CN218447956U - 一种led光源封装器件和照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LED光源封装器件和照明装置，其中LED光源封装器件包括：LED芯片，所述LED芯片为垂直芯片；荧光层，设置在所述LED芯片的出光侧，用于对所述LED芯片发出的光进行波长转换；封装层，设置在所述LED芯片及所述荧光层的四周侧面，用于对所述LED芯片及所述荧光层的四周侧面进行封装，其中所述封装层的高度高于或等于荧光层的发光面。利用封装层对LED芯片、荧光层及玻璃片的四周侧面进行封装方式，替代一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的方式，能够改善一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的出光光效低的缺点，提高出光光效。另外由于封装层的高度高于或等于荧光层的发光面，可防止对发光面的破坏。

Description

一种LED光源封装器件和照明装置

技术领域

本实用新型涉及LED光源封装器件领域，特别是涉及一种LED光源封装器件和照明装置。

背景技术

传统大功率LED光源封装器件，消除杂散光主要通过一体成型的荧光粉片或者荧光陶瓷片，但是一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片都存在出光光效低，切割成型工艺复杂的问题，尤其是荧光陶瓷片还不能应用高显产品上。

实用新型内容

本实用新型提供一种LED光源封装器件和照明装置，能够提高出光光效。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种LED 光源封装器件，包括：包括：LED芯片，所述LED芯片为垂直芯片；荧光层，设置在所述LED芯片的出光侧，用于对所述LED芯片发出的光进行波长转换；封装层，设置在所述LED芯片及所述荧光层的四周侧面，用于对所述LED芯片及所述荧光层的四周侧面进行封装，其中所述封装层的高度高于或等于荧光层的发光面。

在一实施方式中，所述LED光源封装器件还包括：基板，所述基板设置在所述LED芯片背离所述荧光层的一侧，及所述基板设置于所述封装层的一侧，用于支撑所述LED芯片、所述荧光层及所述封装层；所述基板为陶瓷基板、铝基板、铜基板或PCB基板。

在一实施方式中，所述LED光源封装器件还包括：导线，所述导线与所述LED芯片及所述基板电气连接。

在一实施方式中，所述封装层包裹所述导线。

在一实施方式中，所述荧光层在所述基板上投影与所述封装层在所述基板上的投影相接且不重叠。

在一实施方式中，所述封装层的高于所述荧光层发光面的高度为s，其中0um≦s≦100um。

在一实施方式中，所述封装层为白胶封装层。

在一实施方式中，所述荧光层的发光面为圆形、椭圆形、正六边形或矩形。

在一实施方式中，所述荧光层为荧光胶层。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：一种照明装置，包括的上述LED光源封装器件，所述照明装置还包括准直透镜组、复眼透镜组和汇聚透镜。

本实用新型的有益效果是：利用封装层对LED芯片及荧光层的四周侧面进行封装方式，替代一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的方式，能够改善一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的出光光效低的缺点，提高出光光效，同时也可以有效消除杂散光，改善光斑品质。另外由于封装层的高度高于或等于荧光层的发光面，可防止对发光面的破坏。

附图说明

图1是本申请LED光源封装器件一实施例的结构示意图。

图2是本申请LED光源封装器件另一实施例的结构示意图。

图3是本申请LED光源封装器件一实施例的未设置封装层的俯视示意图。

图4是本申请LED光源封装器件另一实施例的未设置封装层的俯视示意图。

图5是本申请LED光源封装器件另一实施例的未设置封装层的俯视示意图。

图6是本申请LED光源封装器件另一实施例的未设置封装层的俯视示意图。

图7是本申请照明装置的光学示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，均属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请提供一种LED光源封装器件，如图1所示，图1是本申请LED 光源封装器件的实施例的结构示意图，本实施例LED光源封装器件10包括：LED芯片11、荧光层12、玻璃片13和封装层14。具体的，荧光层 12设置在LED芯片11的出光侧，用于对LED芯片发出的光进行波长转换；封装层14，设置在LED芯片11及荧光层12的四周侧面，用于对 LED芯片11及荧光层12的四周侧面进行封装，其中封装层14的高度高于或等于荧光层12的发光面。

本实施例利用封装层对LED芯片、和荧光层的四周侧面进行封装方式，替代一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的方式，能够改善一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的出光光效低的缺点，提高出光光效，同时也可以有效消除杂散光，改善光斑品质。进一步，由于封装层14的高度高于或等于荧光层12的发光面，可防止对发光面的破坏。

其中，LED芯片11发出的光线经过荧光层12，在荧光层12中具有特殊的荧光粉成分，使得经过荧光层12的光线会以相应的波长的光线射出，也即相应颜色的光。荧光层12可以接收LED芯片11发出的光，并可以将接收的一部分的光转换为另一波长的光，该另一波长的光与其他未被转换的光混合后出射至LED光源封装器件外，从而形成出光效果。

可选的，LED芯片11出射的光为蓝光，荧光层12包括黄色荧光粉YAG，荧光层12接收LED芯片11的蓝光并将其部分转换为黄光，黄光与未激发的蓝光混合成白光出射；在一实施例中，LED芯片11 出射的光为紫光或紫外光，荧光层12包括白色荧光粉，荧光层12接收LED芯片11的紫光或紫外光并将其部分转换为白光出射；

可选地，本实施例的荧光层12可以是荧光胶层，荧光胶层不仅能够实现光的波长转换，而且其一侧还能够与LED芯片11粘贴，提高其与 LED芯片11之间的稳定性。其中，该荧光胶层可是由荧光粉和胶水的混合物制成，具体工艺流程本文不多赘述。

可选的，如图3所示，荧光层12的发光面可以为圆形，圆形发光面的LED光源封装器件的出射光光利用率较高；原因在于圆形发光面出射光经过后端光学器件的光损失较小，大部分出射光转换成照明光。

可选的，如图4所示，荧光层12的发光面也可以为椭圆形；可选的，如图5所示，荧光层12的发光面也可以为正六边形；可选的，如图 6所示，荧光层12的发光面也可以为矩形，椭圆形、正六边形或矩形发光面的LED光源封装器件的出射光光利用率相对圆形发光面小，主要应用于一些低流明的照明领域。

荧光层12的厚度为d，其中，20um≦d≦200um，使得荧光层 12的厚度合适，d的数值不至于过小，有助于荧光层12可以较好地将LED芯片11发出的光转换为另一波长的光；d的数值不至于过大，有助于荧光层12可以尽可能地减少对LED芯片11出光的影响。d可以为20um、30um、40um、50um、100um、150um、200um或上述相邻两个数值之间的任意值，d的大小可以根据LED芯片11的类型进行选择。

可选地，在本实施例的LED芯片11可以为垂直芯片。采用垂直芯片能有效的提高芯片的散热率，同时垂直芯片的两电极分别在LED外延层的两侧，方便了封装结构的布置。在一实施例中，LED芯片11可以为倒装芯片，则LED芯片11的两个电极可以直接焊接于基板上，例如可以通过共晶焊工艺实现焊接。

垂直芯片以共晶回流焊方式装设于所述基板的负极连接部上，垂直芯片的顶面设有电极连接部，所述电极连接部通过多根金属导线与正极连接部连接，金属导线与垂直芯片、基板正极连接部之间均采用焊接；可选地，封装层14在荧光层12的发光面一侧所在平面上高于或等于发光面，这样能有效的减小荧光层12受到磕碰后对发光面所造成的损坏。

可选的，本实施例的封装层14为白胶封装层，其所采用的材料为白胶，将LED芯片11及荧光层12如上述方式固定好后将白胶均匀的点在 LED芯片11及荧光层12的四周侧面，且白胶的高度高于或等于荧光层 12的发光面，然后通过烘烤将白胶烤干成型，成型后的封装层14侧壁均与LED芯片11出光侧垂直，并且封装层14的高度高于或等于荧光层 12的发光面，具体的，所述封装层14的高于荧光层12的发光面的高度为s，其中0um≦s≦100um，使得封装层14对荧光层12的发光面进行保护的基础上，又不影响LED光源封装器件的光出射效率。

另外封装层14可以覆盖金属导线，避免了金属导线直接外漏于封装层14外，使得封装层14对金属导线形成较好的保护，进而金属导线不易变形受损，提高了LED光源封装器件结构的可靠性。

在本实施例中，通过上述方式，对LED光源装置进行封装，能有效的保护主要光学元器件，同时通过封装层对对LED芯片及荧光层的四周侧面进行封装方式，替代一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的方式，能够改善一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的出光光效低的缺点，提高出光光效。

本申请进一步提出另一实施例的LED光源封装器件10，如图2所示，图2是本申请一实施例的LED光源封装器件10的结构示意图。本实施例的LED光源封装器件在上述实施例的基础上进一步包括基板15，基板15设置在LED芯片11背离荧光层12的一侧及封装层14的一侧，用于支撑LED芯片11、荧光层12及封装层14。

其中，在安装时，先将LED芯片11采用共晶或锡膏或银胶方式固定在基板15的一侧，然后再将荧光层12按照上述方式安装好后，再利用白胶均匀的点胶在LED芯片11及荧光层12的四周侧面，且白胶的高度高于或等于荧光层12的发光面，然后通过烘烤将白胶烤干成型，成型后的封装层14侧壁均与LED芯片11出光侧垂直，并且封装层14的底面即背离其上述的上表面的一面贴合在基板15固定有LED芯片11的一侧，并且封装层14的侧壁均与基板15的侧壁在同一竖直平面内。

可选地，荧光层12的发光面在基板15上投影与封装层14在基板 15上的投影相接且不重叠，即在用白胶点胶时保证白胶与荧光层12连接的同时还要保证白胶不能覆盖玻璃片13背离荧光层12一侧表面。白胶层覆盖在荧光层12侧边表面同时覆盖高度要高于或等于荧光层12的发光面，从而对其起到保护效果。

可选的，基板15为陶瓷基板或者PCB基板。基板15可以作为LED 光源封装器件10的载体来承载LED芯片11、荧光层12及封装层14等结构，并且基板15还可以作为LED光源封装器件10与其他结构的连接桥梁。基板15可以选用高导热率的板体，例如基板15可以为陶瓷板，可以选择氧化铝陶瓷板或氮化铝陶瓷板，有助于LED光源封装器件10具有良好的散热效果。

基板15可以呈方形板状，基板15的尺寸可以为 5mm*5mm*0.51mm，即长、宽均为5mm，厚度为0.51mm；在一实施方式中，基板15的尺寸也可以为6.5mm*6.5mm*0.51mm，即长、宽均为6.5mm，厚度为0.51mm；在一实施方式中，基板15的尺寸也可以为4mm*4mm*0.51mm，即长、宽均为4mm，厚度为0.51mm；其中，厚度0.51mm是包含了基板镀层厚度的，在未镀膜的情况下，基板的厚度在0.38mm。需要说明的是，基板的长、宽、厚度并不局限于说明书所述的三款型号，实际产品的长、宽、厚度 3～10mm*3～10mm*0.3～0.7mm之间都在本申请的保护范围内，基板15 可以具有线路层，线路层可以采用镀铜处理。此外，基板15还可以具有金属焊盘，金属焊盘可进行镀镍/钯/金等表面处理，从而便于焊接金属导线。

具体来说，基板需同时具备导热和导电性能，基板的表面包括 LED芯片区域和连通的焊盘区域，垂直LED芯片通过电极设置于基板的芯片区域表面，绝缘层设置于基板的焊盘区域表面，电路层设置于绝缘层表面，垂直LED芯片上表面的电极连接至电路层使各垂直LED芯片连接，进一步，使用同时具备导电和导热的性能，以此能够直接将垂直LED芯片固定在基板上，作为LED芯片一电极的同时将 LED芯片工作中的热量导出去。该基板可以根据实际情况选定满足需求的材料制备，如使用热电结构铝基板或热电结构铜基板等。基板表面芯片区域和焊盘区域的大小、形状均可以根据实际情况进行设计，芯片区域可以为一块区域也可以为多块区域，焊盘区域可为绕芯片区域设置的联通区域等，一般来说，只要设置的芯片区域足够固晶垂直 LED芯片，焊盘区域便于芯片打线连接即可。

对于基板的材料，可以根据实际情况选定满足需求的材料制备。相比对正常的垂直LED芯片封装使用的氮化铝陶瓷基板(导热率 320W/(m·K)，成本较贵)及普通铜基板和铝基板(导热率仅为8W/(m·K))，本实例中可以根据需要选用热电结构铝基板或热电结构铜基板，对于这两种材料来说，导热率可达400W/(m·K)，该基板的导热性能较氮化铝陶瓷基板更佳。

可选的，本实施例的LED光源封装器件还包括：导线16。导线16 与LED芯片11及基板15电气连接。其中，本实施例的导线16可以为金线。

具体的，导线16从LED芯片11引出，且导线16引出的位置在LED 芯片11背离基板15的一侧，并且导线16引出端所在区域位于LED芯片11的周围，其中，导线16与基板15靠近LED芯片11一侧电气连接。

其中，封装层14进一步包裹导线16。在安装时，LED芯片11及荧光层12按照上述方式安装后，再将导线16按照上述方式接好，最后利用白胶均匀的点胶在LED芯片11及荧光层12的四周侧面，且导线16 包裹在白胶内，然后通过烘烤将白胶烤干成型。

本实施例将导线16包裹在封装层14内，能够避免导线16出现在光路区域内，能够有效的消除光源因导线而产生的杂散光。

本申请还提供了一种照明装置，本实施例的照明装置包括以上实施例所揭示的LED光源封装器件，具体的照明装置包括多个LED光源封装器件10，以及位于多个LED光源封装器件10出射光光路上的准直透镜组20，所述准直透镜组包括第一准直透镜201和第二准直透镜202，每个准直透镜组对应一个LED光源封装器件10，用于对LED光源封装器件 10出射的光束进行准直；复眼透镜组30，复眼透镜组30设置于准直透镜组20的出射光光路上，所述复眼透镜组30包括第一复眼透镜301和第二复眼透镜302，所述复眼透镜组30用于对准直透镜组20出射光进行匀光；汇聚透镜40，汇聚透镜40用于对从复眼透镜30出射的光束进行收集、汇聚后引导至其它光学件。

区别于现有技术，本申请LED光源封装器件利用封装层对LED芯片及荧光层的四周侧面进行封装方式，替代一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的方式，能够改善一体成型荧光粉片或荧光陶瓷片的出光光效低的缺点，提高出光光效。

进一步地，本申请LED光源封装器件将导线包裹在封装层内，能够有效的消除光源因导线而产生的杂散光。

进一步地，本申请LED光源封装器件的封装层在荧光层的发光面一侧所在平面上高于或等于发光面，有效的减小荧光层受到磕碰后对发光面所造成的损坏。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED光源封装器件，其特征在于，包括：

LED芯片，所述LED芯片为垂直芯片；

荧光层，设置在所述LED芯片的出光侧，用于对所述LED芯片发出的光进行波长转换；

封装层，设置在所述LED芯片及所述荧光层的四周侧面，用于对所述LED芯片及所述荧光层的四周侧面进行封装，其中所述封装层的高度高于或等于荧光层的发光面。

2.根据权利要求1所述LED光源封装器件，其特征在于，所述LED光源封装器件还包括：

基板，所述基板设置在所述LED芯片背离所述荧光层的一侧，及所述基板设置于所述封装层的一侧，用于支撑所述LED芯片、所述荧光层及所述封装层；

所述基板为陶瓷基板、铝基板、铜基板或PCB基板。

3.根据权利要求2所述LED光源封装器件，其特征在于，所述LED光源封装器件还包括：导线，所述导线与所述LED芯片及所述基板电气连接。

4.根据权利要求3所述LED光源封装器件，其特征在于，所述封装层包裹所述导线。

5.根据权利要求2所述LED光源封装器件，其特征在于，所述荧光层在所述基板上投影与所述封装层在所述基板上的投影相接且不重叠。

6.根据权利要求1所述LED光源封装器件，其特征在于，所述封装层的高于所述荧光层发光面的高度为s，其中0um≦s≦100um。

7.根据权利要求1-6任一项所述LED光源封装器件，其特征在于，所述封装层为白胶封装层。

8.根据权利要求1-6任一项所述LED光源封装器件，其特征在于，所述荧光层的发光面为圆形、椭圆形、正六边形或矩形。

9.根据权利要求1-6任一项所述LED光源封装器件，其特征在于，所述荧光层为荧光胶层。

10.一种照明装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的LED光源封装器件，所述照明装置还包括准直透镜组、复眼透镜组和汇聚透镜。

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