CN202901891U - 一种贴片式led发光器件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种贴片式LED发光器件，包括LED芯片、具有凹腔的壳体和密封胶体，所述LED芯片设于所述壳体的凹腔底部，所述密封胶体覆盖于所述LED芯片上方并充满所述壳体凹腔的内部空间；所述壳体包括用以引出LED芯片正电极的正电极片，以及引出LED芯片负电极的负电极片，所述正电极片和负电极片设于壳体凹腔的底部并穿过壳体延伸出壳体外部；单颗LED芯片内包括至少两个PN结。本实用新型的贴片式LED发光器件相比于传统的贴片式LED发光器件，其具有较高的工作电压。采用本实用新型的贴片式LED发光器件的照明应用，在总工作电压不变的情形下，简化了连接结构，提高了照明应用的可靠性，降低了对驱动电源的要求。

Description

一种贴片式LED发光器件
技术领域
本实用新型涉及一种贴片式LED发光器件。
背景技术
LED光源被公认为是21世纪最具发展前景的照明光源，其绿色环保、寿命长、节能、可靠性高、光效好、体积小等优点，使LED光源相对传统的白炽灯、荧光灯、节能灯等具有更大的应用前景。
LED封装的主要作用是保护芯片、完成电气连接以及出光控制，可见具有可靠性参数、电参数，以及光参数的要求。通常的LED封装的主要形式有：直插型、仿流明、SMD、COB。其中，直插型、仿流明、贴片式（SMD）这3种类型的封装是将单颗芯片或少数几颗（通常是两三颗）芯片封装在一个独立的光源内，然后再根据需要进行组装。
随着LED技术的发展，LED的高光效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，其对封装的技术要求越来越高。如何改善封装内部结构、增加光出射率、提高光效、解决散热问题、优化取光和热沉的设计、改进光学性能、节约生产成本等，是业界一直研发突破的重点领域。特别是现今LED照明技术已相对成熟，LED照明进入推广应用阶段，如何降低成本，如何使之方便地与市电系统匹配连接，使LED灯具应用进入社会的各个角落，取代传统光源，更是业界研发的主流方向。
目前，LED封装领域所采用的芯片基本上是只具有单个PN结的低压芯片，由其所制成的灯具需要配合复杂的电路系统，才能正常工作。这种传统的方式，无疑增加了其应用成本，阻碍了LED照明的普及；并且，由于LED器件的理论寿命长达10万小时，然其搭配的电路系统却远没有这么长的寿命，这无疑造成了这么一种尴尬的情况：作为照明主体的LED光源器件没坏，而作为辅助的电路系统却坏了，从而不得不经常进行维修、替换，无疑又提高了LED普及的成本。电路系统的复杂性，无疑是影响电路系统寿命的原因之一，如何简化电路系统也是业界的一个重要研发方向。
我们暂且定义具有单个PN结的芯片为低压芯片，而具有2个以上串联PN结的芯片为高压芯片。传统的贴片式LED器件采用的低压芯片进行封装，单颗贴片式LED器件的驱动电压一般较低，在使用时往往需要配置复杂的电源驱动装置，或需要将较多数量的贴片式LED器件串联使用以提高外部驱动电压；然而如果采用复杂的电源驱动装置，既增加了电源的成本也势必会降低电源的可靠性、寿命；如果采用较多数量贴片式LED器件串联使用的方式，既增加了封装的成本也提高了故障率。因而，如何有效的简化LED的照明实现方式势在必行。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种使用高压LED芯片进行封装的贴片式LED发光器件。
为实现本实用新型的目的所采用的基本技术方案：包括至少一颗LED芯片、具有凹腔的壳体和密封胶体，所述LED芯片设于所述壳体的凹腔底部，所述密封胶体覆盖于所述LED芯片上方；所述壳体包括用以引出LED芯片正电极的正电极片，以及引出LED芯片负电极的负电极片，所述正电极片和负电极片设于壳体凹腔的底部并延伸出壳体外部；在单颗LED芯片内包括至少两个串联的PN结。
本实用新型的贴片式LED发光器件相比于传统的贴片式LED发光器件，其具有较高的工作电压，工作电压的高低依据所使用的LED芯片内的PN结的数量而定。采用本实用新型的贴片式LED发光器件的照明应用，在总工作电压不变的情形下，简化了连接结构，提高了照明应用的可靠性，降低了对驱动电源的要求；而且，其封装成本比同PN结数量的传统贴片式LED发光器件低；单颗贴片式LED发光器件的亮度也比传统的贴片式LED发光器件高，因而其适用范围更广，使用效果更好。
优选的，所述单颗LED芯片内串联的PN结为4个、6个或8个。根据各国不同的市电系统，采用具有8、6或4个串联PN结的不同LED芯片，可以使贴片式LED发光器件的简单串联能够等于或接近各国的市电压，方便了使用。
优选的，所述LED芯片通过导热粘胶固定于正电极片或负电极片上，且用于固定LED芯片的电极片面积大于LED芯片底面积，LED芯片的正、负电极通过焊接的引线分别与正、负电极片连接。
优选的，包括设于壳体底面的正、负散热片，所述正散热片与正电极片连接，所述负散热片与负电极片连接。
优选的，所述正散热片与正电极片为一体的结构，所述负散热片与负电极片为一体的结构。
由于本实用新型所采用的高压芯片具有多个PN结，其工作产生的热量相比低压芯片更多，因而在贴片式LED发光器件壳体的背面设置散热片，同时，将高压芯片通过导热粘胶固定于电极片上，电极片与散热片一体成型，由于电极片通常为金属材质，具有一定的导热效果，因而热量很容易传到散热片上。也可在集中使用时，将散热片通过焊接或压紧等方式与更大型的散热结构连接，获得更好的散热效果。
优选的，所述壳体平行于凹腔底面的截面为方形，该方形截面的长度为3.4mm至3.6mm，宽度为2.7mm至2.9mm。
优选的，所述方形截面的长度为3.5mm，宽度为2.8mm。
传统3.5mm*2.8mm的贴片式LED发光器件的壳体，由于缺少相应的散热结构，其正常工作功率难以做大，发光亮度有限，一般用在LED显示屏，如果用到LED照明上，散热存在问题，生产工艺也相当复杂,且光效相对较低。低压芯片电压一般都是3V左右，单颗贴片式LED发光器件功率一般在0.06W左右。本实用新型所采用的优选高压芯片具有4、6或8个串联的PN结，其额定电压分别为12V、18V、24V左右，更容易实现电源配合,光源模块化。由于本实用新型的外壳具有散热结构，功率可做到0.5W以上，提高了产品的性价比。特别适用于球泡灯、筒灯等照明产品。
优选的，所述凹腔为方形凹腔或圆形凹腔。
优选的，所述凹腔的侧壁沿凹腔底部向凹腔出口的方向向外倾斜。
将凹腔的侧壁设置成类似“喇叭”的形状，具有反射杯的效果，从而提高了光效、发光的均匀性；而且减少了密封胶体的用量，节约成本。
优选的，所述凹腔出口的边缘设有向外的折边。折边在封装时具有防止流胶的效果，即防止未固化的密封胶体向外流溢。
附图说明
图1为本实用新型实施例的贴片式LED发光器件未包括密封胶体时的俯视图
图2为本实用新型实施例的贴片式LED发光器件的壳体底面的视图
图3为本实用新型实施例的贴片式LED发光器件的俯视图
图4为本实用新型具有6个PN结的LED芯片的示意图
图5为本实用新型具有8个PN结的LED芯片的示意图
图6为本实用新型具有4个PN结的LED芯片的示意图
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步说明：
如图1至图4所示，一种贴片式LED发光器件，包括LED芯片3、具有凹腔的壳体1和密封胶体4。
所述LED芯片3设于所述壳体1的凹腔底部,单颗LED芯片3包括6个PN结，PN结串联连接。LED芯片3的额定电压约为18V。
此外，如图5和图6所示，所述LED芯片3还可以是具有8个串联PN结或4个串联PN结的高压芯片，单颗LED芯片3上具有一个正电极30a和一个负电极30b，其额定电压分别约为24V、12V。根据各国不同的市电系统，采用具有8、6或4个串联PN结的不同LED芯片，可以使贴片式LED发光器件的简单串联能够等于或接近各国的市电压，方便了使用。
所述凹腔平行于凹腔底面的截面为具有折角13的方形，该方形的四角处还可以设置为圆角的结构。所述凹腔的侧壁沿凹腔底部向凹腔出口的方向向外倾斜，本实施例中，凹腔的侧壁具有向外倾斜的斜面12和设于凹腔出口边缘的向外的折边11。将凹腔的侧壁设置成类似“喇叭”的形状，具有反射杯的效果，从而提高了光效、发光的均匀性；而且减少了密封胶体4的用量，节约成本。此外，折边11在封装时还具有防止流胶的效果，即防止未固化的密封胶体4向外流溢。
密封胶体4覆盖于所述LED芯片上方并充满所述壳体凹腔的内部空间，起到保护芯片、光学透镜及密封的效果，其可以是透明的，还可以在胶体中掺杂荧光粉、扩散粉、色料等。
如图3所示，所述壳体1为方形结构，该方形的长度X为3.5mm，宽度Y为2.8mm。
壳体1包括用以引出LED芯片正电极30a的正电极片21a，以及引出LED芯片负电极30b的负电极片22a，所述正电极片21a和负电极片22a设于壳体1凹腔的底部并穿过壳体1延伸出壳体1外部，可以从凹腔的侧壁穿出也可从凹腔的底部穿出，如图1和图3中所示，本实施例中的正电极片21a和负电极片22a穿过凹腔的侧壁，延伸出壳体1外部，形成正电极延伸部21和负电极延伸部22。
负电极片22a的面积大于LED芯片3的底面积，负电极片22a在凹腔底部范围内的面积大于正电极片21a在凹腔底部范围内的面积，LED芯片3通过导热粘胶31固定于负电极片22a上，从而使芯片产生的热量能有限的传导到负电极片22a上。LED芯片3的正、负电极通过金线分别与正、负电极片连接，金线通过焊接的方式与电极和电极片连接。
所述壳体1还包括设于壳体1底面的正、负散热片，正散热片21b与正电极片21a的延伸部21连接，负散热片22b与负电极片22a的延伸部22连接。正散热片21b与正电极片21a为一体的结构，负散热片22b与负电极片22a为一体的结构。
由于本实施例所采用的高压芯片3具有多个PN结，其工作产生的热量相比低压芯片更多，因而在贴片式LED发光器件壳体的背面设置散热片，同时，将高压芯片通过导热粘胶31固定于电极片上，电极片与散热片一体成型，由于电极片通常为金属材质，具有一定的导热效果，因而热量很容易传到散热片上。也可在使用时，将散热片通过焊接或压紧等方式与更大型的散热结构连接，获得更好的散热效果。
本实施例的贴片式LED发光器件相比于传统的贴片式LED发光器件，其具有较高的工作电压，工作电压的高低依据所使用的LED芯片内的PN结的数量而定。
采用本实施例的贴片式LED发光器件的照明应用，在总工作电压不变的情形下，简化了连接结构，提高了照明应用的可靠性，降低了对驱动电源的要求；而且，其封装成本比同PN结数量的传统贴片式LED发光器件低；单颗贴片式LED发光器件的亮度也比传统的贴片式LED发光器件高，因而其适用范围更广，使用效果更好。
传统3.5mm*2.8mm的贴片式LED发光器件的壳体，由于缺少相应的散热结构，其正常工作功率难以做大，发光亮度有限，一般用在LED显示屏，如果用到LED照明上，散热存在问题，生产工艺也相当复杂,且光效相对较低。低压芯片电压一般都是3V左右，单颗贴片式LED发光器件功率一般在0.06W左右。本实施例的3.5mm*2.8mm的贴片式LED发光器件所采用的优选高压芯片具有4、6或8个串联的PN结，其额定电压分别为12V、18V、24V左右，更容易实现电源配合,光源模块化。由于本实施例的外壳具有散热结构，功率可做到0.5W以上，提高了产品的性价比。特别适用于球泡灯、筒灯等照明产品。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种贴片式LED发光器件，其特征在于：包括至少一颗LED芯片、具有凹腔的壳体和密封胶体，所述LED芯片设于所述壳体的凹腔底部，所述密封胶体覆盖于所述LED芯片上方；所述壳体包括用以引出LED芯片正电极的正电极片，以及引出LED芯片负电极的负电极片，所述正电极片和负电极片设于壳体凹腔的底部并延伸出壳体外部；在单颗LED芯片内包括至少两个串联的PN结。
2.按照权利要求1所述的贴片式LED发光器件，其特征在于：所述单颗LED芯片内串联的PN结为4个、6个或8个。
3.按照权利要求1所述的贴片式LED发光器件，其特征在于：所述LED芯片通过导热粘胶固定于正电极片或负电极片上，且用于固定LED芯片的电极片面积大于LED芯片底面积，LED芯片的正、负电极通过焊接的引线分别与正、负电极片连接。
4.按照权利要求3所述的贴片式LED发光器件，其特征在于：包括设于壳体底面的正、负散热片，所述正散热片与正电极片连接，所述负散热片与负电极片连接。
5.按照权利要求4所述的贴片式LED发光器件，其特征在于：所述正散热片与正电极片为一体的结构，所述负散热片与负电极片为一体的结构。
6.按照权利要求1所述的贴片式LED发光器件，其特征在于：所述壳体平行于凹腔底面的截面为方形，该方形截面的长度为3.4mm至3.6mm，宽度为2.7mm至2.9mm。
7.按照权利要求6所述的贴片式LED发光器件，其特征在于：所述方形截面的长度为3.5mm，宽度为2.8mm。
8.按照权利要求1所述的贴片式LED发光器件，其特征在于：所述凹腔为方形凹腔或圆形凹腔。
9.按照权利要求8所述的贴片式LED发光器件，其特征在于：所述凹腔的侧壁沿凹腔底部向凹腔出口的方向向外倾斜。
10.按照权利要求8所述的贴片式LED发光器件，其特征在于：所述凹腔出口的边缘设有向外的折边。
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