Led照明單元及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED照明單元（100），包括：電路板（1）；圍壩（2），圍壩（2）包括在電路板（1）上限定出芯片安裝空間的壁；設置在芯片安裝空間中的至少一個LED芯片（3）；以及填充芯片安裝空間的封裝體（4），其中，在壁的面對LED芯片（3）的內表面（21）上形成有反射面（22），反射面（22）設計為將來自LED芯片（3）的光線朝向遠離于電路板（1）的方向反射。此外，本發(fā)明還涉及一種上述類型的LED照明單元（100）的制造方法。
【專利說明】LED照明單元及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED照明單元。此外，本發(fā)明還涉及一種上述類型的LED照明單元的制造方法。
【背景技術】
[0002]LED經(jīng)過幾十年的技術改良，其發(fā)光效率得到了較大的提升，并且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。同時，LED更加節(jié)能、環(huán)保并具有較長的使用壽命。LED燈具的使用壽命可達5至10年，可以大大降低燈具的維護費用，避免頻繁換燈之苦。為此，LED照明設備已經(jīng)被應用到當今的生產(chǎn)和生活中。然而，隨著LED照明設備的廣泛意義，其成本越來越受到人們的重視。而COB板上封裝技術因其價格低廉、節(jié)約空間和工藝成熟的優(yōu)點而被廣泛地用于封裝LED芯片。
[0003]通常的COB板上封裝包括幾種類型，一種是在金屬芯印刷電路板或者陶瓷電路板上安裝LED芯片，然而用圍壩將LED芯片包圍起來并在圍壩限定的空間中填充混合有熒光體的封裝材料。然而這種形式的封裝是有缺點的，這是因為，圍壩被模制成圓柱體，來自芯片的多數(shù)水平光線會經(jīng)圍壩發(fā)射至電路板，這降低了照明裝置的效率。此外，圍壩本身的反射率也較低。
[0004]另外的一種COB板上封裝類型是為金屬芯印刷電路板上的每個LED芯片單獨地配備一個反射碗，而不適用圍壩。然而這種類型的封裝的缺點更加明顯，這是因為在電路板上需要配備多個反射碗，這導致模制工序非常復雜并且不精確，進而導致照明裝置出射的光線不均勻。此外，各個反射碗需要單獨地占據(jù)一定的空間，這導致芯片的安裝密度較低，進而降低了照明裝置輸出的光線的亮度。此外，這種類型的封裝的成本相對較高。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種LED照明單元。根據(jù)本發(fā)明的LED照明單元采用COB板上封裝技術進行封裝，其圍壩能夠將入射到其上的光線朝向遠離于芯片和電路板的方向反射，從而極大地提高了 LED照明單元的發(fā)光效率，同時其成本低廉，生產(chǎn)簡單。此外，本發(fā)明還提出了一種上述類型的LED照明單元的制造方法。
[0006]本發(fā)明的第一個目的通過一種LED照明單元由此實現(xiàn)，即該LED照明單元包括電路板；圍壩，圍壩包括在電路板上限定出芯片安裝空間的壁；設置在芯片安裝空間中的至少一個LED芯片；以及填充芯片安裝空間的封裝體，其中，在壁的面對LED芯片的內表面上形成有反射面，該反射面設計為將來自LED芯片的光線朝向遠離于電路板的方向反射。來自LED芯片的光線的一部分會朝向圍壩的方向發(fā)射，例如平行或近似平行于電路板的光線會照射到圍壩上，而圍壩上的反射面則能夠將該部分光線朝向遠離與電路板的方向反射，這樣就不會有光線照射到電路板上或者反射回LED芯片，從而在最大程度上提高了 LED照明單元的發(fā)光效率。
[0007]根據(jù)本發(fā)明提出，反射面設計為在遠離于電路板方向上逐漸遠離于光軸延伸的表面。當LED照明單元的LED芯片處于圍壩圈起來的芯片安裝空間中時，布置在壁上的反射面形成一種環(huán)形輪廓，而反射面在整體上近似于喇叭形，喇叭形的輪廓的直徑較小的一側布置在電路板上，從而使反射面能夠將光線朝向遠離與電路板的方向反射。
[0008]優(yōu)選的是，作為反射面的表面為線性斜面。這種線性斜面沒有復雜的構型，因此加工更加容易，進而成本更加低廉。
[0009]根據(jù)本發(fā)明提出，圍壩的壁在經(jīng)過LED照明單元的光軸的截面中具有梯形的輪廓，其中內表面形成為梯形的腰。通過簡單的噴射注塑工藝即可形成圍壩，改變注塑機的噴嘴形狀即可簡單地獲得具有梯形截面的圍壩。而將梯形的腰作為承載反射面的內表面，使得僅僅在內表面上噴涂薄薄的一層反射材料即可獲得期望的反射面，這進一步簡化了加工制造的工序。
[0010]優(yōu)選的是，梯形為直角梯形，其中內表面為直角梯形的斜腰，圍壩的外表面形成為直角梯形的直角腰。這種直角梯形的截面輪廓減少形成圍壩的材料，降低了 LED照明單元的成本。
[0011]有利的是，反射面相對于電路板的傾斜角度在大于0°并且小于90°的角度范圍內。因為反射面形成為喇叭形，也就是說，在截面上看，該反射面是外傾的，也就是從電路板開始在遠離于電路板的方向上逐漸遠離于光軸傾斜，這樣就可以確保光線被朝向遠離于電路板的方向反射。此外，設計人員可以在制造LED照明單元時，在大于0°并且小于90°的角度范圍內任意選擇反射面相對于電路板的傾斜角度，從而對LED照明單元的光分布性能進行一定程度的調整。
[0012]進一步優(yōu)選的是，內表面的表面涂覆有反射涂層，以形成反射面。通過簡單地涂覆反射涂層可以在最大程度上簡化反射面的制造工藝。當然，也可以采用在內表面上粘附另外的反射結構的方法來獲得期望的反射面。
[0013]有利的是，反射涂層由AlGaAs基的DBR材料制成。當然，也可以采用其他適合的反射材料來形成反射涂層。
[0014]根據(jù)本發(fā)明提出，封裝體由透明的硅樹脂材料制成。在LED照明單元中，尤其是在COB板上封裝的LED照明單元中，封裝體主要用于將LED芯片包封起來，以防止外界污染物侵害LED芯片。
[0015]有利的是，封裝體中混合有熒光粉。在實際的應用中，設計人員可能希望生產(chǎn)出發(fā)射白光或者其他顏色的光線的LED照明單元，例如采用藍光LED芯片，而在封裝體中混合有黃色熒光粉，從而獲得白光。
[0016]本發(fā)明的另一個目的通過一種上述類型的LED照明單元的制造方法實現(xiàn)，該方法包括一下步驟:a)提供電路板；b)在電路板上形成圍壩，該圍壩包括在電路板上限定出芯片安裝空間的壁，其中，在壁的面對LED芯片的內表面上形成反射面，該反射面將LED芯片發(fā)射的光線朝向遠離于電路板的方向反射；c)將至少一個LED芯片布置在芯片安裝空間中；以及d)將封裝體填充至芯片安裝空間中。
[0017]優(yōu)選的是，在步驟b)中，通過噴射注塑工藝形成圍壩。有利的是，如此形成圍壩，使得圍壩的壁在經(jīng)過LED照明單元的光軸的截面中具有梯形的輪廓，其中內表面形成為梯形的腰。
[0018]進一步優(yōu)選的是，在步驟b)中，通過濺射或者蒸鍍工藝在內表面上涂覆反射涂層，以形成反射面。當然也可以通過其他工藝形成該反射面，或者設置獨立的反射面并通過粘貼工藝粘附在壁的內表面上。
[0019]應該理解的是，如果沒有其它特別注明，這里描述的不同的示例性實施例的特征可以彼此結合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖構成本說明書的一部分，用于幫助進一步理解本發(fā)明。這些附圖圖解了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標號表示。圖中示出:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的LED照明單元的分解示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明的LED照明單元的截面圖。
【具體實施方式】
[0023]在下面詳細描述中，參考形成本說明書的一部分的附圖，其中，以例證的方式示出了可以實施本發(fā)明的具體實施例。關于圖，諸如“上”、“下”、“遠離”、“靠近”等方向性術語參考所描述的附圖的方向使用。由于本發(fā)明實施例的組件可以在許多不同方向上放置，所以方向術語僅用于說明，而沒有任何限制的意思。應該理解的是，可以使用其它實施例，并且在不背離本發(fā)明的范圍的前提下可以進行結構或邏輯改變。所以，下面詳細描述不應被理解為限制性的意思，并且本發(fā)明由所附的權利要求限定。
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的LED照明單元100的分解示意圖，從圖中可見，LED照明單元100包括:電路板I ;圍壩2，該圍壩2包括在電路板I上限定出芯片安裝空間的壁；設置在該芯片安裝空間中的至少一個LED芯片3;以及填充芯片安裝空間的封裝體4，其中，在壁的面對LED芯片3的內表面21上形成有反射面22，反射面22設計為將來自LED芯片3的光線朝向遠離于電路板I的方向反射。
[0025]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的LED照明單元100的截面圖，從圖中可見，反射面22設計為在遠離于所述電路板I方向上逐漸遠離于光軸延伸的表面。該表面可以為線性斜面。在本實施例中，該表面在截面上看為一直線。在其他的實施例中，截面也可以設計曲面。此夕卜，反射面22相對于電路板I的傾斜角度在大于0°并且小于90°的角度范圍內。在本實施例中，該傾斜角度選擇為45°，來自LED芯片3的平行于電路板I的光線照射到反射面22上以后以垂直于電路板I的方向出射。
[0026]此外，從圖2中進一步可見，壁在經(jīng)過LED照明單元100的光軸的截面中具有梯形的輪廓，其中內表面21形成為梯形的腰。在圖中示出的具體實施例中，梯形為直角梯形，其中內表面21為直角梯形的斜腰，壁的外表面23形成為直角梯形的直角腰。在本發(fā)明的其他實施例中，壁的截面也可以為其他的輪廓，例如三角形、菱形等等。
[0027]另外，在本實施例中，在內表面21上涂覆有具有聞反射率的反射涂層，以形成反射面22，其中，反射涂層由AlGaAs基的DBR材料制成。
[0028]此外，在圖2中可見，在電路板I的上方有一個封裝體4，該封裝體4還未填充在芯片安裝空間中。在填充完畢的狀態(tài)下，該封裝體4在周向上完全由圍壩2包圍，并且封裝體4將LED芯片3包封在其中。在本實施例中，封裝體4由透明的硅樹脂材料制成，并且在其中混合有熒光粉。在本發(fā)明的其他實施例中，也可以采用其他的能夠在高溫下熔化并在低溫下凝固的透明材料來制成封裝體4。在本實施例中，LED芯片發(fā)射藍光，而在封裝體4中填充有黃色熒光粉，從而獲得預期的白光。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的LED照明單元采用了 COB板上封裝工藝來進行制造，為此需要首先提供電路板1，該電路板可以為金屬芯電路板或者陶瓷電路板。然后在電路板I上形成圍壩2，圍壩2包括在電路板I上限定出芯片安裝空間的壁，其中，在壁的面對LED芯片3的內表面21上形成反射面22，反射面22將LED芯片3發(fā)射的光線朝向遠離于電路板I的方向反射。隨后將LED芯片3布置在芯片安裝空間中，最后封裝體4填充至芯片安裝空間中。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個具體實施例中，通過噴射注塑工藝形成圍壩2，并且在形成圍壩2時，使得圍壩2的壁在經(jīng)過LED照明單元100的光軸的截面中具有梯形的輪廓，其中內表面21形成為梯形的腰。同時，通過濺射或者蒸鍍工藝在內表面21上涂覆反射涂層，以形成反射面22。當然也可以通過其他工藝形成該反射面22，或者設置獨立的反射面22并通過粘貼工藝粘附在圍壩的內表面21上。
[0030]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
[0031]參考標號
[0032]I 電路板
[0033]2 圍壩
[0034]21 內表面
[0035]22 反射面
[0036]23 外表面
[0037]3 LED 芯片
[0038]4 封裝體
【權利要求】
1.一種LED照明單元(100)，包括:電路板(I);圍壩(2)，所述圍壩(2)包括在所述電路板(I)上限定出芯片安裝空間的壁；設置在所述芯片安裝空間中的至少一個LED芯片(3)；以及填充所述芯片安裝空間的封裝體(4)，其特征在于，所述壁的面對所述LED芯片(3)的內表面(21)上形成有反射面(22 )，所述反射面(22 )設計為將來自所述LED芯片(3 )的光線朝向遠離于所述電路板(I)的方向反射。
2.根據(jù)權利要求1所述的LED照明單元(100)，其特征在于，所述反射面(22)設計為在遠離于所述電路板(I)的方向上逐漸遠離于所述光軸延伸的表面。
3.根據(jù)權利要求2所述的LED照明單元(100)，其特征在于，所述反射面(22)為線性斜面。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的LED照明單元(100)，其特征在于，所述壁在經(jīng)過所述LED照明單元(100)的光軸的截面中具有梯形的輪廓，其中所述內表面(21)形成為所述梯形的腰。
5.根據(jù)權利要求4所述的LED照明單元(100)，其特征在于，所述梯形為直角梯形，其中所述內表面(21)為所述直角梯形的斜腰，所述圍壩(2)的外表面(23)形成為所述直角梯形的直角腰。
6.根據(jù)權利要求5所述LED照明單元(100)，其特征在于，所述反射面(22)相對于所述電路板(I)的傾斜角度在大于0°并且小于90°的角度范圍內。
7.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的LED照明單元(100)，其特征在于，所述內表面(21)的表面涂覆有反射涂層，以形成所述反射面(22)。
8.根據(jù)權利要求7所述的LED照明單元(100)，其特征在于，所述反射涂層由AlGaAs基的DBR材料制成。
9.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的LED照明單元(100)，其特征在于，所述封裝體(4)由透明的硅樹脂材料制成。
10.根據(jù)權利要求9所述的LED照明單元(100)，其特征在于，所述封裝體(4)中混合有熒光粉。
11.一種LED照明單元的制造方法，其特征在于，所述方法具有以下步驟: a)提供電路板(I); b)在所述電路板(I)上形成圍壩(2)，所述圍壩(2)包括在所述電路板(I)上限定出芯片安裝空間的壁，其中，在所述壁的面對所述LED芯片(3)的內表面(21)上形成反射面(22)，所述反射面(22)將所述LED芯片(3)發(fā)射的光線朝向遠離于所述電路板(I)的方向反射； c)將至少一個LED芯片(3)布置在所述芯片安裝空間中；以及 d)將封裝體(4)填充至所述芯片安裝空間中。
12.根據(jù)權利要求11所述的制造方法，其特征在于，在所述步驟b)中，通過噴射注塑工藝形成所述圍壩(2)。
13.根據(jù)權利要求11所述的制造方法，其特征在于，在所述步驟b)中，如此形成所述圍壩(2)，使得所述壁在經(jīng)過所述LED照明單元的光軸的截面中具有梯形的輪廓，其中所述內表面(21)形成為所述梯形的腰。
14.根據(jù)權利要求11至13中任一項所述的制造方法，其特征在于，在所述步驟b)中，通過濺射或者蒸鍍工藝 在所述內表面(21)上涂覆反射涂層，以形成所述反射面(22)。
【文檔編號】H01L25/075GK103715346SQ201210370908
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月28日 優(yōu)先權日:2012年9月28日
【發(fā)明者】鐘傳鵬, 明玉生, 歐智君, 楊江輝 申請人:歐司朗股份有限公司