分側(cè)向光線101并不直接射向出光面105，而被LED芯片107、基板102或熒光膠106吸收而損失，因此，導(dǎo)致光源的出光效率低。通常，集成式封裝LED光源相對于單顆LED封裝光效要低20%左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高光效LED集成光源及LED燈，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中光源的出光效率低的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，高光效LED集成光源，包括封裝基板、LED芯片和熒光膠層，所述封裝基板設(shè)置有多個凹槽和用于導(dǎo)電的PCB線路，所述凹槽底部固設(shè)有LED芯片，所述LED芯片通過電極引線與相鄰LED芯片和基板PCB線路相連接，所述凹槽的表面設(shè)有反射層，所述熒光膠層灌封所述凹槽并將所述LED芯片覆蓋，所述熒光膠層的上表面為出光面，所述出光面具有一微透鏡結(jié)構(gòu)。
[0006]具體地，所述微透鏡結(jié)構(gòu)包括多個微透鏡件，所述微透鏡構(gòu)件呈陣列分布且各所述微透鏡構(gòu)件首尾相連。
[0007]具體地，所述微透鏡構(gòu)件呈球缺狀，各所述球缺呈矩形陣列分布且沿行、列方向首尾相連排布。
[0008]具體地，所述微透鏡構(gòu)件呈球缺狀，各所述球缺呈環(huán)形陣列分布且沿所述環(huán)形陣列的圓周方向和直徑方向首尾相連排布。
[0009]進(jìn)一步地，各所述凹槽的上方覆蓋有至少一個所述球缺，各相鄰所述球缺相連接。
[0010]進(jìn)一步地,所述球缺的曲率半徑為0.1mm?0.3mm,高度為0.1mm?0.15_。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述PCB線路設(shè)置于所述凹槽的周邊處，所述凹槽呈環(huán)形分布，各所述凹槽內(nèi)設(shè)有至少一 LED芯片。
[0012]進(jìn)一步地，所述反射層為金屬鍍層，所述金屬鍍層由純金或純銀制作而成。[0013]進(jìn)一步地，所述封裝基板采用鋁、鋁合金、銅及氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷制作而成。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的高光效LED集成光源，通過在熒光膠層的上表面設(shè)置微透鏡結(jié)構(gòu)，減少全反射，降低了光損耗，以及在封裝基板表面形成凹槽的結(jié)構(gòu)，并于所述凹槽表面鍍有反射層，如此，LED芯片發(fā)出的側(cè)向光線，將由所述反射層反射，經(jīng)所述熒光膠層的上表面照射出去，大幅提高了集成光源的出光效率。同時，熒光膠層上表面的微透鏡結(jié)構(gòu)還能使光源的出光更為均勻，色溫均勻性更佳。
[0015]一種LED燈具，包括支架和安裝于所述支架上的光源，所述光源為上述的高光效LED集成光源。
[0016]采用上述高光效LED集成光源的燈具，可使LED燈具的出光效率更高，且結(jié)構(gòu)緊湊，從而減少了整個燈具所占據(jù)的空間，降低了生產(chǎn)成本，更具有市場競爭力，可以廣泛適用于各照明領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有LED集成光源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為實施例一中的高光效LED集成光源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為實施例二中的高光效LED集成光源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為實施例高光效LED集成光源未覆蓋熒光膠層時的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖5為實施例高光效LED集成光源覆蓋熒光膠層時的立體結(jié)構(gòu)圖。
[0022]標(biāo)記說明:
[0023]101側(cè)向光線 201封裝基板
[0024]102 基板202 PCB 線路
[0025]103 圍壩203 LED 芯片
[0026]104全反射光線204電極引線
[0027]105出光面 205熒光膠層
[0028]106熒光膠層 206凹槽
[0029]107 LED 芯片 207 球缺
[0030]108金線208固定孔
[0031]2061底面2062斜側(cè)面
【具體實施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]以下結(jié)合具體附圖對本發(fā)明的實現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0034]本發(fā)明提供的一種高光效LED集成光源，參見圖1-圖5所示，其包括封裝基板201、LED芯片203和熒光膠層205，本發(fā)明的實施例中，所述LED芯片203常選用為藍(lán)光LED芯片203。所述熒光膠層205中包含有LED熒光粉，所述熒光膠層205將所述LED芯片203固定封裝于所述封裝基板201上，所述封裝基板201設(shè)置有凹槽206和PCB線路202，所述凹槽206設(shè)有多個，所述PCB線路202用于導(dǎo)電，為各LED芯片203傳輸信號，所述LED芯片203固設(shè)于所述凹槽206的底部，所述LED芯片203通過電極引線204與相鄰LED芯片203和基板PCB線路202電性連接，各所述LED芯片203通過該PCB線路202與外部電源實現(xiàn)電性連接；所述凹槽206的表面鍍有反射層，所述熒光膠層205灌封所述凹槽206并將所述LED芯片203覆蓋，所述熒光膠層205的上表面為出光面，所述出光面具有一微透鏡結(jié)構(gòu)。實際制造中，所述熒光膠層205通過注塑方式固定于所述封裝基板201上，同時在其出光面上形成微透鏡結(jié)構(gòu)；本發(fā)明提供的實施例一中的所述封裝基板201為氧化鋁陶瓷基板；提供的實施例二中的所述封裝基板201為鋁基板。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的高光效LED集成光源，通過在熒光膠層205的上表面設(shè)置微透鏡結(jié)構(gòu)，減少了全反射，降低了光損耗，以及在封裝基板201表面形成凹槽206的結(jié)構(gòu)，并于所述凹槽206表面設(shè)有反射層，如此，LED芯片203發(fā)出的側(cè)向光線，將由所述反射層反射，經(jīng)所述熒光膠層205的上表面照射出去，且僅通過一次反射即將側(cè)向光線穿射熒光膠層205，大幅提高了集成光源的出光效率。同時，LED芯片203發(fā)出的光在經(jīng)過微透鏡結(jié)構(gòu)時，出光面被微透鏡結(jié)構(gòu)分割，從而將LED芯片203發(fā)出的光重新疊加于所需照射的照射面上，從而使得到各方向上色溫一致性更佳。
[0036]具體地，參見圖2和圖3所示，各所述凹槽206相鄰分布，所述凹槽206包括底面2061和斜側(cè)面2062，所述斜側(cè)面2062的一端環(huán)繞所述底面2061且與所述底面2061連接，另一端與所述金屬基體的表面平齊，LED芯片203貼設(shè)于所述底面2061上，所述低面和斜側(cè)面2062均鍍設(shè)有反射層。如此設(shè)置，所述LED芯片203發(fā)出的側(cè)向光線可最大程度的經(jīng)過所述凹槽206的斜側(cè)面2062即可反射出去，投向所需照明區(qū)域。這樣，大大提高了側(cè)向光線的出光率，且光路短，光線反射路線穩(wěn)定可靠，從而保證了所述高光效LED集成光源的出光的穩(wěn)定性和可靠性。
[0037]具體地，所述微透鏡結(jié)構(gòu)包括多個微透鏡構(gòu)件，所述微透鏡構(gòu)件陣列分布且各所述微透鏡構(gòu)件首尾相連。如此，可將由LED芯片203發(fā)出的光打散，進(jìn)行重新分布，擴(kuò)大該LED集成光源的照明區(qū)域，使得效LED集成光源的出光更為均勻，色溫均勻性更佳。
[0038]優(yōu)選地，如圖2和圖3所示，所述微透鏡構(gòu)件呈球缺狀，如圖5所示，各所述球缺207呈矩形陣列分布且沿行、列方向首尾相連排布。如圖2和圖3所示，所述微透鏡結(jié)構(gòu)的出光面呈波浪狀。于出光面的頂部，各波峰和波谷依次交替延伸分布，形成一個透鏡曲面，減少所述LED芯片朝各個方向發(fā)出的光線發(fā)生全反射，進(jìn)而，減少了光損耗，提高了出光效率。
[0039]當(dāng)然，也可將各所述球缺207環(huán)形陣列布置，并使其沿環(huán)形陣列的圓周方向和直徑方向首尾相連排布，這樣整個LED集成光源的出光面呈現(xiàn)為一個圓形?？梢岳斫?，實際應(yīng)用中，根據(jù)具體的需要合理的設(shè)置該球缺207的排列方式，一方面可以保證出光的效率，另一方面可豐富LED集成光源出光面的外觀，提升美感，更具有市場競爭力。
[0040]進(jìn)一步地，各所述凹槽206的上方覆蓋有至少一個所述球缺207，各相鄰所述球缺207彼此連接。如此，可以保證各個凹槽206內(nèi)的LED芯片203發(fā)出的光都能通過該球缺207投射到所需要照明的區(qū)域。
[0041]可以理解的，根據(jù)具體的需要，合理設(shè)置各所述凹槽206的上方覆蓋的球缺207的數(shù)量和大小，如圖2所述，所述凹槽206的上方覆蓋的球缺207數(shù)量為4個，如圖3所述，所述凹槽206上方覆蓋的球缺207數(shù)量為2個。
[0042]優(yōu)選地，將各個所述凹槽206的上方覆蓋的球缺207的數(shù)量設(shè)置為雙數(shù)。如此，可進(jìn)一步確保所述LED發(fā)出可呈對稱分布，使得LED集成光源發(fā)出的光投射的更加均勻，保證了照明效果。
[0043]進(jìn)一步地,所述球缺207的曲率半徑的數(shù)值處于0.1mm?0.3mm之間，高度數(shù)值處于0.1mm?0.15_之間。實際使用中，將所述球缺207的曲率半徑設(shè)置為0.2mm,高度設(shè)置為0.12_，可將所述LED集成光源的出光效率提升至最大值，即便，此時，所述LED集成光源的出光效率最高。
[0044]當(dāng)然，該微透鏡構(gòu)件的曲率半徑、透鏡高度、透鏡大小等參數(shù)，可以根據(jù)實際需要相應(yīng)設(shè)定。
[0045]進(jìn)一步地，所述PCB線路202設(shè)置于所述凹槽206的周邊處，如此設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單易于加工制作，同時，縮短了電性連接的導(dǎo)通路徑，減少了電極引線204的長度，確保了電性連接的可靠性，節(jié)約了制作成本。另見，圖5所示，所述熒光膠層205將該PCB線路202密封，與外界空氣隔絕，如此，避免了外界污染物對所述PCB線路202和LED芯片203的腐蝕，減緩其老化速度，使得所述LED集成光源使用時更加可靠，延長了產(chǎn)品的使用壽命。如圖4所示，所述凹槽206呈環(huán)形分布，各所述凹槽206內(nèi)設(shè)有至少一 LED芯片203。具體地，如圖2所示，實施例一中所述凹槽206內(nèi)設(shè)有一個LED芯片203，如圖3所示，實施例二中所述凹槽206內(nèi)設(shè)有三個LED芯片203。實際制作中，根據(jù)具體需要可以合理的設(shè)置凹槽206內(nèi)的LED芯片203的數(shù)量，使其有足夠的照明強(qiáng)度的同時又具備良好的散熱性能。
[0046]具體地，所述反射層為金屬鍍層，實際制作中，所述金屬鍍層通常由純金或純銀制作而成。采用純金或純銀制作該發(fā)射層，一方面所述發(fā)射層具有良好的鏡面效率，另一方面，純金或純銀的導(dǎo)熱性能較佳，性價比高。如此，利于提高整個LED集成光源的性價比，使其更具有市場競爭力。
[0047]具體地，所述封裝基板201采用鋁合金、銅或氮化鋁陶瓷制作而成。這樣，所述封裝基板201 —方面具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時質(zhì)量輕，便于所述LED集成光源的應(yīng)用，另一方面，具有良好的散熱效果，使其工作溫度較低，工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠，減緩其老化，延長述LED集成光源的使用壽命。
[0048]參見圖4和圖5所示，圖4為實施例高光效LED集成光源未覆蓋熒光膠層205時的立體結(jié)構(gòu)圖；圖5為實施例高光效LED集成光源覆蓋熒光膠層205時的立體結(jié)構(gòu)圖。所述封裝基板201呈矩形且邊角處開設(shè)有用于安裝固定的固定孔208，所述固定孔208設(shè)置至少有兩個且呈對角分布。如此設(shè)計，便于所述LED集成光源的安裝定位。
[0049]本發(fā)明還提供了一種LED燈具，包括支架和安裝于所述支架上的光源，所述光源為上述的高光效LED集成光源。
[0050]采用上述高光效LED集成光源的燈具，可使LED燈具的出光效率更高，且結(jié)構(gòu)緊湊，從而減少了整個燈具所占據(jù)的空間，降低了生產(chǎn)成本，更具有市場競爭力，可以廣泛適用于各照明領(lǐng)域。
[0051]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.高光效LED集成光源，包括封裝基板、LED芯片和熒光膠層，所述封裝基板設(shè)置有多個凹槽和用于導(dǎo)電的PCB線路，所述凹槽底部固設(shè)有LED芯片，所述LED芯片通過電極引線與相鄰LED芯片和基板PCB線路相連接，其特征在于，所述凹槽的表面設(shè)有反射層，所述熒光膠層灌封所述凹槽并將所述LED芯片覆蓋，所述熒光膠層的上表面為出光面，所述出光面具有一微透鏡結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光效LED集成光源，其特征在于:所述微透鏡結(jié)構(gòu)包括多個微透鏡件，所述微透鏡構(gòu)件呈陣列分布且各所述微透鏡構(gòu)件首尾相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高光效LED集成光源，其特征在于:所述微透鏡構(gòu)件呈球缺狀，各所述球缺呈矩形陣列分布且沿行、列方向首尾相連排布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高光效LED集成光源，其特征在于:所述微透鏡構(gòu)件呈球缺狀，各所述球缺呈環(huán)形陣列分布且沿所述環(huán)形陣列的圓周方向和直徑方向首尾相連排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高光效LED集成光源，其特征在于:各所述凹槽的上方覆蓋有至少一個所述球缺，各相鄰所述球缺相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高光效LED集成光源，其特征在于:所述球缺的曲率半徑為 0.1mm ?0.3mm,高度為 0.1mm ?0.15mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的高光效LED集成光源，其特征在于:所述PCB線路設(shè)置于所述凹槽的周邊處，所述凹槽呈環(huán)形分布，各所述凹槽內(nèi)設(shè)有至少一 LED芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的高光效LED集成光源，其特征在于:所述反射層為金屬鍍層，所述金屬鍍層由純金或純銀制作而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的高光效LED集成光源，其特征在于:所述封裝基板采用鋁、鋁合金、銅及氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷制作而成。
10.一種LED燈具，包括支架和安裝于所述支架上的光源，其特征在于:所述光源為權(quán)利要求1-9中任一項的高光效LED集成光源。
【文檔編號】H01L25/075GK103474423SQ201310105242
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】王新中, 唐飛, 李世國, 張宗平 申請人:深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院