CN102956798A

CN102956798A - 一种高出光率led反光杯及其制造方法

Info

Publication number: CN102956798A
Application number: CN2012104973716A
Authority: CN
Inventors: 万珍平; 李玲艳
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: CN102956798B

Abstract

本发明公开了一种高出光率LED反光杯及其制造方法，该LED基座为中空结构，中空结构形成一个凹槽，LED安装在该凹槽底部，在凹槽的内壁设置有一个反光杯，反光杯的表面布满凸起的颗粒；制造过程是，准备一块铜箔并对其预处理；在铜箔表层制造出凸起的颗粒结构；铜箔表层制造出凸起的颗粒结构后，然后在铜箔表面镀一层反光材料，形成反光层；再将铜箔制成与LED基座的凹槽内周壁相应的形状，然后将其紧密的与凹槽内周壁贴合，得到高光率LED的反光杯。反光杯的反光层提高了反光率，凸起的颗粒状结构增大了反光面积和反光率，进一步增强了反光率；由于光能有效地输出，防止热量大量积聚在基座内，满足LED散热要求。

Description

一种高出光率LED反光杯及其制造方法

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其涉及一种高出光率LED反光杯及其制造方法。

背景技术

LED作为一种直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件，被广泛认为是21世纪最优质的光源，具有体积小、寿命长、电光效率高、节能环保等优点。

一般需对LED芯片进行封装，其封装结构包括LED芯片、承载该LED芯片的基座、封装该LED芯片的透光封装体（透镜）。芯片材料的折射系数通常在2.0以上，而空气介质折射系数为1，由于它们之间只有一层透光封装体过渡，导致LED全反射角小，使光能很大一部分不能折射出透镜而是反射回透镜内，而承载LED芯片的基座通常采用PPA材料制造，反光强度不够，无法使发射或反射回透镜内的光能进一步反射出去，从而造成很大的光能浪费；另外，由于光能无法有效导出到透镜外，热量会积聚在基座内，导致LED芯片持续在高温下作业，产生很大的光衰。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种高出光率LED反光杯及其制造方法，其能够有效地将光能导出，提高出光率，且散热性能好。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高出光率LED反光杯，包括LED基座，该LED基座为中空结构，中空结构形成一个凹槽，LED安装在该凹槽底部，在凹槽的内壁设置有一个反光杯，反光杯的内表面布满凸起的颗粒，所述反光杯的出光口直径大于LED安装口的直径。LED通过透光封装体安装在LED基座的凹槽底部。

反光杯的出光口高于LED基座。反光杯的表面具有一层反光层，该反光层为镀金膜或者镀银膜。

上述高出光率LED反光杯的制造方法，括下述步骤：

（1）准备一块铜箔并对其预处理，预处理包括清洗、去杂质层、镀膜；

（2）在铜箔表层制造出凸起的颗粒结构；

（3）铜箔表层制造出凸起的颗粒结构后，然后在铜箔表面镀一层反光材料，形成反光层；

（4）再将铜箔制成与LED基座的凹槽内周壁相应的形状，然后将其紧密的与凹槽内周壁贴合，得到高光率LED的反光杯。

上述步骤（2）所述颗粒结构，是采用超声波球焊机在铜箔表层制造出凸起的颗粒结构，具体是超声波球焊机使用的劈刀采用激光打孔在劈刀尖端形成中空锥体或者中空半球体，该劈刀尖端的中空锥体结构对应的在铜箔表层形成锥体，该劈刀尖端的中空半球体结构对应的在铜箔表层形成半球体。

上述步骤（3）所述反光材料为镀金膜或者镀银膜。

本发明与现有的技术相比具有以下优点：

反光杯的反光层采用镀金膜或者镀银膜，提高了反光率。

反光杯内表面制造出凸起的颗粒状结构，增大了反光面积和反光率，进一步增强了反光率。

采用上述结构的反光杯，使容置于LED基座凹槽底部的LED发射出或因无法折射出去而反射回透镜内的光能，进一步反射出去，利用全反射与漫反射相结合，使光能有效地输出，从而提高出光率，实现高亮度照明；另外，由于光能有效地输出，防止热量大量积聚在基座内，满足LED自身散热要求。

本发明技术手段简便易行，成本低廉，技术效果突出。

附图说明

图1为本发明高出光率LED反光杯封装后的整体结构示意图。

图2为本发明高出光率LED灯反光杯的立体示意图。

图3为本发明高出光率LED反光杯的制造方法中，所使用超声波球焊机的局部示意图。

图4（a）、图4（b）、图4（c）、图4（d）为本发明使用超声波球焊机的劈刀5剖面及局部放大示意图；其中图4（b）是图4（a）的A点局部放大图，图4（d）是图4（c）的B点的局部放大图。

图5（a）和图5（b）为本发明高出光率LED反光杯展开局部放大效果示意图。

图6为本发明高出光率LED反光杯装配示意图。

图7为本发明高出光率LED反光杯的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1所示。本发明高出光率LED反光杯，包括LED基座1，该LED基座1为中空结构，中空结构形成一个凹槽，LED通过透光封装体4安装在LED基座1的凹槽底部，在凹槽的内壁（或者沿着凹槽的内周壁）设置有一个反光杯3，反光杯3的内表面布满凸起的颗粒，反光杯3的表面具有一层反光层；所述反光杯3的出光口直径大于LED安装口的直径；反光杯3的出光口高于LED基座1。

如图3所示。上述高出光率LED反光杯的制造方法，包括下述步骤：

（1）准备一块铜箔8并对其预处理，预处理包括清洗、去杂质层、镀膜；铜箔8应选用导热性较好的铜箔。

（2）在铜箔8表层制造出凸起的颗粒结构；该所述颗粒结构，是采用超声波球焊机在铜箔8表层制造出凸起的颗粒结构。即，超声波球焊机使用的劈刀5采用激光打孔在劈刀5尖端形成中空锥体或者中空半球体，如图4（a）～图5（b）该劈刀5尖端的中空锥体结构对应的在铜箔8表层形成锥体，该劈刀5尖端的中空半球体结构对应的在铜箔8表层形成半球体。

采用超声波球焊机在铜箔表层制造出凸起的颗粒结构，制造过程如下：

如图3所示。夹具11将铜箔8固定在可移动的工作平台9上。金丝12通过线夹10，穿过劈刀5（焊头）在劈刀5尖端预留2mm尾丝左右，电子打火杆7能够将金丝12的尾丝烧结成球。劈刀5固定在换能器6上，换能器6将电能转换为机械能，为焊接提供超声振动。超声波球焊机工作的时候，综合调节超声波球焊机的压力、温度和频率等参数至最佳。线夹10打开，电子打火杆7将金丝12的尾丝烧结成球，然后劈刀5随着换能器6下移，在铜箔8表面形成焊点，然后换能器6上升，在劈刀5尖端预留2mm金丝，线夹10夹紧，金丝12与焊点接合部断裂形成新的尾丝，工作平台9移动。电子打火杆7再次将尾丝烧结成球，进入下一个循环。在实际生产中，劈刀5的间歇性上下运动采用电脑程序的精密步进电机驱动，电子打火杆7打火成球采用负电子打火控制，线夹由电磁铁控制其开合，整个过程动作灵活、定位准确、速度快，能制造出均匀可控的微米级表面结构。

如图4（a）、（b）、图4（c）、（d）为超声波球焊机的劈刀5及局剖面放大图。图4（a）、（b）所示的劈刀5尖端为中空椎体，对应的在铜箔8表面形成的焊点形状如图5（a）所示锥体。图4（c）、（d）所示的劈刀5尖端为中空半球体，对应的在铜箔8表面形成的焊点形状如图5（b）所示半球体。制造出的凸起的颗粒结构的形状、尺寸和密度根据设计要求可调，与劈刀5尖端的形状、尺寸以及金丝的规格相关。

（3）铜箔8表层制造出凸起的颗粒结构后，然后在铜箔8表面镀一层反光材料（所述反光材料为镀金膜或者镀银膜），形成反光层；反光层增强反光杯内3表面的反光强度。

（4）再将铜箔8制成与LED基座1的凹槽内周壁相应的形状，然后将其紧密的与凹槽内周壁贴合，得到反光杯3。具体是将加工好的铜箔8根据LED基座1凹槽的形状裁剪、弯曲和联接成形，使其能与对应LED基座1配合安装，并紧密的与凹槽内周壁贴合，完成高光率LED的反光杯3的制造。

图6为本发明高出光率LED反光杯装配示意图。

图7为本发明高出光率LED反光杯的俯视示意图。

图2为反光杯3的立体图，图上所示反光杯3的锥角θ可调。

反光杯的反光层采用镀金膜或者镀银膜，提高了反光率。

反光杯3内表面制造出凸起的颗粒状结构，增大了反光面积和反光率，进一步增强了反光率。

采用上述工艺所获得的反光杯3，使容置于LED基座凹槽底部的LED发射出或因无法折射出去而反射回透镜内的光能，进一步反射出去，利用全反射与漫反射相结合，使光能有效地输出，从而提高出光率，实现高亮度照明；另外，由于光能有效地输出，防止热量大量积聚在基座内，满足LED自身散热要求。

如上所述便可较好的实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高出光率LED反光杯的制造方法，其特征在于，制造该反光杯包括下述步骤：

（2）在铜箔表层制造出凸起的颗粒结构；

2.根据权利要求1所述的高出光率LED反光杯的制造方法，其特征在于，步骤（2）所述颗粒结构，是采用超声波球焊机在铜箔表层制造出凸起的颗粒结构，具体是超声波球焊机使用的劈刀采用激光打孔在劈刀尖端形成中空锥体或者中空半球体，该劈刀尖端的中空锥体结构对应的在铜箔表层形成锥体，该劈刀尖端的中空半球体结构对应的在铜箔表层形成半球体。

3.根据权利要求1所述的高出光率LED反光杯的制造方法，其特征在于，步骤（3）所述反光材料为镀金膜或者镀银膜。

4.一种高出光率LED反光杯，包括LED基座，该LED基座为中空结构，中空结构形成一个凹槽，LED安装在该凹槽底部，其特征是：在凹槽的内壁设置有一个反光杯，反光杯的内表面布满凸起的颗粒，所述反光杯的出光口直径大于LED安装口的直径。

5.根据权利要求4所述的高出光率LED反光杯，其特征是：反光杯的出光口高于LED基座。

6.根据权利要求4所述的高出光率LED反光杯，其特征是：LED通过透光封装体安装在LED基座的凹槽底部。

7.根据权利要求4所述的高出光率LED反光杯，其特征是：反光杯的表面具有一层反光层。