專利名稱：一種發(fā)矩形光斑的led光源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光源模塊，尤其涉及一種能夠發(fā)矩形光斑的LED光源模塊。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)成為新一代綠色固態(tài)光源，逐漸進(jìn)入通用照明領(lǐng)域，其中 路燈已成為L(zhǎng)ED應(yīng)用的熱點(diǎn)。為了提供矩形光斑，LED路燈設(shè)計(jì)者通常將二次光學(xué)透鏡安 裝在LED光源上。然而，二次光學(xué)透鏡對(duì)光有衰減作用，大大降低了 LED路燈的發(fā)光效率。另外，目前LED路燈采用的LED光源模塊主要有兩種工藝路線一是將多個(gè)LED器 件安裝在線路板上的光源模塊；二是直接將LED芯片封裝在散熱基板上的光源模塊。工藝 路線一不能解決LED點(diǎn)光源問題，且將LED元器件直接安裝在線路基板上，不利于熱量的散 失，影響器件壽命和發(fā)光效率。目前，工藝路線二采用的散熱基板多為金屬芯PCB板。雖然 金屬芯PCB板比普通PCB板有更好的散熱效果，但是LED芯片的直接接觸面與金屬板之間 存在導(dǎo)熱效果差的絕緣層隔離。因此，即使是超高導(dǎo)熱金屬芯PCB板的導(dǎo)熱系數(shù)也僅為5 10ff/mK,不能滿足多芯片封裝的散熱要求。因此，有必要研究一種無(wú)需借助二次光學(xué)即可提供矩形光斑、且散熱效果佳的LED 光源模塊，滿足LED路燈的應(yīng)用要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種不僅無(wú)需借助二 次光學(xué)即可提供矩形光斑，而且散熱效果好、出光效率高的發(fā)矩形光斑的LED光源模塊。本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的一種發(fā)矩形光斑的LED光 源模塊，包括一金屬芯PCB基板、安放在所述金屬芯PCB基板的多個(gè)LED芯片、連接所述LED 芯片電極與金屬芯PCB基板以實(shí)現(xiàn)電性連接的金屬引線、以及覆蓋所述LED芯片和金屬芯 PCB基板的封裝膠體。其中，所述金屬芯PCB基板設(shè)置有多個(gè)芯片安放部，至少一個(gè)LED芯片 安裝在芯片安放部上，所述封裝膠體具有一體結(jié)構(gòu)，在各個(gè)芯片安放部上對(duì)應(yīng)有光學(xué)透鏡 結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)透鏡的曲面是由兩個(gè)位于X軸方向上、以LED芯片為對(duì)稱中心的內(nèi)凹曲面、 以及兩個(gè)分居所述內(nèi)凹曲面兩側(cè)的外凸曲面組成，所述內(nèi)凹曲面能將LED芯片中央發(fā)出的 光線向外側(cè)發(fā)射，讓光學(xué)透鏡頂部的出光光強(qiáng)呈矩形分布。所述金屬芯PCB基板還包括金屬板、覆蓋所述金屬板上的絕緣層、以及覆蓋所述 絕緣層上的電子線路；所述芯片安放部是貫穿絕緣層、且以金屬板為底部的杯體。所述電子 線路設(shè)置有與各個(gè)芯片安放部對(duì)應(yīng)、用以連接LED芯片正負(fù)電極的內(nèi)部引線連接部和用以 連接外部電源的電極。存在一防焊層覆蓋所述絕緣層以及除內(nèi)部引線連接部和電極以外的 電子線路。所述LED芯片設(shè)置在芯片安放部?jī)?nèi)，并通過金屬引線實(shí)現(xiàn)LED芯片與內(nèi)部引線 連接部之間的電性連接。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是1、本實(shí)用新型采用的LED光源模塊具有一體成型、由多個(gè)花生仁狀曲面組合而成的封裝膠體結(jié)構(gòu)，無(wú)需借助傳統(tǒng)的二次光學(xué)透鏡，便可以直接提供矩形光斑，大大簡(jiǎn)化了器 件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)成本。2、本實(shí)用新型提供的LED光源模塊設(shè)置有用以承載LED芯片的芯片安放部，該芯 片安放部是貫通絕緣層、以金屬板為底的杯體，LED芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量能夠直接通過與 其接觸的金屬板傳遞至外界。因此，與傳統(tǒng)LED芯片直接安裝在有絕緣層隔離的金屬芯PCB 基板或者LED器件直接安裝在金屬芯PCB基板的光源模塊相比，本實(shí)用新型提供的LED光 源模塊具有更好的散熱效果。

圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的正視圖結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1、金屬芯PCB基板 11、金屬板 12、絕緣層 13、絕緣層 131、 內(nèi)部引線連接部132、電極14、芯片安放部15、白油2、LED芯片 3、金屬引線4、封 裝膠體41、光學(xué)透鏡411、內(nèi)凹曲面412、外凸曲面
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其結(jié)構(gòu)包括一條狀金 屬芯PCB基板1、六個(gè)安放在金屬芯PCB基板1上的LED芯片2、電性連接LED芯片2電極 與金屬芯PCB基板1的金屬引線3、以及覆蓋LED芯片2和金屬芯PCB基板1的封裝膠體 4。其中，如附圖1和附圖2所示，封裝膠體4具有一體結(jié)構(gòu)，在各個(gè)LED芯片2上對(duì)應(yīng)有 光學(xué)透鏡41，該光學(xué)透鏡41的曲面是由兩個(gè)位于X軸方向上、以LED芯片2為對(duì)稱中心的 內(nèi)凹曲面411、以及兩個(gè)分居內(nèi)凹曲面411兩側(cè)的外凸曲面412組成。內(nèi)凹曲面411能將 LED芯片2從中央發(fā)出的光線向外側(cè)發(fā)射，讓光學(xué)透鏡41頂部的出光光強(qiáng)呈矩形分布。在 XZ平面內(nèi)，內(nèi)凹曲面411的邊界曲線斜率絕對(duì)值自LED芯片中心向兩側(cè)逐漸遞減，LED芯片 對(duì)內(nèi)凹曲面411的張角α是95°、對(duì)外凸曲面412的張角β是34° ；在其它實(shí)施例中， LED芯片2對(duì)內(nèi)凹曲面411的張角范圍可以是90-120°、對(duì)外凸曲面412的張角范圍可以 是20-35°，不限于本實(shí)施例。如附圖3所示，在XY平面內(nèi)，光學(xué)透鏡41的邊界曲線是以 LED芯片2中心左右、上下對(duì)稱的閉合曲線，呈兩仁花生狀，光學(xué)透鏡41的長(zhǎng)度和寬度的比 值范圍是2 1 ；在其它實(shí)施例中，光學(xué)透鏡41的長(zhǎng)度和寬度的比值范圍可以是1.5 1 5 1，不限于本實(shí)施例。封裝膠體4的材質(zhì)優(yōu)選是硅膠、環(huán)氧樹脂、以硅膠為基礎(chǔ)的改性材 料、或者以環(huán)氧樹脂為基礎(chǔ)的改性材料之一。結(jié)合附圖1和附圖4進(jìn)一步說明，金屬芯PCB基板1是由金屬板11、覆蓋該金屬板 11上的絕緣層12、覆蓋絕緣層12上的電子線路13、以及六個(gè)用以承載LED芯片2的芯片 安放部14組成。優(yōu)選的是，金屬板11為鋁板，電子線路13為銅箔。芯片安放部14是貫穿 絕緣層12、且以金屬板11為底部的杯體。芯片安放部14的內(nèi)壁設(shè)置有反射材料141，本實(shí) 施例優(yōu)選反射材料為銀。電子線路13設(shè)置有與各個(gè)芯片安放部14對(duì)應(yīng)、用以連接LED芯片2正負(fù)電極的內(nèi)部引線連接部131，以及用以連接外部電源的電極132。金屬引線3連接LED芯片2正負(fù)電極和內(nèi)部引線連接部131，實(shí)現(xiàn)LED芯片2與金屬芯PCB基板1的電性連 接。在本實(shí)施例中，采用白油15作為防焊材料覆蓋絕緣層12和內(nèi)部引線連接部131與電 極132以外的電子線路13。封裝膠體4覆蓋LED芯片2所在一側(cè)、除電極132以外的金屬 芯PCB基板1表面。在本實(shí)施例中，LED光源模塊為長(zhǎng)條狀、各個(gè)LED芯片安放部上僅安放了一個(gè)LED 芯片。在其它實(shí)施例中，金屬芯PCB基板1的形狀可以是多邊形、圓形、線形和弧形組成的 圖形、或者多條弧線組成的圖形；根據(jù)金屬芯PCB板1的形狀，芯片安放部14的分布圖形可 以設(shè)計(jì)為條形、矩形、多邊形、圓形、弧線與線形組成的圖形、或弧形組合的圖形之一；各個(gè) LED芯片安放部可以根據(jù)實(shí)際需要安放一個(gè)以上的LED芯片。顯而易見，在此描述的本實(shí)用新型可以有許多變化，這種變化不能認(rèn)為偏離本實(shí) 用新型的精神和范圍。因此，所有對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的改變，都包括在本權(quán)利要求 書的涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，包括一金屬芯PCB基板、多個(gè)LED芯片、連接所述LED芯片電極與金屬芯PCB基板以實(shí)現(xiàn)電性連接的金屬引線、以及覆蓋所述LED芯片和金屬芯PCB基板的封裝膠體，其特征在于所述金屬芯PCB基板設(shè)置有多個(gè)芯片安放部，至少一個(gè)LED芯片安裝在芯片安放部上，所述封裝膠體具有一體結(jié)構(gòu)，在各個(gè)芯片安放部上對(duì)應(yīng)有光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)，該光學(xué)透鏡的曲面是由兩個(gè)位于X軸方向上、以LED芯片為對(duì)稱中心的內(nèi)凹曲面、以及兩個(gè)分居所述內(nèi)凹曲面兩側(cè)的外凸曲面組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其特征在于所述內(nèi)凹曲 面在XZ平面內(nèi)的曲線斜率絕對(duì)值自LED芯片中心向兩側(cè)逐漸遞減。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其特征在于所述光學(xué)透 鏡的XZ平面上，LED芯片對(duì)內(nèi)凹曲面的張角范圍是90-120°、對(duì)外凸曲面的張角范圍是 20-35° 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其特征在于，所述光學(xué)透鏡 在XY平面上的邊界曲線是以LED芯片中心左右、上下對(duì)稱的閉合曲線，呈兩仁花生狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其特征在于，所述光學(xué)透鏡 在XY平面上的長(zhǎng)度和寬度的比值范圍是(1.5 1) (5 1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其特征在于，所述金屬芯 PCB基板還包括金屬板、覆蓋所述金屬板上的絕緣層、以及覆蓋所述絕緣層上的電子線路、 以及多個(gè)用以承載LED芯片的芯片安放部組成；所述芯片安放部是貫穿絕緣層、且以金屬 板為底部的杯體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其特征在于，所述電子線路 設(shè)置有與各個(gè)芯片安放部對(duì)應(yīng)、用以連接LED芯片正負(fù)電極的內(nèi)部引線連接部和連接外部 電源的電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其特征在于，存在一防焊層 覆蓋所述絕緣層以及除內(nèi)部引線連接部和電極以外的電子線路。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其特征在于，所述LED芯片 設(shè)置在芯片安放部?jī)?nèi)，并通過金屬引線實(shí)現(xiàn)LED芯片與內(nèi)部引線連接部之間的電性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其特征在于，所述金屬芯 PCB基板的形狀是多邊形、圓形、線形和弧形組成的圖形、或者多條弧線組成的圖形，所述芯 片安放部的分布圖形可以是條形、矩形、多邊形、圓形、弧線與線形組成的圖形、或弧形組合 的圖形之一。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種發(fā)矩形光斑的LED光源模塊，其主要由金屬芯PCB基板、LED芯片和封裝膠體組成。其中，封裝膠體具有一體成型、由多個(gè)花生仁狀曲面組合而成的光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)，無(wú)需借助傳統(tǒng)的二次光學(xué)透鏡，便可以直接提供矩形光斑，大大簡(jiǎn)化了器件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)成本；金屬芯PCB基板設(shè)置有多個(gè)安放LED芯片的芯片安放部，每個(gè)芯片安放部是貫通絕緣層、以金屬板為底的杯體，LED芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量能夠直接通過與其接觸的金屬板傳遞至外界。因此，與傳統(tǒng)LED芯片直接安裝在有絕緣層隔離的金屬芯PCB基板或者LED器件直接安裝在金屬芯PCB基板的光源模塊相比，本實(shí)用新型提供的LED光源模塊具有更好的散熱效果。
文檔編號(hào)H01L33/58GK201589092SQ200920237579
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者余彬海, 夏勛力, 李偉平, 李軍政, 梁麗芳, 潘利兵, 龍孟華 申請(qǐng)人:佛山市國(guó)星光電股份有限公司