CN207651516U - 用于无损信号传输的红外led一体式封装结构 - Google Patents
用于无损信号传输的红外led一体式封装结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构，包括陶瓷基座、反光杯体，所述反光杯体设于所述陶瓷基座上方，所述陶瓷基座表面对称设有红外发射芯片和红外接收芯片，所述反光杯体上设有发射透镜，所述发射透镜与所述红外发射芯片处于同一轴线上；所述发射透镜包括位于所述反光杯体下方的第一荧光粉层、位于反光杯体上方的第二荧光粉层、透镜层，所述第一荧光粉层、第二荧光粉层、透镜层依次排布。本实用新型可以避免红外LED在工作过程中受到外界的干扰，同时提供优异的散热效果，确保红外LED的稳定工作。
Description
技术领域
本实用新型属于LED封装技术领域，具体涉及一种用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构。
背景技术
灯具有节能高效的优点，但是LED芯片的光转换效率在20%-30%左右，剩余能量转换为内能导致芯片温度升高。温度过高会加剧灯具光衰，从而影响灯具寿命。研究表明，温度不仅影响LED芯片的寿命，也会引发荧光粉的热失效问题，甚至当温度高于某一阈值时，荧光粉出现不发光现象，亦即“热猝灭”现象。荧光粉的温升主要来自于荧光粉光吸收的自热作用和LED芯片发热的互热作用。实测表明，在工作状态下，荧光粉温度较芯片温度高。随着白光LED的大量商业化应用，LED芯片的功率也逐步升高到了瓦级以上，LED芯片散热技术成为了制约大功率LED灯应用的关键。
现有的大部分LED封装的热设计集中在提高LED封装外部的散热能力，包括散热器的主动散热和被动散热设计，关于LED封装内部的散热设计，尤其是荧光粉硅胶混合物的散热设计还很少。同时，LED光源是一种低压直流器件，在工作过程中容易受到各种干扰。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种可以避免红外LED在工作过程中受到外界的干扰，同时提供优异的散热效果，确保红外LED的稳定工作的无损信号传输的红外LED一体式封装结构。
本实用新型的技术方案为：用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构，其特征在于，包括陶瓷基座、反光杯体，所述反光杯体设于所述陶瓷基座上方，所述陶瓷基座表面对称设有红外发射芯片和红外接收芯片，所述反光杯体上设有发射透镜，所述发射透镜与所述红外发射芯片处于同一轴线上；所述发射透镜包括位于所述反光杯体下方的第一荧光粉层、位于反光杯体上方的第二荧光粉层、透镜层，所述第一荧光粉层、第二荧光粉层、透镜层依次排布。
进一步，所述反光杯体与所述陶瓷基座之间的区域填充有惰性气体。
进一步，所述反光杯体的水平截面为等腰梯形。
进一步，所述反光杯体的表面设有抗干扰粉层。所述抗干扰粉层为现有技术中的抗干扰粉剂板层。可有效地避免封装结构内部受到外界因素的干扰，保证稳定运行。
进一步，所述红外发射芯片与陶瓷基座之间设有铂金线，红外接收芯片与陶瓷基座之间设有铂金线，以此提供良好的电性连接方案。
本实用新型中，通过反光杯体与所述陶瓷基座之间的区域填充有惰性气体，以及陶瓷基座的共同作用，基于陶瓷基座具有良好的导热性和稳定性的优点，能够为本实用新型的封装结构内部提供优异的散热方案。
进一步，所述第一荧光粉层为Li2-x（AlBO4）：xEu3+,0≤x≤0.25，易被激发，具有高效的光导效率。
进一步，所述第二荧光粉层为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+氮化物荧光粉层。具体的，所述荧光粉层为Sr0.8Ca0.192AlSiN3:0.008Eu2+荧光粉、Sr0.6Ca0.392AlSiN3:0.008Eu2+荧光粉中的任一种或两种的结合。经过实用新型人的大量实验证明，本实用新型的荧光粉层能够有效改善白光LED光源的性能，获得显色指数Ra为85，光效为86.8lm/W的优异白光，且其色温能够通过封装条件的简单调变而在4000K～6000K范围内进行调节。
通过本实用新型第一荧光粉层与第二荧光粉层的协效复配，可以使得本实用新型封装结构的发光效率更高、使用寿命更长、光色一致性更好。
进一步，所述透镜层为为双层聚碳酸酯透镜层。本实用新型透镜层是一种新型双层TIR( Total Internal Reflection) 透镜，类似两个TIR 透镜衔接在一起，可有效降低透镜的口径和高度，前出光面设计可为内凹曲线，不仅可对出射光进行调整，还可缩短生产注塑周期，降低产品的成本。
本实用新型主要解决荧光粉型LED在散热设计中存在的不足，在分析现有荧光粉型LED封装结构及散热特点的基础上，提出在封装结构中将荧光粉层与芯片热隔离的同时开辟独立的荧光粉层散热路径的热设计方法。再通过仿真分析得出，在封装设计中增加荧光粉层与芯片之间的距离、在芯片基座上设置专门用于荧光粉层的热传导通道，能够有效隔离荧光粉层与芯片之间的热传导，同时能够在不增加灯珠径向尺寸的同时改善荧光粉层的散热效果。新的封装方法将芯片和荧光粉层的散热问题相互独立出来，既避免了二者的相互加热问题，又增大了灯珠光学设计的自由度。
本实用新型中，通过反光杯体与所述陶瓷基座之间的区域填充有惰性气体，以及陶瓷基座的共同作用，基于陶瓷基座具有良好的导热性和稳定性的优点，能够为本实用新型的封装结构内部提供优异的散热方案。本实用新型采用的抗干扰粉层为现有技术中的抗干扰粉剂板层，可有效地避免封装结构内部受到外界因素的干扰，保证稳定运行。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构，其特征在于，包括陶瓷基座1、反光杯体2，所述反光杯体2设于所述陶瓷基座1上方，所述陶瓷基座1表面对称设有红外发射芯片11和红外接收芯片12，所述反光杯体2上设有发射透镜3，所述发射透镜3与所述红外发射芯片11处于同一轴线上；所述发射透镜3包括位于所述反光杯体2下方的第一荧光粉层31、位于反光杯体2上方的第二荧光粉层32、透镜层33，所述第一荧光粉层、第二荧光粉层、透镜层3依次排布。
进一步，所述反光杯体2与所述陶瓷基座1之间的区域填充有惰性气体。
进一步，所述反光杯体2的水平截面为等腰梯形。
进一步，所述反光杯体2的表面设有抗干扰粉层21。所述抗干扰粉层21为现有技术中的抗干扰粉剂板层。可有效地避免封装结构内部受到外界因素的干扰，保证稳定运行。
进一步，所述红外发射芯片11、红外接收芯片12分别通过铂金线4与陶瓷基座1连接，以此提供良好的电性连接方案。
本实用新型中，通过反光杯体与所述陶瓷基座之间的区域填充有惰性气体，以及陶瓷基座的共同作用，基于陶瓷基座具有良好的导热性和稳定性的优点，能够为本实用新型的封装结构内部提供优异的散热方案。
进一步，所述第一荧光粉层31为Li2-x（AlBO4）：xEu3+,0≤x≤0.25，易被激发，具有高效的光导效率。
进一步，所述第二荧光粉层32为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+氮化物荧光粉层。具体的，所述荧光粉层为Sr0.8Ca0.192AlSiN3:0.008Eu2+荧光粉、Sr0.6Ca0.392AlSiN3:0.008Eu2+荧光粉中的任一种或两种的结合。经过实用新型人的大量实验证明，本实用新型的荧光粉层能够有效改善白光LED光源的性能，获得显色指数Ra为85，光效为86.8lm/W的优异白光，且其色温能够通过封装条件的简单调变而在4000K～6000K范围内进行调节。
通过本实用新型第一荧光粉层与第二荧光粉层的协效复配，可以使得本实用新型封装结构的发光效率更高、使用寿命更长、光色一致性更好。
进一步，所述透镜层33为为双层聚碳酸酯透镜层。本实用新型透镜层是一种新型双层TIR( Total Internal Reflection) 透镜，类似两个TIR 透镜衔接在一起，可有效降低透镜的口径和高度，前出光面设计可为内凹曲线，不仅可对出射光进行调整，还可缩短生产注塑周期，降低产品的成本。
本实用新型主要解决荧光粉型LED在散热设计中存在的不足，在分析现有荧光粉型LED封装结构及散热特点的基础上，提出在封装结构中将荧光粉层与芯片热隔离的同时开辟独立的荧光粉层散热路径的热设计方法。再通过仿真分析得出，在封装设计中增加荧光粉层与芯片之间的距离、在芯片基座上设置专门用于荧光粉层的热传导通道，能够有效隔离荧光粉层与芯片之间的热传导，同时能够在不增加灯珠径向尺寸的同时改善荧光粉层的散热效果。新的封装方法将芯片和荧光粉层的散热问题相互独立出来，既避免了二者的相互加热问题，又增大了灯珠光学设计的自由度。
本实用新型中，通过反光杯体与所述陶瓷基座之间的区域填充有惰性气体，以及陶瓷基座的共同作用，基于陶瓷基座具有良好的导热性和稳定性的优点，能够为本实用新型的封装结构内部提供优异的散热方案。本实用新型采用的抗干扰粉层为现有技术中的抗干扰粉剂板层，可有效地避免封装结构内部受到外界因素的干扰，保证稳定运行。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本实用新型中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域中的任一现有技术实现。
Claims (6)
1.用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构，其特征在于，包括陶瓷基座、反光杯体，所述反光杯体设于所述陶瓷基座上方，所述陶瓷基座表面对称设有红外发射芯片和红外接收芯片，所述反光杯体上设有发射透镜，所述发射透镜与所述红外发射芯片处于同一轴线上；所述发射透镜包括位于所述反光杯体下方的第一荧光粉层、位于反光杯体上方的第二荧光粉层、透镜层，所述第一荧光粉层、第二荧光粉层、透镜层依次排布。
2.根据权利要求1所述的用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构，其特征在于，所述反光杯体与所述陶瓷基座之间的区域填充有惰性气体。
3.根据权利要求1所述的用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构，其特征在于，所述反光杯体的水平截面为等腰梯形。
4.根据权利要求1所述的用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构，其特征在于，所述反光杯体的表面设有抗干扰粉层。
5.根据权利要求1所述的用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构，其特征在于，所述红外发射芯片与陶瓷基座之间设有铂金线，红外接收芯片与陶瓷基座之间设有铂金线。
6.根据权利要求1所述的用于无损信号传输的红外LED一体式封装结构，其特征在于，所述透镜层为双层聚碳酸酯透镜层。
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