CN217062144U - 一种led封装结构 - Google Patents

Abstract

公开了一种LED封装结构，所述封装结构包括：基板、位于基板上的多个LED芯片以及覆盖于所述LED芯片的透镜；其中，所述透镜的表面分布有多个微结构。本实用新型提供的LED封装结构在所述透镜的表面设置多个微结构，以改变透镜的表面的光波，从而改善多个LED芯片之间有间隙导致的经过二次光学系统后光型有暗区的现象，即多个LED芯片之间发光面不连续的问题，提高其经二次光学后的出光均匀度。

Description

一种LED封装结构

技术领域

本实用新型涉及LED封装技术领域，特别涉及一种LED封装结构。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种固态半导体器件，可将电能直接转换成光能，转换效率高。发光二极管的核心是LED芯片，而封装结构是LED芯片使用的载体。

现有应用于移动照明的白光LED封装基本采用多颗LED芯片的封装结构，会存在在水平方向和垂直方向的发光角度不一致，且LED芯片之间存在间隙，存在光源不连续的问题，会导致其经二次光学系统(二次光学系统是指在LED光源以外的透镜、反射镜等能改变光路的光学元器件)出现光型不均匀的现象。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种LED封装结构，以解决现有技术中在水平方向和垂直方向发光角度不一致以及光源不连续的问题。

一种LED封装结构，所述封装结构包括：基板、位于基板上的多个LED芯片以及覆盖所述LED芯片的透镜；

所述透镜的表面分布有多个微结构。

优选地，多个LED芯片分布于所述基板的中心，且在所述基板的水平方向和垂直方向上的分布长度相同。

优选地，多个LED芯片分布于所述基板的中心，且在所述基板水平方向和垂直方向上的分布长度比例为0.7～1.4。

优选地，所述多个LED芯片呈十字形排列于所述基板上，所述多个LED芯片的排列上下对称且左右对称。

优选地，所述LED芯片为正方形或长方形。

优选地，所述微结构呈半球状，呈辐射状交叉分布或者直线交叉分布于所述透镜的表面。

优选地，所述微结构的直径为60um～160um，所述微结构的间距为80um～200um。

优选地，所述透镜为半椭球形，所述透镜在所述基板上的投影为圆形。

优选地，所述封装结构还包括固定结构，位于所述LED芯片以及所述基板之间，将所述LED芯片固定于所述基板上。

优选地，所述封装结构还包括围坝，所述围坝位于多个相邻的LED芯片之间以及所述LED芯片的外围，并暴露出所述LED芯片的表面。

优选地，所述围坝的颜色为白色。

优选地，所述围坝的高度与所述LED芯片的高度之比为2/3～1。

优选地，所述封装结构还包括荧光粉层，所述荧光粉层覆盖所述LED芯片。

优选地，所述LED芯片包括正装芯片、倒装芯片和垂直芯片，多个所述LED芯片之间串联或者并联。

优选地，所述LED芯片包括蓝光芯片、绿光芯片和红光芯片。

优选地，所述基板为塑料基板或者陶瓷基板。

优选地，所述LED封装结构的发光角度在90°～110°之间。

本实用新型提供的LED封装结构中，通过透镜可以收缩发光角度，提高LED封装结构经二次光学系统的出光效率，同时，通过在所述透镜的表面设置多个微结构，以改变透镜的表面的光波，从而改善多个LED芯片之间有间隙导致的经过二次光学系统后光型有暗区的现象，即多个LED芯片之间发光面不连续的问题，提高LED封装结构经二次光学后的出光均匀度。而且微结构带来的散射效果不显著，能有效控制发光角的增加，最终保证其具有较小的发光角。

进一步的，在LED封装结构中合理地分布多个LED芯片，使其在所述基板的水平方向的分布长度与在垂直方向的分布长度接近或相同，解决LED封装结构在水平和垂直方向的发光角度不一致的问题。

进一步的，采用正装芯片成本较低，可应用于移动照明中，亦可应用于小角度的均匀照明系统中。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了本实用新型第一实施例的LED封装结构的俯视图；

图2示出了图1沿AA方向的截面图；

图3示出了微结构呈辐射状交叉分布的结构示意图；

图4示出了微结构呈直线交叉分布的结构示意图；

图5示出了本实用新型第二实施例的LED封装结构的俯视图；

图6示出了本实用新型第三实施例的LED封装结构的俯视图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

图1示出了本实用新型第一实施例的LED封装结构的俯视图，图2示出了图1沿AA方向的截面图。如图1所示，所述封装结构100包括基板110以及位于基板110上的多个LED芯片120。在本实施例中，基板110上设置4个LED芯片120，分别为LED芯片1201、LED芯片1202、LED芯片1203以及LED芯片1204，LED芯片1201、LED芯片1202、LED芯片1203以及LED芯片1204呈十字形分布于所述基板110上，且在所述基板110的水平方向和垂直方向上的分布长度相近或者相同。

LED芯片1201、LED芯片1202、LED芯片1203以及LED芯片1204的形状以及尺寸均相同，在本实施例中，LED芯片1201、LED芯片1202、LED芯片1203以及LED芯片1204为尺寸相同的长方形，LED芯片1201、LED芯片1202、LED芯片1203以及LED芯片1204的长边和短边的比为例如为2:1。在其他实施例中，LED芯片120可以是任意长方形或正方形芯片。

LED芯片1201、LED芯片1202、LED芯片1203以及LED芯片1204呈十字形分布于所述基板110上。其中，LED芯片1201和LED芯片1202在水平方向上呈直线排列于所述基板110的中心，且LED芯片1201和LED芯片1202的长边平行于所述基板110的水平方向；LED芯片1203和LED芯片1204在垂直方向上分布于呈直线排列的LED芯片1201和LED芯片1202两侧，LED芯片1203和LED芯片1204的长边同样平行于所述基板110的水平方向。LED芯片1201、LED芯片1202、LED芯片1203以及LED芯片1204在水平方向的分布长度与在垂直方向的分布长度之比为4:3(LED芯片之间的距离可忽略)。

本实施例中，所述LED芯片呈十字形分布于所述基板110上，上下对称且左右对称，LED芯片在所述基板的水平方向和垂直方向上的分布长度相近或者相同，在水平方向和垂直方向上的分布长度比值在0.7到1.4之间。

本实施例合理地分布多个LED芯片120，使其在水平方向的分布长度与在垂直方向的分布长度接近或相同，解决长方形LED芯片在水平和垂直方向的发光角不一致的问题。

所述基板110为塑料基板或者陶瓷基板，其形状为正方形、长方形或者圆形。然而本实用新型实施例并不限于此，本领域技术人员可以根据需要对所述基板110的材料以及形状进行其他设置。

在本实施例中，所述LED芯片120为正装芯片，成本较低；所述LED芯片120为蓝光LED芯片；多个LED芯片120之间通过金线串联或者并联。然而本实用新型并不限于此，可以根据实际需要对LED芯片120的结构和颜色进行其他设置，例如LED芯片120可以是倒装芯片或者垂直芯片，LED芯片120的颜色可以是红色、绿色、蓝色等。

如图2所示，所述封装结构100还包括固定结构130、围坝140、荧光粉层150以及透镜160。

其中，所述固定结构130位于所述LED芯片120以及基板110之间，将所述LED芯片120固定于所述基板110上。例如所述固定结构130可以为导热胶、固晶胶等。

所述围坝140位于多个相邻的LED芯片130之间以及LED芯片130的外围，并暴露出所述LED芯片120的表面；在本实施例中，所述围坝140的材料为白色反光胶体，对所述LED芯片120实现固定；所述围坝140的高度与所述LED芯片120的高度之比为2/3～1，可以有效阻止所述LED芯片120侧面出光，从而压缩所述LED芯片120的发光角度，并且有效反射LED芯片120的侧面光，使其正向出光，有效提高光效。

所述荧光粉层150覆盖所述LED芯片120，荧光粉层150的材料例如为扩散粉、荧光粉等。

所述透镜160覆盖所述围坝140、所述荧光粉层150以及部分所述基板110的上表面，所述透镜160的材料例如为硅胶、环氧树脂等透光材料。

本实施例中，所述透镜160为半椭球形，其在所述基板的投影为圆形，通过调整半椭球形的参数，可以调整发光角度在符合观察习惯的范围内，例如，本实施例中，LED封装结构的发光角度在90°和110°之间。

所述透镜160的表面分布有多个微结构170。本实施例的多个LED芯片120之间存在发光不连续的现象，通过在所述透镜160的表面设置多个微结构170，以改变透镜160的表面的光波，从而改善多各LED芯片120之间发光面不连续的问题，而且微结构170带来的散射效果不显著，能有效控制发光角的增加，最终保证其具有较小的发光角。

图3示出了微结构呈辐射状交叉分布的结构示意图，图4示出了微结构呈直线交叉分布的结构示意图。所述微结构170为半球形，呈辐射状交叉分布或者直线交叉分布于所述透镜160的表面。

在本实施例中，为了弥补LED芯片之间的出光暗区，微结构170的直径为60um～160um，微结构170之间的间距约为80um～200um，若间距过大则改善效果差，若间隙太小则无法进行设计和加工。但本实用新型并不限于此，本领域技术人员可以根据LED芯片的需要调整微结构170的直径以及微结构170之间的间距，通过合理设置的微结构170的直径以及间距，提升透镜160出光的均匀性，有效消除多个LED芯片120之间的间隙导致的出光暗区。

图5示出了本实用新型第二实施例的LED封装结构的俯视图，本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的封装结构200的基板210上设置5个LED芯片220，分别为LED芯片2201、LED芯片2202、LED芯片2203、LED芯片2204以及LED芯片2205。

LED芯片2201、LED芯片2202、LED芯片2203、LED芯片2204以及LED芯片2205呈十字形分布于所述基板210上。其中，LED芯片2201、LED芯片2202和LED芯片2203在垂直方向上呈直线排列于所述基板210的中心，且LED芯片2201、LED芯片2202和LED芯片2203的长边平行于所述基板210的水平方向；LED芯片2204和LED芯片2205在水平方向上分布于呈直线排列的LED芯片2201、LED芯片2202和LED芯片2203两侧，LED芯片2204和LED芯片2205的长边平行于所述基板210的垂直方向。LED芯片2201、LED芯片2202、LED芯片2203、LED芯片2204以及LED芯片2205在水平方向的分布长度与在垂直方向的分布长度比为4:3(LED芯片之间的距离可忽略)。

图5示出了本实用新型第三实施例的LED封装结构的俯视图，本实施例与第一实施例不同的是，本实施例的封装结构300的基板310上设置6个LED芯片320，分别为LED芯片3201、LED芯片3202、LED芯片3203、LED芯片3204、LED芯片3205以及LED芯片3206。

LED芯片3201、LED芯片3202、LED芯片3203、LED芯片3204、LED芯片3205以及LED芯片3206呈十字形分布于所述基板310上。其中，LED芯片3201、LED芯片3202、LED芯片3203和LED芯片3204呈矩阵排列于所述基板310的中心，且LED芯片3201、LED芯片3202、LED芯片3203和LED芯片3204的长边平行于所述基板210的水平方向；LED芯片3205和LED芯片3206在垂直方向上分布于呈矩阵排列的LED芯片3201、LED芯片3202、LED芯片3203和LED芯片3204两侧，LED芯片3205和LED芯片3206的长边平行于所述基板210的水平方向。LED芯片3201、LED芯片3202、LED芯片3203、LED芯片3204、LED芯片3205以及LED芯片3206在水平方向的分布长度与在垂直方向的分布长度比为1:1(LED芯片之间的距离可忽略)。

本实用新型实施例中，LED芯片为长方形，且其长边和短边比为2:1，但本实用新型并不限于此，本领域技术人员可以根据需要对所述LED芯片的数量、形状和尺寸比例进行其他设置，只需满足其在水平方向和垂直方向的分布长度相近或者相同即可。例如，在一个封装结构中，包括4个LED芯片，LED芯片为正方形，其呈矩阵排列于基板的中心，在水平方向和垂直方向的分布长度比例为1:1，其满足在水平方向和垂直方向的分布长度相同。关于其他实施例，本实用新型在此不再赘述。

本实用新型提供的LED封装结构中，通过透镜可以收缩发光角度，提高LED封装结构经二次光学系统的出光效率，同时，通过在所述透镜的表面设置多个微结构，以改变透镜的表面的光波，从而改善多个LED芯片之间有间隙导致的经过二次光学系统后光型有暗区的现象，即多个LED芯片之间发光面不连续的问题，提高LED封装结构经二次光学后的出光均匀度。而且微结构带来的散射效果不显著，能有效控制发光角的增加，最终保证其具有较小的发光角。

进一步的，在LED封装结构中合理地分布多个LED芯片，使其在所述基板的水平方向的分布长度与在垂直方向的分布长度接近或相同，解决LED封装结构在水平和垂直方向的发光角度不一致的问题。

进一步的，采用正装芯片成本较低，可应用于移动照明中，亦可应用于小角度的均匀照明系统中。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (17)

1.一种LED封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：基板、位于基板上的多个LED芯片以及覆盖所述LED芯片的透镜；

所述透镜的表面分布有多个微结构。

2.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，多个LED芯片分布于所述基板的中心，且在所述基板的水平方向和垂直方向上的分布长度相同。

3.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，多个LED芯片分布于所述基板的中心，且在所述基板水平方向和垂直方向上的分布长度比例为0.7～1.4。

4.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述多个LED芯片呈十字形排列于所述基板上，所述多个LED芯片的排列上下对称且左右对称。

5.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片为正方形或长方形。

6.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述微结构呈半球状，呈辐射状交叉分布或者直线交叉分布于所述透镜的表面。

7.根据权利要求1或6所述的LED封装结构，其特征在于，所述微结构的直径为60um～160um，所述微结构的间距为80um～200um。

8.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述透镜为半椭球形，所述透镜在所述基板上的投影为圆形。

9.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括固定结构，位于所述LED芯片以及所述基板之间，将所述LED芯片固定于所述基板上。

10.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括围坝，所述围坝位于多个相邻的LED芯片之间以及所述LED芯片的外围，并暴露出所述LED芯片的表面。

11.根据权利要求10所述的LED封装结构，其特征在于，所述围坝的颜色为白色。

12.根据权利要求10所述的LED封装结构，其特征在于，所述围坝的高度与所述LED芯片的高度之比为2/3～1。

13.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括荧光粉层，所述荧光粉层覆盖所述LED芯片。

14.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片包括正装芯片、倒装芯片和垂直芯片，多个所述LED芯片之间串联或者并联。

15.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片包括蓝光芯片、绿光芯片和红光芯片。

16.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述基板为塑料基板或者陶瓷基板。

17.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于，所述LED封装结构的发光角度在90°～110°之间。

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