CN201116697Y - 360°输出光的发光二极管 - Google Patents

360°输出光的发光二极管 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种360°输出光的发光二极管，包括一面带有印刷电路的高导热性的基板(1)，该基板上至少设有一通孔，通孔的外围设有与所述印刷电路导通的正、负极焊盘(5)所述通孔中至少设有一块芯片(4)，该芯片的正、负电极各自通过一引线(6)分别与所述的焊盘(5)对应连接，所述芯片(4)上覆盖有一层荧光粉(3)，一层荧光胶(2)将所述芯片(4)与基板(1)固定连接。本实用新型通过结构上的改进，使得白光LED可以全角度输出光，即光通量增加、光衰降低和寿命增加，散热效果更好，为真正实现白光LED的功能照明提供了可靠的基本产品。

Description

360°输出光的发光二极管
技术领域
本实用新型涉及发光二极管(LED)，尤其涉及一种发出白光的全角度输出光的发光二极管。
背景技术
白光LED是一种将电流顺向通到半导体PN结处而发光的器件。具有很多相对于传统光源的优点。最显著的优点是节能、环保、使用寿命长。相比传统光源节能80％，而且采用低压供电方式，更安全可靠。目前，发光二极管(LED)通常采用插件式(DIP)，如图1所示，贴片式(SMD)，如图2、3所示的封装方式。传统LED的结构是将半导体芯片02置于某一金属材质的基底(碗杯)01上进行封装。从光输出上来看，由于受到不透明基底01的遮挡，发光角度受限在180°以内(半球形输出光)。半导体芯片底部的光未得到充分输出。经测试，这种结构的LED的光通量只占整个半导体芯片发光光通量的60-70％。所以，传统结构的LED还不能够充分利用光源，这对当今全球开展节约能源、保护环境还是不够理想的。业界一直在探索进一步利用光源的有效方法。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有白光LED的光能利用率不够充分的技术问题，提供一种能够充分利用光能的360°(全角度)输出光的发光二极管。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案是构造一种360°输出光的发光二极管，其包括一面带有印刷电路的高导热性的基板。该基板上至少设有一通孔，通孔的外围设有与所述印刷电路导通的正、负极焊盘。所述通孔中至少设有一块芯片，该芯片的正、负电极各自通过一引线分别与所述的焊盘对应连接，所述芯片上覆盖有一层荧光粉，一层荧光胶将所述芯片与基板固定连接。
本实用新型的一实施例，所述的荧光胶覆盖着所述的芯片、引线和焊盘而将芯片与基板固定连接。
本实用新型的另一实施例，所述的荧光胶经过所述芯片的四周将其与基板固定连接。还有一抗紫外线的透镜罩与所述基板连接而形成中空封罩。
其中，所述透镜罩与基板的空腔内填充有惰性气体，如氮气、氦、氖、氩、氙的一种。
所述透镜罩由抗紫外线光学玻璃、抗紫外线树脂、陶瓷中任一种材料制作。
本实用新型的荧光胶可以为环氧树脂或硅胶。
所述芯片正、负极的引线可以为金线，其直径为1.2-2.0mil；所述焊盘及印刷电路的导线设有镀金层，该镀金层宽度为1-1.5mm，镀金层后度为3-5mil。
本实用新型与现有技术比较有如下优点：
1、本实用新型将半导体芯片封装在一基板的通孔中，该半导体芯片通电发光后，可将其发光朝360°的全角度方向输出，从而实现大角度发光、整体光通亮在原来基础上(180°发光)提高30-40％。经多次试验，完全可以实现工业化量产；
2、芯片发光时产生的热量可迅速通过其两侧的气体散去，散热效果更好；
3、芯片正、负极引线由原直径1.0mil的金线增到1.2mil以上，镀金焊盘及镀金电路导线宽度由原0.5mm增加到1mm以上，镀金层厚度增至3mil以上，有效起到降低电流密度、降低温度、散热的作用；
4、本实用新型便于量产，光通量较现有铝基板上直接做碗杯封芯片的封装结构提高30％以上，光衰减低40％。
本实用新型采用最具有代表性的九颗芯片串联封装在铝基板上的模块为例，经过长时间的测试，与现有铝基板上直接做碗杯封芯片的封装结构主要参数对比表如下。
所用芯片、荧光粉、荧光胶均相同。在正向电流IF＝20MA、环境温度Ta＝22.3℃、相对湿度PH＝57％的条件下测试，对比结果如下：
一、光参数(照度值，光效)
Figure Y20072012039100041
从上面表可以看出本实用新型白光LED与现有结构白光LED相比，照度增加了10％、光效提高了30％。
二、寿命对比表(如图9所示)
表中：横坐标表示LED的老化测试时间，单位为小时。纵坐标表示对应老化测试时间光通量与初始光通量衰减的百分比。左纵表示现有现有结构白光LED衰减百分比。右纵是表示本实用新型改良型白光LED衰减百分比。
Figure Y20072012039100051
现有结构白光LED的测试曲线；
Figure Y20072012039100052
为本实用新型改良型白光LED的测试曲线。
通过以上对比，可以看出现有白光LED在1000H老化后光通量仅有初始光通量的90％；本实用新型改良型的白光LED在1000H老化后只衰减到初始光通量的93％。从而可以看出结构本实用新型改良型白光LED的寿命大大增加，为真正实现白光LED的功能照明提供了可靠的基本产品。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
图1为现有插接式的白光发光二极管的结构示意图；
图2为现有铝基板上直接做碗杯封芯片的封装结构俯视图；
图3为图2横截面的结构示意图；
图4为本实用新型较佳实施例剖切结构示意图；
图5为本实用新型较佳实施例基板结构的俯视示意图；
图6为本实用新型另一实施例剖切结构示意图；
图7为图4中A处的放大图；
图8为图6中B处的放大图；
图9为现有结构白光LED和本实用新型白光LED的寿命对比图表。
具体实施方式
图4、图5示出了本实用新型较佳实施例的基本结构，由九个芯片串联封装在一铝基板上的模块结构，芯片个数可以根据需要选定。这种360°输出光的发光二极管模块，包括一面带有印刷电路的高导热性的铝基板1，该铝基板上均布九个通孔，每一通孔的外围设有与所述印刷电路导通的正、负极焊盘5，而每一通孔中至少设有一块芯片4，该芯片的正、负电极各自通过一引线6分别与所述的焊盘5对应连接。芯片4上覆盖有一层荧光粉3，一层荧光胶2覆盖着所述的芯片4、引线6和焊盘5而将芯片与铝基板1固定连接(如图7所示)。荧光胶2可以是硅胶或环氧树脂。芯片正负极的引线6为金线，其直径为1.2-2.0mil。所述焊盘5及印刷电路的导线11设有镀金层，该镀金层宽度为1-1.5mm，镀金层后度为3-5mil。芯片的块数可以根据需要设置，如、设置三块不同颜色的芯片等等。
图6示出了本实用新型另一实施例的基本结构，此实施例的基本结构和材料与较佳实施例的大致相同，所不同的是：荧光胶2经过所述芯片4的四周将其与铝基板1固定连接(如图8所示)。一抗紫外线的透镜罩7与所述基板1连接形成中空封罩。透镜罩7的空腔内填充惰性气体8，如、氮气、氦气、氖气、氩气、氙气等。透镜罩5可以采用K7抗紫外线光学玻璃材料来制作，也可以采用其他抗紫外线的材料来制作，如，抗紫外线树脂、陶瓷等。
本实用新型通过结构上的改进，使得白光LED可以全角度输出光，即光通量增加、光衰降低和寿命增加，散热效果更好，为真正实现白光LED的功能照明提供了可靠的基本产品。

Claims (9)

1. 一种360°输出光的发光二极管，包括一面带有印刷电路的高导热性的基板(1)，该基板上至少设有一通孔，通孔的外围设有与所述印刷电路导通的正、负极焊盘(5)，其特征在于：所述通孔中至少设有一块芯片(4)，该芯片的正、负电极各自通过一引线(6)分别与所述的焊盘(5)对应连接，所述芯片(4)覆盖一层荧光粉(3)，一层荧光胶(2)将所述芯片(4)与基板(1)固定连接。
2. 如权利要求1所述的360°输出光的发光二极管，其特征在于：所述的荧光胶(2)覆盖着所述的芯片(4)、引线(6)和焊盘(5)。
3. 如权利要求1所述的360°输出光的发光二极管，其特征在于：所述的荧光胶(2)经过所述芯片(4)的四周将其与基板(1)固定连接。
4. 如权利要求3所述的360°输出光的发光二极管，其特征在于：还有一抗紫外线的透镜罩(7)与所述基板(1)连接而形成中空封罩。
5. 如权利要求4所述的360°输出光的发光二极管，其特征在于：所述透镜罩(7)与基板(1)的空腔内填充有惰性气体(8)。
6. 如权利要求5所述的360°输出光的发光二极管，其特征在于：所述的惰性气体(8)为氮气、氦、氖、氩、氙的一种。
7. 如权利要求6所述的360°输出光的发光二极管，其特征在于：所述透镜罩(7)由抗紫外线光学玻璃、抗紫外线树脂、陶瓷中任一种材料制作。
8. 如权利要求1至3任一项所述的360°输出光的发光二极管，其特征在于：
所述的荧光胶(2)为环氧树脂或硅胶。
9. 如权利要求8所述的360°输出光的发光二极管，其特征在于：所述芯片正、负极的引线(6)为金线，其直径为1.2-2.0mil；所述焊盘(5)及印刷电路的导线(11)设有镀金层，该镀金层宽度为1-1.5mm，镀金层后度为3-5mil。
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