CN201680210U - 全方位发光led器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及LED产品技术领域，特别是指一种全方位发光LED器件。该全方位发光LED器件包括：支架以及通过树脂封装在支架上的LED芯片，所述支架具有一封装台，并且在封装台的四周和顶面分布有LED芯片。本实用新型是在一个支架中封装了多个LED芯片，而这些芯片呈水平360度，顶面同时分布，可实现全方位发光，克服目前产品全方位发光LED器具中难以实现顶部发光的缺点。本实用新型可以广泛应用在各种照明灯具中，相对目前的LED器具，其具有体积小，照明方位广、安装方便诸多优点。

Description

全方位发光LED器件

技术领域：

本实用新型涉及LED产品技术领域，特别是指一种全方位发光LED器件。

背景技术：

众所周知，传统的白炽灯能耗较高，能源利用率非常低，大概只有不到十分之一的能量变成了光能，其它都是热能白白的被浪费掉了。所以人们一直在想办法要用新的光源来替代白炽灯。因此，节能灯就应运而生了。由于它相比而言便宜又好制作，所以就得到了大量的应用，有逐步取代白炽灯的趋势。节能灯是采用电子激发原理发光的，相对于白炽灯，节能灯具有省电的优点。但节能灯存在的一个缺点就是：节能灯中含有汞，汞在节能灯管中是起中介作用的，没有汞节能灯就不会发光。这样以来就导致节能灯生产过程中和使用废弃后有汞污染，另外，节能灯仍是玻璃制品，易破碎，不好运输，不好安装。其次，其耗电量还是较大。最后，节能灯容易损坏，寿命短。

而目前节能照明用具的发展方向就是LED灯具。相对于上述照明灯具，LED灯具有如下优点：

1、节能。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。

2、使用寿命长。LED灯的寿命可达10万小时以上，远远高于白炽灯和节能灯。

3、可以频繁启动。传统的节能灯、白炽灯如果频繁的启动或关断，灯丝就会发黑，很快的坏掉，而LED灯不会。

4、固态封装，所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动。

5、环保，没有汞的有害物质。LED灯的组装部件可以非常容易的拆装，回收方便。

基于上述特点，LED灯将会逐步取代其他照明灯具。但是，LED灯也存在一定的缺陷：由于LED芯片发光具有很强的方向性，其照亮的区域有限，而不像白炽灯、节能灯的光源是发散的。所述将LED灯应用在日常照明中就需要解决这一问题。目前常见的解决方式是在一个灯具的发光灯头内安装多颗LED，每颗LED对应不同的方向，如此形成发散的灯光。这种方式的缺点显而易见：成本高，由于灯头需要安装多个LED，令组装过程复杂。由此可见，该解决方式仅仅为治标不治本，并没有从源头上解决LED全方位发光的问题。

针对于此，于是有本发明人曾设计出一种全方位发光LED灯，如图1所示，该全方位发光LED灯包括：支架01以及被封装在支架01上的LED芯片02，该支架01具有一封装台03，多数个LED芯片02以360度均匀分布于封装台03四周，并被封装树脂04封装。该全方位发光LED灯虽可实现360度侧面发光，但是顶部无法发光。如图2所示，这是该全方位发光LED灯的发光效果，途中的阴影部分为光线照射的区域，由图可以看出，该LED灯是无法对顶面的圆锥区域进行照射，即在该LED灯的顶面会形成发光“盲区”。

另外，与传统光源一样，半导体发光二极体(LED)在工作期间也会产生热量，其多少取决于整体的发光效率。在外加电能量作用下，电子和空穴的辐射复合发生电致发光，在PN结附近辐射出来的光还需经过芯片本身的半导体介质和封装介质才能抵达外界(空气)。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等，最终大概只有30-40％的输入电能转化为光能，其余60-70％的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。特别是针对大功率LED芯片，其发热量也是制约LED产品走向民用的一个瓶颈。

上述LED芯片02之间是以并联的方式连接，即所有LED芯片02的两个电极分别与封装台03和探针05连接。假设每个LED芯片02的电阻为R1，整个LED灯的工作电压为V，整个LED灯的电阻R＝R1/N(N为整个LED灯中包含的LED芯片02的个数)，则整个LED灯的工作电流I＝V/R。由此可见，当全部的LED芯片02并联后，导致整个LED灯的电阻降低，从而导致工作电流I较大，这样就会进一步增加了LED产生的热量。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题就是为了克服目前LED灯产品中顶部难以发光的不足，提出一种可实现四周360度及顶部同时发光的全方位发光的全方位发光LED器件，同时，本实用新型还可对LED发光器件的发热问题进行了改进，降低其发热量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：其包括支架以及通过树脂封装在支架上的LED芯片，所述支架上端通过树脂封装，并且在支架被封装部分的四周和顶面分布有LED芯片，所述支架被封装部分的四周的每个侧面以及顶面至少分布有两个LED芯片，且每个表面上的LED芯片相互串联。

所述支架包括：主体以及与主体固定且相互绝缘的探针，所述主体由封装台和螺纹段构成，并且于主体内成型有贯通的通孔，封装台的顶部延伸有凸起；所述探针包括：针体和成型于针体一端的端部，针体自封装台顶部的开口插入，并由螺纹段的开口伸出，于针体的端部上开设有与上述凸起对应的缺口。

所述封装台包括：凸台、位于凸台中心的柱体，其中柱体的横截面为一个正多边形，于柱体的每个侧面均分布有至少两个串联的LED芯片。

所述探针的端部位于柱体的顶部，并且端部与柱体顶部之间设置有绝缘垫，供针体插入的支架主体的通孔内填充有绝缘物，通过绝缘物和绝缘垫令主体与探针之间绝缘。

所述封装台的凸台台面呈中心高、四周低的锥斜面，并且在凸台上成型有一环形凹槽，一透明外罩卡嵌于该环形凹槽处，且封装用树脂灌装在该外罩内。

所述位于封装台的柱体四周每个侧面分布有至少两个串联的LED芯片，且LED芯片之间串联有二极管；串联的LED芯片的一电极引线固定在封装台，另一电极引线固定在探针的端部上；所述位于顶部相互串联的LED芯片分布于探针的端部上端面，且LED芯片之间也串联有二极管，并且串联的LED芯片的一电极引线固定在凸起上，另一电极引线固定在探针的端部上。

所述柱体为正四面体。

所述LED芯片通过银胶固定在支架上，LED芯片的电极引线采用金线。

本实用新型是在一个支架中封装了多个LED芯片，而这些芯片呈水平360度，顶面同时分布，可实现全方位发光，克服目前产品全方位发光LED器具中难以实现顶部发光的缺点。本实用新型可以广泛应用在各种照明灯具中，相对目前的LED器具，其具有体积小，照明方位广、安装方便诸多优点。

另外，本实用新型可降低整个LED发光器件的发热量，从而提高产品的使用寿命。

附图说明：

图1是现有全方位发光LED灯的主视图；

图2是现有全方位发光LED灯的发光效果图；

图3是本实用新型的主视图；

图4是本实用新型的俯视图；

图5是本实用新型的剖视图；

图6是本实用新型支架的立体图；

图7是本实用新型探针的俯视图；

图8是本实用新型的发光效果图。

具体实施方式：

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

见图3～7，本实施例包括：支架1、LED芯片2以及用于封装LED芯片2的树脂3。

具体而言：支架1包括：主体11以及与主体11固定且相互绝缘的探针12。该主体11由封装台10和螺纹段111构成，并且于主体11内成型有贯通的通孔。该主体11封装台10的顶部延伸有凸起100。

上述的封装台10包括：凸台101、位于凸台101中心的柱体102。位于柱体102顶部的一个角处延伸有上述凸起100。柱体102的横截面为一个正多边形，于柱体102的每个侧面均分布有两个LED芯片2，每个侧面上的LED芯片2以串联的方式连接，并且在两串联的LED芯片2之间还串联有一个二极管20。采用该二极管20采用晶纳二极管，其可保护LED芯片2不会被击穿灯保护功效。将每个侧面的两个LED芯片2串联起来，这样就增加了每个侧面的发光体的电阻，多个侧面并联后形成的总电阻就会增加，以实现工作电流减小，从而减少热量。本实施例中柱体102为正四面体，这样就实现了水平方向的360度发光。当然，柱体102也可以是正三面体、正五面体灯其他正多面体。

探针12包括：针体121和成型于针体121一端的端部122，针体121自封装台10顶部的开口插入，并由螺纹段111的开口伸出。于端部122上开设有与凸起100对应的缺口123，即凸起100位于缺口123处。

在探针12的端部122顶面设置2个LED芯片2，这两个LED芯片2同样以串联的方式连接，并且在两串联的LED芯片2之间还串联有一个二极管20。其作用与效果与上述侧面的LED芯片2相同，这里不再一一赘述。

树脂3通常采用环氧树脂，其具有耐湿性，绝缘性，机械强度高等优点，对LED芯片2发出光的折射率和透射率高。树脂3将整个封装台10以及位于封装台10顶面的探针12端部122均封装起来，形成一个类球体。LED芯片2发出的光线将由树脂3投射出来。封装台10的凸台101台面呈中心高、四周低的锥斜面。这样利于光线反射。同时，为了便于树脂3的封装，可先在封装台10上安装一个透明外罩5，然后再向外罩5内灌注树脂3，这样就可以简化封装的工艺。为了便于外罩5的安装，于凸台101上成型有一环形凹槽103，一透明外罩5卡嵌于该环形凹槽103处，且封装用树脂3灌装在该外罩5内。

本实施例的探针12要与主体11之间形成绝缘，具体结构如下：探针1的端部122位于柱体102的顶部，并且端部122与柱体102顶部之间设置有绝缘垫4，供针体121插入的支架1主体11的通孔内填充有绝缘物，通过绝缘物和绝缘垫4令主体11与探针12之间绝缘。

本实实施例电路安装方式如下：所述位于封装台10的柱体102四周每个侧面分布有至少两个串联的LED芯片2，串联的LED芯片2的一电极引线21固定在封装台10，另一电极引线22固定在探针12的端部122上；所述位于顶部相互串联的LED芯片2分布于探针12的端部122上端面，且LED芯片2之间也串联有二极管20，并且串联的LED芯片2的一电极引线21固定在凸起100上，另一电极引线22固定在探针12的端部122上。

本实施例中支架1中的主体11作为电路的一个电极，探针12作为电路的另一个电极，LED芯片2通过电极引线21、22连接在主体11和探针12之间，从而形成通路。支架1中螺纹段111用于将本实用新型安装在灯具中对应的接口中，以实现快速安装。而螺纹段111和针体121分别与接口中的电源电极连接。由于探针12的端部122与针体121为一个导电整体，而螺纹段111与封装台10为一个导电整体，所以LED芯片就与电源形成连接，供电后发光。

上述LED芯片2通过银胶固定在支架1上，LED芯片2的电极引线21、22采用金线。

由上述的线路连接方式可以看出，每个侧面以及顶面上的两个LED芯片2均采用串联方式，而每个侧面以及顶面上串联的LED芯片2又采用并联方式连接在封装台10和探针12之间，这样相对于将现有的全部LED芯片并联的连接方式，本实用新型的工作电阻就会增大，其工作电流就会减小，从而导致热量的减少。在大功率LED芯片中，这种热量减少的效果更加明显。

见图8，这是本实用新型的发光效果图，可以看出，本实用新型由于顶面也安装有LED芯片2，所以克服现有产品中顶面无法发光的缺陷，真正意义上实现了全方位发光。

当然，以上所述仅为本实用新型一个实例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (8)

1.全方位发光LED器件，其包括：支架(1)以及通过树脂(3)封装在支架(1)上的LED芯片(2)，所述支架(1)上端通过树脂(3)封装，并且在支架(1)被封装部分的四周和顶面分布有LED芯片(2)，其特征在于：所述支架(1)被封装部分的四周的每个侧面以及顶面至少分布有两个LED芯片(2)，且每个表面上的LED芯片(2)相互串联。

2.根据权利要求1所述全方位发光LED器件，其特征在于：所述支架(1)包括：主体(11)以及与主体(11)固定且相互绝缘的探针(12)，所述主体(11)由封装台(10)和螺纹段(111)构成，并且于主体(11)内成型有贯通的通孔，封装台(10)的顶部延伸有凸起(100)；所述探针(12)包括：针体(121)和成型于针体(121)一端的端部(122)，针体(121)自封装台(10)顶部的开口插入，并由螺纹段(111)的开口伸出，于针体(121)的端部(122)上开设有与上述凸起(100)对应的缺口(123)。

3.根据权利要求2所述全方位发光LED器件，其特征在于：所述封装台(10)包括：凸台(101)、位于凸台(101)中心的柱体(102)，其中柱体(102)的横截面为一个正多边形，于柱体(102)的每个侧面均分布有至少两个串联的LED芯片(2)。

4.根据权利要求3所述全方位发光LED器件，其特征在于：所述探针(12)的端部(122)位于柱体(102)的顶部，并且端部(122)与柱体(102)顶部之间设置有绝缘垫(4)，供针体(121)插入的支架(1)主体(11)的通孔内填充有绝缘物，通过绝缘物和绝缘垫(4)令主体(11)与探针(12)之间绝缘。

5.根据权利要求4所述全方位发光LED器件，其特征在于：所述封装台(10)的凸台(101)台面呈中心高、四周低的锥斜面，并且在凸台(101)上成型有一环形凹槽(103)，一透明外罩(5)卡嵌于该环形凹槽(103)处，且封装用树脂(3)灌装在该外罩(5)内。

6.根据权利要求5所述全方位发光LED器件，其特征在于：所述位于封装台(10)的柱体(102)四周每个侧面分布有至少两个串联的LED芯片(2)，且LED芯片(2)之间串联有二极管(20)；串联的LED芯片(2)的一电极引线(21)固定在封装台(10)，另一电极引线(22)固定在探针(12)的端部(122)上；所述位于顶部相互串联的LED芯片(2)分布于探针(12)的端部(122)上端面，且LED芯片(2)之间也串联有二极管(20)，并且串联的LED芯片(2)的一电极引线(21)固定在凸起(100)上，另一电极引线(22)固定在探针(12)的端部(122)上。

7.根据权利要求6所述全方位发光LED器件，其特征在于：所述柱体(102)为正四面体。

8.根据权利要求7所述全方位发光LED器件，其特征在于：所述LED芯片(2)通过银胶固定在支架(1)上，LED芯片(2)的电极引线(21、22)采用金线。

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