CN106369292A - 基于芯片级封装的led光源模组及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED灯具及其基于芯片级封装的LED光源模组，属于光电技术领域，所述基于芯片级封装的LED光源模组包括：基板，所述基板的中部设有方形灯珠区，所述灯珠区内设有多颗以矩阵形式排列的灯珠，所述灯珠区的四周设有驱动单元，在同一列灯珠中，位于奇数行的灯珠的起始排列位置比位于偶数行的灯珠的起始排列位置向左偏移1/8至1/5。本发明的基于芯片级封装的LED光源模组通过在基板中部设置方形灯珠区，多颗灯珠在灯珠区内以特定的矩阵形式排列，能够提高光效率，减小生产成本。具有节约材料，成本低廉的优点。

Description

基于芯片级封装的LED光源模组及LED灯具

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种基于芯片级封装的LED光源模组及具有该基于芯片级封装的LED光源模组的LED灯具。

背景技术

LED光源因具有绿色环保、使用寿命长、节能、性能稳定、光效高以及体积小等优点，目前已广泛应用至各种照明领域，如室内照明、汽车、消费性电子产品。

目前，随着LED技术的迅速发展，LED光源已经广泛应用到大功率照明设备上。而目前的大功率照明上需要LED颗数较多，有的多达上百颗。近来一种LED光源模组被广泛使用，该LED光源模组包括呈圆盘状基板和在圆盘状基板上设置LED驱动电路和LED灯，因在LED光源模组上设置好了LED灯照明所需的电路包括LED驱动芯片和LED灯，只需安装到LED照明设备的底座上，与灯罩等组装即可，无需过多的考虑LED的电路设计等，生产组装方便。

然而，这种圆盘状基板的LED光源模组由于没有综合考虑LED驱动电路的器件结构对LED灯的影响，存在以下问题：一是因LED灯数量较多，存在光效率低的问题，二是要得到均匀混光需要经过不断地调节某颗LED灯或某些LED灯的位置，这样调节后，LED灯的分布变得杂乱无章，走线变得复杂，使得整个LED光源模组结构复杂。还有，在生产制造这种LED光源模组时，在呈矩形的基板上切割出圆盘状基板，这样在分离出圆盘状基板后，余下的材料就废弃了，呈矩形的基板的材料没有得到充分利用，这种LED光源模组的生产成本居高不下，影响了LED的广泛使用。

因此，有必要提出一种新的方案，解决上述问题。

发明内容

本发明正是基于以上一个或多个问题，提供一种基于芯片级封装的LED光源模组，用以解决现有技术中生产基于芯片级封装的LED光源模组普遍存在的光效率低，材料浪费，影响基于芯片级封装的LED光源模组广泛使用的问题。

本发明提供一种基于芯片级封装的LED光源模组，包括：基板，所述基板的中部设有方形灯珠区，所述灯珠区内设有多颗以矩阵形式排列的灯珠，所述灯珠区的四周设有驱动单元，在同一列灯珠中，位于奇数行的灯珠的起始排列位置比位于偶数行的灯珠的起始排列位置向左偏移1/8至1/5。

进一步的，所述驱动单元在所述灯珠区的四周呈U型分布。

进一步的，所述驱动单元包括6颗驱动芯片，所述6颗驱动芯片均匀分布在所述方形灯珠区相邻两个边的外侧。

进一步的，所述驱动单元还包括电源模块，所述电源模块与所述驱动芯片位于所述方形灯珠区不同边的外侧。

进一步的，所述灯珠的行间距大于列间距，每列内相邻灯珠有预设距离的错位。

进一步的，第一列灯珠的错位为正向，第二列灯珠的错位为负向。

进一步的，所述基板的四个角上分别设有连接孔。

进一步的，所述驱动单元包括第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片；所述第一环形灯串和所述第二环形灯串分别与所述第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片的D4引脚连接，所述第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片的D1、D2、D3、D4引脚分别通过各自的贴片电容接地，所述第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片的VD引脚通过各自的第一贴片电阻和各自所述贴片电容接地，所述第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片的R引脚通过各自第二贴片电阻接地。

进一步的，所述光电模组应用于吸顶灯、筒灯或球泡灯。

本发明还提供一种LED灯具，包括上述任一所述的基于芯片级封装的LED光源模组。

本发明的基于芯片级封装的LED光源模组及LED灯具，通过在基板中部设置方形灯珠区，多颗灯珠在灯珠区内以特定的矩阵形式排列，能够提高光效率，减小生产成本。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的基于芯片级封装的LED光源模组的结构示意图。

图2是本发明较佳实施例的驱动单元的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

请参见图1，图1是本发明较佳实施例的基于芯片级封装的LED光源模组的结构示意图。如图1所示，本发明较佳实施例的基于芯片级封装的LED光源模组包括：基板1，所述基板1的中部设有方形灯珠区2，所述灯珠区2内设有多颗以矩阵形式排列的灯珠21，所述灯珠区2的四周设有驱动单元。其中，基板1可以是方形、圆形或椭圆等规则或不规则的几何形状。图1中以方形基板为例。

在一个具体的实施方式中，所述灯珠区2内设有串联的多颗灯珠21，所述灯珠21在所述灯珠区2内以矩阵形式排列。其中，灯珠21可以采用LED灯珠，对应的，驱动单元为驱动单元。

在另一个具体的实施方式中，所述灯珠区2内设有并联的多颗灯珠21，所述灯珠21在所述灯珠区2内以矩阵形式排列。

本发明中，灯珠21的矩阵排列形式为：灯珠21排列的行间距与列间距不同，同一行的各个灯珠21位于同一条直线上，同一列的各个灯珠21之间有错位。

作为一种较佳的排列方式，所述灯珠21的行间距大于列间距。同一行的各个灯珠21位于同一条直线上，同一列的相邻灯珠21有预设距离的错位。具体的，如图1所示，将灯珠21按列分为第一列灯珠和第二列灯珠，第一列灯珠的错位为正向，例如向左，第二列灯珠的错位为负向，例如向右。

进一步的，所述驱动单元在所述灯珠区2的四周呈U型分布。所述驱动单元包括6颗驱动芯片，所述6颗驱动芯片均匀分布在所述方形灯珠区相邻两个边的外侧。所述驱动单元还包括电源模块31，所述电源模块31与所述驱动芯片位于所述方形灯珠区2不同边的外侧。由于LED驱动芯片对温度极为敏感；通过上述设置可以防止电源热量对驱动芯片的工作产生影响。

参见图1，在一个具体的实施方式中，所述驱动单元包括位于方形灯珠区2左侧边外侧的电源模块31，位于方形灯珠区2右侧边外侧(第二侧)的第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3，位于方形灯珠区2上侧边外侧(第三侧)的第四驱动芯片U4、第五驱动芯片U5和第六驱动芯片U6。其中，电源模块31包括火线端N和零线端L，整流电源模块DB1，放电模块，第一调节电阻，第二调节电阻。第一驱动芯片U1至第六驱动芯片U6型号为CYT3000B。

进一步的，所述方形基板1的四个角上分别设有连接孔4。通过连接孔4可以将本发明的基于芯片级封装的LED光源模组固定。

作为一种较佳的排列方式，所述灯珠21的行间距大于列间距。同一行的各个灯珠21位于同一条直线上，同一列的相邻两灯珠21以预设距离的错位设置，这种错位是交替实现，同一列的灯珠21的中心线的连线呈波浪线，奇数行的灯珠排列方式相同，偶数行的灯珠排列方式也相同。而奇数行相邻两灯珠的间距与偶数行相邻两灯珠的间距相等。同一列中，位于奇数行的灯珠的起始排列位置比位于偶数行的灯珠的起始排列位置向左偏移1/8至1/5，较佳为1/6。例如，在图1中，以纸面左侧为LED光源模组的左侧，以纸面右侧为LED光源模组的右侧，则在任意相邻两行灯珠中，第二行的第一颗灯珠的起始位置比第一行的第一颗灯珠的起始位置向右移动距离约为第一颗灯珠从左至右的长度的1/8至1/5，适度错位设置可防止正对时出现的混光现象而导致出光不均，使得灯珠阵列发光均匀，且排列美观。

在一个具体的实施例中，上述第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3呈线性排列，上述第四驱动芯片U4、第五驱动芯片U5和第六驱动芯片U6也呈线性排列，位于第一侧的电源接入端31、位于第二侧的第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3以及第三侧的第四驱动芯片U4、第五驱动芯片U5和第六驱动芯片U6呈U形设置，其中第三侧的第四驱动芯片U4、第五驱动芯片U5和第六驱动芯片U6的中心连线到灯珠区2的距离为d1，位于第一侧的电源接入端31中心到灯珠区2的距离为d2、位于第二侧的第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2和第三驱动芯片U3的中心连线到灯珠区2的距离为d3，三者的关系为d1＞d2＞d3＞0，这样设置可防止处于U形底部的第三侧的第四驱动芯片U4、第五驱动芯片U5和第六驱动芯片U6的热量堆积芯片烧坏的问题。

请参见图2，在另一个具体的实施方式中，所述驱动单元包括电源模块，整流电源模块DB1，第一驱动芯片U1至第六驱动芯片U6；

所述电源模块的火线端L通过保险丝FUSE与所述整流电源模块DB1的第一端连接，所述电源模块的零线端N与所述整流电源模块DB1的第二端连接，所述整流电源模块DB1的第一端通过可变电阻RV1与所述整流电源模块DB1的第二端连接，所述整流电源模块DB1的第四端接地，所述整流电源模块DB1的第三端通过所述灯珠21分别与所述第一驱动芯片U1至第六驱动芯片U6的D4引脚连接，所述整流电源模块DB1的第三端通过电阻R2和电阻R3接地，所述第一驱动芯片U1至第六驱动芯片U6的D1、D2、D3、D4引脚分别通过各自的贴片电容C1至C6接地，所述第一驱动芯片U1至第六驱动芯片U6的VD引脚通过各自的第一贴片电阻R11至R16和各自所述贴片电容C1至C6接地，所述第一驱动芯片U1至第六驱动芯片U6的R引脚通过各自第二贴片电阻R41至R46接地。

图2中的驱动单元的原理如下：

交流电自交流电源AC接入端L端和N端流入整流电源模块DB1，经整流电源模块DB1转换为直流后流入LED灯珠串，为例便于说明，以LED灯珠串包括四颗灯珠21为例，在实际使用中，并不限于四颗，可以是任意多颗串联的LED灯珠21。经LED灯珠串后流入并联的LED驱动芯片U1-U6中。LED驱动芯片U1-U6并联后作为LED灯珠串的电流驱动控制单元，LED驱动芯片U1-U6属于相同构造的驱动芯片，本实施例中，驱动芯片U1-U6型号为CYT3000B。第一驱动芯片U1至第六驱动芯片U6各自可以是一个独立功能的驱动单元，各自都可调节LED灯珠21的电流。将第一驱动芯片至第二驱动芯片封装到同一封装胶体内，可以共用一个电源输入端，简化了电路结构，同时节约了芯片占用的空间，降低了生产成本。

需要说明的是，这里为方便说明，仅以四颗LED灯珠为例，实际上，方形灯珠区2内需要数几十颗乃至数百颗LED灯珠21，只需将这些LED灯珠21串联，同时依据LED灯珠21的数量，配置驱动芯片的数量，驱动芯片之间只需如图2中所示进行并联连接，这对本技术领域人员而言，在参照LED驱动芯片U1至U6的并联后，易于实现多颗LED驱动芯片的并联，在此不再赘述。

进一步地，本发明的基于芯片级封装的LED光源模组可应用于吸顶灯、筒灯、球泡灯中作为发光光源。

本发明还提供一种LED灯具，包括上述任一一种基于芯片级封装的LED光源模组。

需要说明的是，在本发明中，所提及的驱动单元的电路模块主要是指LED驱动电路中占用一定空间位置的电路元件，这些电路元件设置在方形基板上时会占用掉方形基板表面的部分面积，在大小有限的方形基板上，会影响到LED灯的出光均匀和散热，因此这些电路元件在方形基板上的排布是否合理，可能会引起基于芯片级封装的LED光源模组的发光，甚至严重者可能影响基于芯片级封装的LED光源模组的使用寿命。还有，为保证基于芯片级封装的LED光源模组的散热，该方形基板为散热较好的铝基板或者绝缘的导热基板或者陶瓷板。

此外，需要特别说明的是，由于基板上表面和下表面之间距离(即厚度)较小，通常这个厚度在0.1毫米至5毫米之间，而且在本发明并不涉及这个厚度，主要是对方形基板上的驱动单元以及LED灯之间的形状、构造等特征进行描述，所以说明书中涉及基板呈方形时的几何结构方面时直接看着平面正方形或长方形进行有关描述，例如会直接使用正方形基板的中心，实际是指方形基板设有驱动单元及LED灯珠的表面的中心点。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于芯片级封装的LED光源模组，其特征在于，包括：基板，所述基板的中部设有方形灯珠区，所述灯珠区内设有多颗以矩阵形式排列的灯珠，所述灯珠区的四周设有驱动单元，在同一列灯珠中，位于奇数行的灯珠的起始排列位置比位于偶数行的灯珠的起始排列位置向左偏移1/8至1/5。

2.如权利要求1所述的基于芯片级封装的LED光源模组，其特征在于，所述驱动单元在所述灯珠区的四周呈U型分布。

3.如权利要求2所述的基于芯片级封装的LED光源模组，其特征在于，所述驱动单元包括6颗驱动芯片，所述6颗驱动芯片均匀分布在所述方形灯珠区相邻两个边的外侧。

4.如权利要求3所述的LED光电模块，其特征在于，所述驱动单元还包括电源模块，所述电源模块与所述驱动芯片位于所述方形灯珠区不同边的外侧。

5.如权利要求1所述的基于芯片级封装的LED光源模组，其特征在于，所述灯珠的行间距大于列间距，每列内相邻灯珠有预设距离的错位。

6.如权利要求5所述的基于芯片级封装的LED光源模组，其特征在于，第一列灯珠的错位为正向，第二列灯珠的错位为负向。

7.如权利要求6所述的基于芯片级封装的LED光源模组，其特征在于，所述基板的四个角上分别设有连接孔。

8.如权利要求1所述的基于芯片级封装的LED光源模组，其特征在于，所述驱动单元包括第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片；

所述第一环形灯串和所述第二环形灯串分别与所述第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片的D4引脚连接，所述第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片的D1、D2、D3、D4引脚分别通过各自的贴片电容接地，所述第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片的VD引脚通过各自的第一贴片电阻和各自所述贴片电容接地，所述第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第四驱动芯片、第五驱动芯片和第六驱动芯片的R引脚通过各自第二贴片电阻接地。

9.如权利要求1所述的基于芯片级封装的LED光源模组，其特征在于，所述光电模组应用于吸顶灯、筒灯或球泡灯。

10.一种LED灯具，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的基于芯片级封装的LED光源模组。