CN102064167A - 发光半导体芯片螺旋封装结构及其发光半导体光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光半导体芯片螺旋封装结构及其发光半导体光源装置，其主要由柱状本体、2个导电电极和多个发光半导体芯片构成，柱状本体和2个导电电极固装成一体，柱状本体的侧壁还设有2条螺旋状的绝缘条，这2条绝缘条平行地环绕在柱状本体的侧壁上、并将柱状本体的侧壁分隔成2个相对独立的螺旋状的封装面，即阳极封装面和阴极封装面，其中阳极封装面与其中一个导电电极电导通，阴极封装面与另一个导电电极电导通；发光半导体芯片环绕地附贴在阳极封装面和/或阴极封装面上，并以串联和/或并联的方式电连接至上述两个导电电极。本发明不仅能够在较小的体积内贴附更多的发光半导体芯片、而且能够获得更为均匀的360°发光弧。

Description

发光半导体芯片螺旋封装结构及其发光半导体光源装置
技术领域
本发明涉及发光半导体芯片封装领域，具体涉及一种发光半导体芯片螺旋封装结构及其发光半导体光源装置。
背景技术
众所周知，发光半导体芯片须封装在封装结构中，并引出电极供使用者连接电源供电使其工作或发光。为了克服传统采用单一低功率的发光半导体芯片所制成的发光二极管难以发光功率小、亮度低的不足，公告号为CN100505245C和CN100454536C的中国发明公开了的“发光半导体芯片封装结构及其光源装置”包括一个柱状本体和多个发光半导体芯片，柱状本体呈三角形柱状、四边形柱状、或多边形柱状，其上设有多条轴向延伸的绝缘层将柱状本体分隔成多个导体，导体的周边形成封装面，多个发光半导体芯片贴附于封装面上。这种结构的柱状本体虽然能够在较小的体积内封装较多的发光半导体芯片，但是由于柱状本体自身结构的限制、以及绝缘层所采用的轴向延伸分割方式，使得发光半导体芯片不可能贴附在整个柱状本体的侧壁的360°周向上的任意点，因此封装而成的半导体封装结构很难获得弧度范围可达360°的均匀的发光弧。另外，由于这种柱状本体的封装面为平面结构，若想提高发光弧的均匀度，就需要确保发光半导体芯片贴附在封装面得中央位置，而发光半导体芯片和柱状本体的体积较小，精确定位势必会加大工艺难度、降低了生产效率、提高了生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供开一种发光半导体芯片螺旋封装结构及其发光半导体光源装置，它不仅能够在较小的体积内贴附更多的发光半导体芯片、而且能够获得更为均匀的360°发光弧。
为解决上述问题，本发明所采用的构思是：采用螺旋形的绝缘条将柱状本体上的导体进行分割，这样绝缘层不会影响发光半导体芯片在柱状本体的360°周边上的贴附，以此能够获得更为均匀的360°发光弧。
本发明所设计的一种发光半导体芯片螺旋封装结构，包括柱状本体、2个导电电极、和多个发光半导体芯片，柱状本体和2个导电电极固装成一体，柱状本体的侧壁还设有2条螺旋状的绝缘条，这2条绝缘条平行地环绕在柱状本体的侧壁上、并将柱状本体的侧壁分隔成2个相对独立的螺旋状的封装面，即阳极封装面和阴极封装面，其中阳极封装面与其中一个导电电极电导通，阴极封装面与另一个导电电极电导通；发光半导体芯片环绕地附贴在阳极封装面和/或阴极封装面上，并以串联和/或并联的方式电连接至上述两个导电电极。
上述方案所述2个导电电极最好分别固装在柱状本体的两端。
上述方案所述柱状本体可以为三角形柱状结构、四边形柱状结构、多边形柱状结构，但最好为圆形柱状结构。
上述方案所述发光半导体芯片最好通过导线以串联、或串并联混合的方式电连接。
采用上述发光半导体芯片螺旋封装结构所制成的发光半导体光源装置，包括聚光壳体和内置于聚光壳体内的发光半导体芯片封装结构，其中发光半导体芯片螺旋封装结构，包括柱状本体、2个导电电极、和多个发光半导体芯片，柱状本体和2个导电电极固装成一体，柱状本体的侧壁还设有2条螺旋状的绝缘条，这2条绝缘条平行地环绕在柱状本体的侧壁上、并将柱状本体的侧壁分隔成2个相对独立的螺旋状的封装面，即阳极封装面和阴极封装面，其中阳极封装面与其中一个导电电极电导通，阴极封装面与另一个导电电极电导通；发光半导体芯片环绕地附贴在阳极封装面和/或阴极封装面上，并以串联和/或并联的方式电连接至上述两个导电电极。
上述方案所述2个导电电极最好分别固装在柱状本体的两端。
上述方案所述柱状本体可以为三角形柱状结构、四边形柱状结构、多边形柱状结构，但最好为圆形柱状结构。
上述方案所述发光半导体芯片最好通过导线以串联、或串并联混合的方式电连接。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：
1、柱状本体的侧壁被分隔成2个相对独立的螺旋状的封装面的结构，不仅使得发光半导体芯片能够随意贴附在整个柱状本体的360°侧壁上、以此获得更为均匀发光弧；同时也使得电连接后的发光半导体芯片能够从柱状本体侧壁的任意角度和任意高度引出至导电电极上，这样既减小了发光半导体芯片2个引出端的导线长度、确保了电连接的可靠性，也避免了因导线过长而引发的导线断裂或导线虚短的问题；
2、改变以往在平面上附贴发光半导体芯片的封装方式，转而采用在曲面上附贴发光半导体芯片的封装方式，这样无论发光半导体芯片固定在封装面的任意点上均能确保发光半导体芯片始终处于封装面的最高点处，因而无需考虑发光半导体芯片是否被固定在封装面的轴向中心上的问题，在发光半导体芯片封装后的发光角度的前提下、降低了发光半导体芯片的定位精度要求，使得生产工艺难度减小、产品的性能和成品率也随之提高；
3、弧形曲面的成型工艺相对于多平面成型工艺、特别是需要多平面大小一致的成型工艺而言，工艺难度更小、生产效率更高。
附图说明
图1为本发明一种发光半导体芯片螺旋封装结构的立体结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明另一种发光半导体芯片螺旋封装结构的立体结构示意图；
图4为图3的剖视图；
图5为本发明一种发光半导体光源装置的结构示意图；
附图标记：1、柱状本体；2、导电电极；3、发光半导体芯片；4、绝缘条；5、阳极封装面；6、阴极封装面；7、聚光壳体；8、绝缘材料。
具体实施方式
本发明一种发光半导体芯片螺旋封装结构，包括柱状本体1、2个导电电极2和多个发光半导体芯片3。柱状本体1和2个导电电极2固装成一体。为了在有限的封装面上能够附贴更多的发光半导体芯片3，同时也为了缩短发光半导体芯片3之间、特别是电连接后的发光半导体芯片3的引出端的导线长度，柱状本体1的侧壁还设有2条螺旋状的绝缘条4，这2条绝缘条4平行地环绕在柱状本体1的侧壁上、并将柱状本体1的侧壁分隔成2个相对独立的螺旋状的封装面，即阳极封装面5和阴极封装面6，其中阳极封装面5与其中一个导电电极2电导通，阴极封装面6与另一个导电电极2电导通；发光半导体芯片3环绕地附贴在阳极封装面5和/或阴极封装面6上，并以串联和/或并联的方式电连接至上述两个导电电极2。这样发光半导体芯片3便可以任意贴附在整个柱状本体1的360°周面上、从而获得发光角度更大、弧度范围的发光强度更为均匀的360°发光弧；此外，在进行多个发光半导体芯片3的串联和/或并联后，其组合后的引出端可直接跳接在与该引出端最近的阳极封装面5和阴极封装面6上即可引出至相应的导电电极2上。
由于发光半导体芯片3的体积较小，发光半导体芯片3在进行互接时，采用并联的方式所需焊接工艺难度较小，而采用串联的方式所需难度相对较大。单纯的并联连接方式所形成的发光半导体芯片3封装结构具有电流大、电压小的特点，一般适于家用螺口和卡口球泡灯。而在城市照明或景观照明等领域使用时，发光半导体芯片3之间最好采用串联方式，即发光半导体芯片3通过导线以串联、或串并联混合的方式电连接。
为了配合不同的适用领域，导电电极2可以具有不同的结构，其中一种优选方案参加图1和2：导电电极2中的第一导电电极2为固连在柱状柱状本体1一端的柱状结构，该柱状结构上配有螺旋线，借助螺线结构，本发明可以拧入传统灯座上；导电电极2中的第二导电电极2为固连在柱状柱状本体1另一端的T形结构，该T形结构的导电电极2包括盖帽和连接在盖帽上的延伸导针，上述盖帽扣在柱状本体1另一端上，延伸导针穿过柱状本体1和第一导电电极2的中空内腔一直延伸至第一导电电极2的一侧。此时第一导电电极2和第二导电电极2位于同侧。盖帽与柱状本体1的相连处，柱状本体1和第一导电电极2的中空内腔中填充有绝缘材料8讲第二导电电极2与柱状本体1和第一导电电极2隔离。另一种优选方案参见图3和4：导电电极2中的第一导电电极2和第二导电电极2均为十字形或T形结构，即导电电极2均包括盖帽和延伸导针。上述第一导电电极2的盖帽直接扣接在柱状本体1的一端，其延伸导针背向柱状本体1的延伸；而第二导电电极2的盖帽则经过绝缘材料8固装在柱状本体1的另一端，其延伸导针同样背向柱状本体1的延伸。此时第一导电电极2和第二导电电极2位于相对两侧。中空的柱状本体1的内腔中填充有绝缘材料8将第一导电电极2和第二导电电极2隔离。
柱状本体1可以为三角形柱状结构、四边形柱状结构、多边形柱状结构，但为了能够让发光半导体芯片3始终处于封装面的最高点处，在本发明优选实施例中，述柱状本体1为圆形柱状结构。
采用上述发光半导体芯片螺旋封装结构所制成的一种发光半导体光源装置，包括聚光壳体7和内置于聚光壳体7内的发光半导体芯片3封装结构，其中发光半导体芯片3螺旋封装结构，包括柱状本体1、2个导电电极2、和多个发光半导体芯片3，柱状本体1和2个导电电极2固装成一体，其特征在于：柱状本体1的侧壁还设有2条螺旋状的绝缘条4，这2条绝缘条4平行地环绕在柱状本体1的侧壁上、并将柱状本体1的侧壁分隔成2个相对独立的螺旋状的封装面，即阳极封装面5和阴极封装面6，其中阳极封装面5与其中一个导电电极2电导通，阴极封装面6与另一个导电电极2电导通；发光半导体芯片3环绕地附贴在阳极封装面5和/或阴极封装面6上，并以串联和/或并联的方式电连接至上述两个导电电极2。上述聚光壳体7内侧涂覆有反光材料，发光半导体芯片3封装结构置于该聚光壳体7的焦点位置，通过聚光壳体7实现发光半导体芯片3封装结构的光学开发，即通过改变光圈或焦距来获得不同的光效。
由于发光半导体芯片3的体积较小，发光半导体芯片3在进行互接时，采用并联的方式所需焊接工艺难度较小，而采用串联的方式所需难度相对较大。单纯的并联连接方式所形成的发光半导体芯片3封装结构具有电流大、电压小的特点，一般适于家用螺口和卡口球泡灯。而在城市照明或景观照明等领域使用时，发光半导体芯片3之间最好采用串联方式，即发光半导体芯片3通过导线以串联、或串并联混合的方式电连接。
为了配合不同的适用领域，导电电极2可以具有不同的结构，其中一种优选方案参加图1和2：导电电极2中的第一导电电极2为固连在柱状柱状本体1一端的柱状结构，该柱状结构上配有螺旋线，借助螺线结构，本发明可以拧入传统灯座上；导电电极2中的第二导电电极2为固连在柱状柱状本体1另一端的T形结构，该T形结构的导电电极2包括盖帽和连接在盖帽上的延伸导针，上述盖帽扣在柱状本体1另一端上，延伸导针穿过柱状本体1和第一导电电极2的中空内腔一直延伸至第一导电电极2的一侧。此时第一导电电极2和第二导电电极2位于同侧。盖帽与柱状本体1的相连处，柱状本体1和第一导电电极2的中空内腔中填充有绝缘材料8讲第二导电电极2与柱状本体1和第一导电电极2隔离。另一种优选方案参见图3和4：导电电极2中的第一导电电极2和第二导电电极2均为十字形或T形结构，即导电电极2均包括盖帽和延伸导针。上述第一导电电极2的盖帽直接扣接在柱状本体1的一端，其延伸导针背向柱状本体1的延伸；而第二导电电极2的盖帽则经过绝缘材料8固装在柱状本体1的另一端，其延伸导针同样背向柱状本体1的延伸。此时第一导电电极2和第二导电电极2位于相对两侧。中空的柱状本体1的内腔中填充有绝缘材料8将第一导电电极2和第二导电电极2隔离。
柱状本体1可以为三角形柱状结构、四边形柱状结构、多边形柱状结构，但为了能够让发光半导体芯片3始终处于封装面的最高点处，在本发明优选实施例中，述柱状本体1为圆形柱状结构。

Claims (8)

1.一种发光半导体芯片螺旋封装结构，包括柱状本体(1)、2个导电电极(2)、和多个发光半导体芯片(3)，柱状本体(1)和2个导电电极(2)固装成一体，其特征在于：柱状本体(1)的侧壁还设有2条螺旋状的绝缘条(4)，这2条绝缘条(4)平行地环绕在柱状本体(1)的侧壁上、并将柱状本体(1)的侧壁分隔成2个相对独立的螺旋状的封装面，即阳极封装面(5)和阴极封装面(6)，其中阳极封装面(5)与其中一个导电电极(2)电导通，阴极封装面(6)与另一个导电电极(2)电导通；发光半导体芯片(3)环绕地附贴在阳极封装面(5)和/或阴极封装面(6)上，并以串联和/或并联的方式电连接至上述两个导电电极(2)。
2.根据权利要求1所述的发光半导体芯片螺旋封装结构，其特征在于：所述2个导电电极(2)分别固装在柱状本体(1)的两端。
3.根据权利要求1或2所述的发光半导体芯片螺旋封装结构，其特征在于：所述柱状本体(1)为圆形柱状结构。
4.根据权利要求1所述的发光半导体芯片螺旋封装结构，其特征在于：所述发光半导体芯片(3)通过导线以串联、或串并联混合的方式电连接。
5.一种发光半导体光源装置，包括聚光壳体(7)和内置于聚光壳体(7)内的发光半导体芯片(3)封装结构，其中发光半导体芯片(3)螺旋封装结构，包括柱状本体(1)、2个导电电极(2)和多个发光半导体芯片(3)，柱状本体(1)和2个导电电极(2)固装成一体，其特征在于：柱状本体(1)的侧壁还设有2条螺旋状的绝缘条(4)，这2条绝缘条(4)平行地环绕在柱状本体(1)的侧壁上、并将柱状本体(1)的侧壁分隔成2个相对独立的螺旋状的封装面，即阳极封装面(5)和阴极封装面(6)，其中阳极封装面(5)与其中一个导电电极(2)电导通，阴极封装面(6)与另一个导电电极(2)电导通；发光半导体芯片(3)环绕地附贴在阳极封装面(5)和/或阴极封装面(6)上，并以串联和/或并联的方式电连接至上述两个导电电极(2)。
6.根据权利要求5所述的发光半导体光源装置，其特征在于：所述2个导电电极(2)分别固装在柱状本体(1)的两端。
7.根据权利要求5或6所述的发光半导体光源装置，其特征在于：所述柱状本体(1)为圆形柱状结构。
8.根据权利要求5所述的发光半导体光源装置，其特征在于：所述发光半导体芯片(3)通过导线以串联、或串并联混合的方式电连接。
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Granted publication date: 20120725

Termination date: 20181120

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