CN204254320U - 发光二极管封装结构及发光器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发光二极管封装结构及发光器件。该发光二极管封装结构包括两块以上刚性基板，其中至少两块刚性基板之间通过挠性部连接，而该至少两块刚性基板上的布线还通过挠性部电性连接，其中至少一刚性基板的发光区内固定有一个以上发光二极管，所述发光二极管与所述刚性基板上的布线电性连接，并且所述发光二极管上还覆盖有透明保护材料。该发光器件包含所述发光二极管封装结构。本实用新型的发光二极管封装结构系刚挠结合的板上芯片发光二极管封装，具有能够立体发光，发光面和空间光分布设计灵活，散热好，可靠性高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管封装结构，特别涉及一种刚挠结合的板上芯片发光二极管封装器件及其应用，属于发光器件制造技术领域。
背景技术
发光二极管(LED)光源具有节能、环保、长寿命等优点，正在逐步取代传统光源，广泛应用于路灯、隧道灯、日光灯、球泡灯、筒灯、射灯等照明灯具中。与传统贴片式（SMD）封装相比，板上芯片（COB）封装以其工艺步骤少、成本低、厚度低、散热较好等优势被广泛应用，尤其是在筒灯、射灯、球泡灯等照明灯具中。
现有的COB封装主要采用平面的刚性基板进行封装，一般基板为非透光材料。因此，COB封装的发光角度较为有限，不能实现大于180度的发光。为可克服这一问题，部分用用中采用透明或部分透光基板，但一般透明基板散热较差，只能适用于较为有限的应用。不论采用透光或者不透光基板，现有的COB光源的平面发光面，限制了应用产品的造型设计和空间光分布的设计。
针对COB封装的以上不足，简单的解决办法是立体拼装多个COB封装，其缺点是，组装时LED基板之间或其与外部电路之间连接较多，由于一般采用弹片电极或者焊线方式连接，占用空间大且不利于灯具的整体外观设计。此外，如公开号为CN 101852357 A的专利采用了柔性基板上贴装SMD型LED封装。更进一步，公开号为CN203463969U的专利对柔性基板进行了立体剪裁，但由于这些方法采用柔性基板上贴装SMD型LED封装，其存在散热较差，且LED与基板结合的可靠性低等缺陷。
实用新型内容
鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种新型的发光二极管封装结构，其系刚挠结合COB LED封装，能够实现立体发光，灵活的发光面和空间光分布设计，散热好，可靠性高。
本实用新型的目的之二在于提供一种新型的发光器件，其主要是基于前述刚挠结合COB LED封装而实现。
为实现前述发明目的，本实用新型采用的技术方案包括：
一种发光二极管封装结构，包括两块以上刚性基板，其中至少两块刚性基板之间通过挠性部连接，而该至少两块刚性基板上的布线还通过挠性部电性连接，其中至少一刚性基板的发光区内固定有一个以上发光二极管，所述发光二极管与所述刚性基板上的布线电性连接，并且所述发光二极管上还覆盖有透明保护材料。
作为较佳实施方案之一，所述刚性基板上设置有一个以上围坝，所述围坝包围的区域内分布有所述发光区。
作为较佳实施方案之一，该至少两块刚性基板上的发光二极管相互串联和/或并联。
作为较佳实施方案之一，所述刚性基板上分布有两个以上不同发光波长的发光二极管。
作为较佳实施方案之一，所述刚性基板上分布有两个以上发光二极管，其中至少两个发光二极管上分别覆盖有用以使各发光二极管呈现不同光色特性的不同光转换层。
进一步的，所述光转换层包括覆盖于发光二极管上的透明保护材料，且所述透明保护材料内分布有光转换材料。
进一步的，所述刚性基板可包括单层单面布线基板，单层双面布线基板、单面或双面布线多层板中的任一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步的，所述刚性基板可选自但不限于金属芯基板、陶瓷基板、石英基板、玻璃基板或有机基板。
进一步的，所述挠性部可包括单面或双面挠性线路板、排线中的任一种或两种以上的组合，但不限于此。
一种发光器件，它包含所述发光二极管封装结构，且所述发光器件具有通过将前述任一种发光二极管封装结构中的选定挠性部弯曲而使选定的两个以上刚性基板的发光面配合形成的规则或不规则的平面或立体发光结构，所述规则立体发光结构包括多棱锥形、多棱台形结构或U形结构，所述不规则立体发光结构包括灯丝状或螺旋状结构。
与现有技术相比，本实用新型至少具有如下积极效果：能够实现立体发光，发光面设计和空间光分布设计灵活性高，散热好，可靠性高的刚挠结合COB LED封装，同时也避免了COB拼装方法导致的灯具制造中COB之间电极连接占用过多光源区空间。
附图说明
图1是实施例1中一种刚挠结合的COB-LED基板单元的结构示意图；
图2为图1所示基板完成LED封装后的结构示意图；
图3为图2所述刚挠结合COB-LED适配的散热器的结构示意图；
图4是实施例2中一种刚挠结合COB-LED的封装结构示意图；
图5是采用图4所示刚挠结合COB-LED作为光源的仿白炽灯球泡灯的结构示意图。
具体实施方式
如前所述，针对现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和实践，提出了本实用新型的设计，其系一种刚挠结合的板上芯片发光二极管封装，具有能够立体发光，发光面和空间光分布设计灵活，散热好，可靠性高等优点。
具体而言，本实用新型的刚挠结合的板上芯片发光二极管封装包括多个刚性基板和连接各刚性基板的挠性部，刚性基板上设有布线，各刚性基板上的布线通过挠性部分实现电性互联；并且，至少二块刚性基板上设有发光区，发光二极管（如下亦称发光二极管芯片、LED芯片、LED或芯片）固定于发光区，芯片电极互联或与基板上布线电连接实现串并联。
其中，所述单个包含发光区的刚性基板上可设有一个或多个由围坝包围的发光区，各发光区内固定有芯片并覆盖有透明保护材料。
其中，各发光区内可以包含不同发光波长芯片，或者透明保护材料中含有不同的光转换材料，实现不同的光色特性，通过调整各发光区电流比例可以实现光色调制。
在本实用新型中，各发光面的相对位置可以通过挠性部分弯曲改变而动态调节，从而实现动态调节空间光分布，例如，通过挠性部分的弯曲，各刚性基板组成的发光面可以形成多棱锥形、多棱台形，或不规则多面组合，灯丝状、螺旋状、U形等发光面立体组合形状。
下面结合附图及若干实施例对本实用新型的技术方案作进一步的解释说明。
实施例1：请参阅图1所示为一刚挠结合的COB-LED的基板单元，该单元包括5个刚性基板1和连接这些刚性基板的挠性基板2（即，挠性部）。刚性基板1为金属芯基板，其中102为固晶区域，为高反射金属表面且没有绝缘层覆盖，从而使LED芯片固定后有更好的散热和反光。刚性基板上固晶区102以外的区域的金属芯层上设有绝缘层，绝缘层上设有金属布线101。金属布线101被阻焊层覆盖，仅在焊线区域103和外部电极焊盘104区域开口。另外，在刚性基板上还设有字符或者外部电极电性标识105。挠性基板上也设有布线层201，其与刚性基板1上的布线101在刚性基板与挠性基板的结合部位实现电性互连。在刚性基板上还设有定位孔106，定位孔可以仅为圆孔的一部分。用螺钉穿过定位孔并紧固，可以将刚性基板固定在散热底座上。
请同时参阅图1和图2。图2是图1中的基板完成LED封装后的示意图。LED芯片3通过固晶胶固定在固晶区102内。芯片与芯片之间以及芯片与基板上的焊线区域103通过焊线4实现电性互联。在每个刚性基板上围绕固晶区102周围设有一个围坝5。围坝内填有透镜材料6，其为硅胶或其他透明保护材料，或者透明保护材料与光转换物质如荧光粉的混合体。
请参阅图3，其是图2所示刚挠结合COB-LED适配的散热器7。散热器上设有螺丝孔701，该COB封装的挠性部分弯曲后各刚性面可以通过螺钉固定在散热器7上，从而实现多个面的立体发光。
本实施例通过刚挠结合的COB封装，实现了多个面光源组成的立体发光光源，丰富了照明的效果，提高了照明设计灵活性。
在本实施例中，发光面的个数和形状可以根据需要增减，从而根据照明需求形成更加个性的设计，如长方体6个面都覆盖，多棱锥，多棱台，两个多棱台叠放等，只需在设计时将立体图形展开成使用挠性线路连接的多个刚性平面COB组合即可。
在本实施例中，挠性部亦可用挠性的排线代替挠性线路板。
在本实施例中，每个刚性COB上还可以设置有两个或以上的发光区域，分别设置不同的发光颜色或者色温，并采用不同电流驱动，从而通过调节不同发光区域的电流还实现整体光色的调整。
在本实施例中，各发光面亦可以带独立散热器，并且通过改变挠性基板的弯曲度而动态调节其相对位置，从而进一步实现不同的立体发光面和空间光分布。
实施例2：请参阅图4所示本实施例的刚挠结合COB-LED封装，其中刚挠结合基板由刚性部分8和挠性基板9结合而成。刚性基板8为石英、玻璃或其他透明材料。刚性基板之间通过挠性基板9连接。刚性基板8上设有布线801。挠性基板上设有布线901。刚性基板上的布线801与挠性基板上的布线901在刚挠基板的结合处实现电性互联。刚性基板上的布线上还设有焊区802，表面为可供芯片或焊线焊接的金属，焊区802之外的金属布线被刚性基板表面的钝化层或阻焊层覆盖。挠性基板上还开有定位孔902和电极引出孔903。其中电极引出孔903周围设有外部电极904，其表面金属裸露方便与外部实现电连接。进一步，在该基板上封装LED，每个刚性基板9上固定有多颗LED芯片10，芯片外围设有围坝11，围坝内填充有荧光粉和胶的混合物并通过高温烘烤固化。
在实际生产工艺中，图4中的刚挠结合基板可以拼接为包含多个重复的单元更大的基板，并且可以进一步采用卷带到卷带的方式进行生产，从而提高生产效率。
请参阅图5是采用图4所示刚挠结合COB封装作为光源的一种仿白炽灯的灯具示意图。该灯具由灯头1201，玻璃壳1202,灯丝支撑基座1203，电极支撑金属丝1204,非电极支撑金属丝1205,图4所示的刚挠结合COB光源1206，以及隐藏在灯头内的驱动电路组成。请同时参阅图4和图5，其中电极支撑金属丝1204的一端与驱动电路连接，并通过灯丝支撑基座1203固定，另一端与光源1206的电极引出孔903实现机械连接和固定，并和电极引出孔903周围的电极904实现电性连接。非电极支撑金属丝1205固定在灯丝支撑基座1203上，另一端与光源1206的定位孔902实现机械连接和支撑固定。
本实施例中的每个单元的刚性基板数量、安装时形成的形状可以灵活调整，从而实现更加丰富灵活的照明效果。
本实施例通过刚挠结合的COB封装，实现了360度照明，以及模拟传统灯丝发光效果，丰富了LED照明的体验。
应当指出，以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种发光二极管封装结构，其特征在于包括两块以上刚性基板，其中至少两块刚性基板之间通过挠性部连接，而该至少两块刚性基板上的布线还通过挠性部电性连接，其中至少一刚性基板的发光区内固定有一个以上发光二极管，所述发光二极管与所述刚性基板上的布线电性连接，并且所述发光二极管上还覆盖有透明保护材料。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述刚性基板上设置有一个以上围坝，所述围坝包围的区域内分布有所述发光区。
3.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于该至少两块刚性基板上的发光二极管相互串联和/或并联。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述刚性基板上分布有两个以上不同发光波长的发光二极管。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述刚性基板上分布有两个以上发光二极管，其中至少两个发光二极管上分别覆盖有用以使各发光二极管呈现不同光色特性的不同光转换层。
6.根据权利要求5所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述光转换层包括覆盖于发光二极管上的透明保护材料，且所述透明保护材料内分布有光转换材料。
7.根据权利要求1-3、6中任一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述刚性基板包括单层单面布线基板，单层双面布线基板、单面或双面布线多层板中的任一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求1-3、6中任一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述刚性基板包括金属芯基板、陶瓷基板、石英基板、玻璃基板或有机基板。
9.根据权利要求1-3、6中任一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述挠性部包括单面或双面挠性线路板、排线中的任一种或两种以上的组合。
10.一种发光器件，其特征在于它包含所述发光二极管封装结构，且所述发光器件具有通过将权利要求1-9中任一项所述的发光二极管封装结构中的选定挠性部弯曲而使选定的两个以上刚性基板的发光面配合形成的规则或不规则的平面或立体发光结构，所述规则立体发光结构包括多棱锥形、多棱台形结构或U形结构，所述不规则立体发光结构包括螺旋状结构。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105805616A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-07-27 | 复旦大学 | 一种可阵列拼接的led面光源模块 |
| CN110173631A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-27 | 史杰 | 一种光源线路板及低发热led灯泡 |
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