CN103515517B - 发光二极管模组 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管模组，包括发光二极管及与所述发光二极管配合的透镜，所述透镜包括导光部及自导光部凸设的卡榫，所述发光二极管包括基板及贴设于基板上且间隔设置的电极，所述电极开设有通孔，所述卡榫具有第一粗糙部及与第一粗糙部位于不同平面的第二粗糙部，所述卡榫插设于电极的通孔并使第一粗糙部与通孔内的胶体结合，第二粗糙部与所述基板贴设。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体结构，尤其涉及一种发光二极管光源。
背景技术
传统的发光二极管模组包括一基板、固定在基板一侧的发光二极管及安装在基板上并将发光二极管收容其内的一透镜。所述透镜包括与基板配合的一固定部，业界通常采用在固定部底面涂覆玻璃胶的方式，使透镜的固定部直接粘于所述基板的表面上，从而使透镜与基板固定连接。然而，在涂覆玻璃胶及粘接的过程中，极易导致玻璃胶分布不均匀而使固定部与基板表面连接不稳固，从而影响发光二极管模组的正常工作。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种透镜与基板稳固连接的发光二极管模组。
一种发光二极管模组，包括发光二极管及与所述发光二极管配合的透镜，所述透镜包括导光部及自导光部凸设的卡榫，所述发光二极管包括基板及贴设于基板上且间隔设置的电极，其特征在于：所述电极开设有通孔，所述卡榫具有第一粗糙部及与第一粗糙部位于不同平面的第二粗糙部，所述卡榫插设于电极的通孔并使第一粗糙部与通孔内的胶体结合，第二粗糙部与所述基板贴设。
与现有技术相比，本发明提供的发光二极管模组中透镜与基板的接着力更大，连接更加稳固。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的发光二极管模组的组合示意图。
图2为图1所示电路的俯面示意图。
图3为图1所示的卡榫的局部放大示意图。
图4为图1所示卡榫在YZ平面内的投影示意图。
图5为第二实施例中的卡榫的局部放大图。
图6为第三实施例中的卡榫的局部放大图。
图7为第四实施例中的卡榫的局部放大图。
图8为第五实施例中的卡榫的局部放大图。
图9为第六实施例中的卡榫的局部放大图。
图10为第七实施例中的卡榫的局部放大图。
图11为第八实施例中的卡榫的局部放大图。
图12为另一实施例中的电路的俯面示意图。
主要元件符号说明
| 发光二极管模组 | 1 |
| 发光二极管 | 10 |
| 基板 | 11 |
| 第一电极 | 12 |
| 第二电极 | 13 |
| 发光二极管芯片 | 20 |
| 封罩 | 31 |
| 荧光粉 | 32 |
| 透镜 | 40 |
| 导光部 | 41 |
| 粗糙结构 | 43 |
| 卡榫 | 45、45a、45b、45c |
| 流道 | 50 |
| 通孔 | 121、131、121a、131a、 |
| 底面 | 411 |
| 侧面 | 413 |
| 顶面 | 415 |
| 空穴 | 417 |
| 凸起 | 431 |
| 固定脚 | 453、453a、453b、453c |
| 第二粗糙部 | 457、457a |
| 第二自由曲面 | 4151 |
| 连接处 | 4153 |
| 第一自由曲面 | 4171 |
| 环面 | 4173 |
| 凹面 | 4175 |
| 凹穴 | 4531、4531a、4531b、4531c |
| 第一粗糙部 | 4535、4535a、4535b、4535c、4535d、4535e、4535f、4535g |
| 容置穴 | 4571、4537 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明第一实施例中的发光二极管模组1包括一发光二极管10及与该发光二极管10配合的一透镜40。
该发光二极管10包括一平直的基板11、位于该基板11上表面且间隔设置的一第一电极12、一第二电极13及位于该第一电极12上并与该第一电极12及第二电极13电性连接的一发光二极管芯片20。
请同时参阅图2，所述第一电极12及第二电极13相互远离的两端中部分别开设有贯穿第一电极12、第二电极13上下表面的通孔121、131。该通孔121、131的形状结构相同，分别自第一电极12及第二电极13的上表面斜向下凹陷形成，其大致为杯状，横截面为圆形。每一通孔121、131的内径分别沿第一电极12、第二电极13的厚度方向自上向下逐渐减小，该通孔121、131的内表面为一围绕通孔121、131的斜面，该通孔121、131用于与透镜40配合。
请再次参阅图1，该透镜40将该发光二极管芯片20收容于其内，用以改变发光二极管10的出光路径，从而提高发光二极管10的光利用率。为了避免发光二极管芯片20受损，一透明的封罩31设置于该基板11上并将该发光二极管芯片20围设。当然，上述实施例中，该封罩31内还可进一步设置所需的荧光粉32，从而得到不同颜色的光线。
该透镜40由光学性能优越的透明材料一体成型，如PMMA或PC塑料。
该透镜40包括一导光部41、自导光部41一侧表面向外凸设的一粗糙结构43及二卡榫45。
所述导光部41包括一弯曲顶面415、一水平的底面411及连接该底面411与顶面415的一环形侧面413。该顶面415连接该侧面413顶端并位于该底面411上方，该侧面413自该底面411边缘倾斜向上、向外延伸形成。该顶面415为透镜40的出光面，该发光二极管10发出的大部分光线集中自该顶面415向外发射，少部分光线自该侧面413向外发射。该顶面415较底面411宽，且包括二第二自由曲面4151。每一第二自由曲面4151向外凸设形成，该二第二自由曲面4151相互连接而共同构成一翼型结构，该二第二自由曲面4151的连接处4153位于一第一自由曲面4171中心的正上方。该顶面415距离底面411的高度自该二第二自由曲面4151的连接处4153向相对两侧递增至对应底面411的边缘后朝向侧面413逐渐递减。本申请中，该顶面415所在的区域为发光二极管的有效照明范围。该导光部41自底面411中部朝向顶面415竖直凹陷形成一空穴417，用以将发光二极管芯片20及封罩31收容于其内。该空穴417由朝向顶面415并位于导光部41中部的一第一自由曲面4171及连接该第一自由曲面4171的一竖直环面4173围设形成。该第一自由曲面4171为该透镜40的入光面，其距离该底面411的高度自其中部向相对两侧逐渐降低。该空穴417的宽度与封罩31的宽度大致相等，而其高度较封罩31高。
所述粗糙结构43自导光部41的底面411向外凸设形成。该粗糙结构43为均匀分布于底面411上、空穴417周缘的若干连续的凸起431，每一个凸起431形状、大小及其高度相同。每一凸起431均呈梯形，其宽度自与底面411相连的顶端向远离底面411的底端逐渐减小，该凸起431自底面411向下延伸的高度小于该卡榫45自导光部的底面411向下延伸的高度，且在凸起431远离底面411的底端的内表面上涂设一反射层（图未示），从而使得入射至该凸起431的光线能够集中反射回透镜40。相邻凸起431的顶面边缘相互连接，其它部分间隔设置。
该粗糙结构43位于第一电极12、第二电极13的上方并与之间隔设置，从而使该粗糙结构43与第一电极12、第二电极13的上表面之间形成一流道50，以使该发光二极管芯片20散发的热量自该流道50向外散发。该发光二极管10的封罩31收容在空穴417内，该封罩31的侧边贴设空穴417的环面4173，其顶端与第一自由曲面4171间隔设置，并形成一穹状凹面4175。此时，该发光二极管芯片20位于该第一自由曲面4171的正下方且距离该第一自由曲面4171一倍焦距以上的距离，从而使发光二极管芯片20发出的光线经透镜40向有效照明区域内均匀发散。
这些卡榫45位于导光部41的底面411的边缘，穿设发光二极管10的第一电极12及第二电极13的通孔121和通孔131并与基板11配合，从而将透镜40固定在基板11上。
请同时参阅图1及图3，所述每一卡榫45自导光部41的底面411向外凸设形成，其大致为一圆形柱体，且该卡榫45的直径自靠近导光部41的顶端向远离该导光部41的底端逐渐减小。该卡榫45垂直于该导光部41向下延伸的高度大于该粗糙结构43垂直于该导光部41向下延伸的高度。以该卡榫45垂直于基板11向上延伸的方向为Z轴方向，以基板11垂直于Z轴的前后方向为Y轴方向，以基板11垂直于Z轴及Y轴的左右方向为X轴方向。
该卡榫45的底部开设有一凹穴4531，该凹穴4531自该卡榫45底部沿Z轴方向内凹形成，其沿Y轴方向贯穿该卡榫45的底部，该凹穴4531沿XZ平面的投影为梯形，且其沿X轴方向延伸的宽度自靠近导光部41的顶部向远离导光部41的底部逐渐减小，且该凹穴4531自底部沿Z轴方向向上延伸的高度为h1，且h1小于该通孔121、131的深度H。
该凹穴4531的顶部具有一第一粗糙部4535，该第一粗糙部4535为连续的突起，其用于增大凹穴4531与胶体之间的接触面积，从而增大二者之间的粘着力。在本实施例中，这些突起为锯齿状，当然，其还可为驻波、弦波等其他形状。这些突起的远离基板11的一端依次连接形成一波形曲面。相邻的二突起之间形成有一容置穴4537。该容置穴4537自该凹穴4531的顶部表面向远离基板11的方向凹陷形成，优选地，该容置穴4537沿Z轴方向延伸的高度h2与凹穴4531自基板11向上延伸的高度h1之和等于该通孔121、131的深度H，如此，则收容于该容置穴4537及凹穴4531内的胶体不易于流出该通孔121、131。该容置穴4537沿XZ平面的投影呈三角形，且该容置穴4537沿X轴方向延伸的宽度自靠近基板11的一端向远离基板11的一端逐渐减小，该容置穴4537用以收容胶体于其内。
不难理解，该容置穴4537沿Z轴方向延伸的高度h2与凹穴4531自基板11向上延伸的高度h1之和也可以小于该通孔121、131的深度H，只要能够使得胶体不易于流出该通孔121、131即可。
二固定脚453位于该凹穴4531的相对两侧且围设该凹穴4531，所述二固定脚453在XZ平面的投影呈梯形，且其沿X轴方向延伸的宽度自靠近基板11的底端向远离基板11的顶端逐渐减小，且每一固定脚453沿Z轴方向的高度等于该通孔121、131的深度。该固定脚453在YZ平面的投影也呈梯形，其沿Y轴方向延伸的宽度自靠近导光部41的一端向远离导光部41的一端逐渐减小，且其外表面与该卡榫45的侧面共面。
请同时参阅图3及图4，该卡榫45的底端即每一固定脚453的底面形成一第二粗糙部457，该第二粗糙部457为连续的突起，用于增大固定脚453与基板11之间的摩擦力，在本实施例中，这些突起为锯齿状，当然，其还可为驻波、弦波等其他形状。这些突起与基板11接触的一端依次连接形成一波形曲面。相邻的二突起之间形成有一容置穴4571。该容置穴4571自该固定脚453靠近基板11一侧的底面向靠近导光部41向内凹形成，其沿XZ平面的投影呈三角形。该容置穴4571沿X轴方向延伸的宽度自与基板11接触的一端向远离基板11的一端逐渐减小。
当该透镜40与该发光二极管10固定连接时，先在通孔121和131内灌入适量的胶体，然后将卡榫45分别插设于对应的通孔121和131内直至固定脚453的粗糙部457抵顶基板11的表面。此时，固定脚453插设在胶体中，卡榫45的凹穴4531、凹穴4531顶部的容置穴4537以及固定脚453底面的容置穴4571内均注满胶体，该卡榫45的侧面外缘与该通孔121、131的内表面相配合，如此便能实现透镜40与发光二极管10的粘接，再由于该卡榫45的内径自靠近导光部41的一端向远离导光部41的一端逐渐减小，该通孔121、131的内径沿基板11方向自上而下逐渐减小，且卡榫45的内径与通孔121、131的内径相等，因此，该卡榫45可以较容易地滑入该通孔121、131内，安装更加便捷。
本实施例中，由于凹穴4531的第一粗糙部4535以及固定脚453的第二粗糙部457增大了与胶体的接触面积，从而增大了两者之间的摩擦力，使两者连接更加牢固；并且由于第一粗糙部4535的容置穴4537、第二粗糙部457的容置穴4571及凹穴4531内充满了胶体，使得该固定脚453与该基板11的接着力增大，进一步使得该透镜40不易松动。
图5所示为本发明的第二实施例，在第一实施例的基础上，为了进一步增大该卡榫45与胶体的接触面积，进而增大该透镜40与基板11之间的接着力，该凹穴4531相对两侧的内表面以及固定脚453的外表面分别设置有如图5所示的第一粗糙部4535a。
图6所示为本发明的第三实施例，其与第一实施例的主要区别在于，为了进一步增加胶体与卡榫45a接触的面积，第一电极12及第二电极13上设置有圆柱形的通孔121a、131a，与通孔121a、131a配合的卡榫45a也为圆柱状，且该卡榫45a的直径与该通孔121a、131a的内径相等，该卡榫45a的底部具有固定脚453a并开设有一凹穴4531a，该凹穴4531a及固定脚453a在XZ平面内的投影为矩形，该凹穴4531a的顶部以及固定脚453a的底部分别设置有第一粗糙部4535b及第二粗糙部457a。
图7所示为本发明的第四实施例，不难理解的，在第三实施例的基础上，为了进一步增大卡榫45a与胶体的接触面积，进而增大透镜40与基板11的结合力，该凹穴4531a相对两侧的内表面以及固定脚453a的外表面分别设置有如图7所示的第一粗糙部4535c。
图8所示为本发明的第五实施例，为了增大胶体与卡榫45b的接触面积，可以在该固定脚453b的外表面以及固定脚453b的底部分别设置第一粗糙部4535d及第二粗糙部457。
图9所示为本发明的第六实施例，为了增大胶体与卡榫45b的接触面积，可以在该凹穴4531b相对两侧的内表面以及固定脚453b的底部分别设置第一粗糙部4535e及第二粗糙部457。
图10所示为本发明的第七实施例，为了增大胶体与卡榫45c的接触面积，固定脚453c的外表面及底部分别设置有第一粗糙部4535f及第二粗糙部457a。
图11所示为本发明的第八实施例，不难理解的，为了增大胶体与卡榫45c的接触面积，可以在该凹穴4531c相对两侧的内表面的以及固定脚453c的底部分别设置如图12所示的第一粗糙部4535g及第二粗糙部457a。
此处的卡榫数目不限于2个，可以根据实际需要而为多个，只要卡榫的数目与通孔的数目相对应即可。如卡榫的数目和通孔的数目都为3个，由于三个卡榫分别容置于三个通孔121b、131内（如图12所示），且三者的连接点构成一三角形，利用三角形的稳定性特征，该透镜40可以更加稳固地固定于基板11之上。
Claims (9)
1.一种发光二极管模组，包括发光二极管及与所述发光二极管配合的透镜，所述透镜包括导光部及自导光部凸设的卡榫，所述发光二极管包括基板及贴设于基板上且间隔设置的电极，其特征在于：所述电极开设有通孔，所述卡榫具有第一粗糙部及与第一粗糙部位于不同平面的第二粗糙部，所述卡榫插设于电极的通孔并使第一粗糙部与通孔内的胶体结合，第二粗糙部与所述基板贴设，所述卡榫的底部开设有凹穴，二固定脚分别位于所述凹穴的相对两侧并围设该凹穴，所述第二粗糙部位于所述二固定脚的底面。
2.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：所述第一粗糙部位于所述凹穴的顶面。
3.如权利要求2所述的发光二极管模组，其特征在于：所述第一粗糙部沿垂直于基板向上延伸的高度与所述凹穴自基板垂直向上延伸的高度之和小于或者等于所述通孔的深度。
4.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：所述第一粗糙部位于所述凹穴相对两侧的内表面。
5.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：所述第一粗糙部位于所述凹穴的顶面及相对两侧的内表面。
6.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：所述第一粗糙部位于所述固定脚的外表面。
7.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：所述第一粗糙部位于所述凹穴的整个内表面以及所述固定脚的外表面。
8.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：所述凹穴沿基板的横向贯穿于所述卡榫的底部，且横截面为梯形或矩形。
9.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：所述第一粗糙部为若干连续的突起，所述突起与基板接触的一端依次连接形成波形曲面。
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