CN219497822U - 一种一体成型的led灯珠结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体成型的LED灯珠结构，基板上设有包裹在LED晶片四周用于阻挡晶片侧面射出的光线的腔体，腔体内从下往上依次设有第一模腔和第二模腔，第一、二模腔和腔体一体模注成型，LED晶片位于第一模腔的内侧且其上表面露出在第一模腔中，第一模腔和LED晶片之间设有覆盖在晶片上方的荧光粉层，第二模腔包裹在第一模腔外侧并反射从LED晶片射出的光线，第二模腔上方盖有聚光透镜。结构简单，一体化成型成型精度高、密封性好，且能够二次控光，聚光控光效果好，不需要另外配置二次光学使用，能够实现灯具小型化。

Description

一种一体成型的LED灯珠结构

【技术领域】

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种一体成型的LED灯珠结构。

【背景技术】

LED相对于传统灯珠，因其具有节能、低碳和寿命长的特点受到市场青睐，LED灯珠被广泛应于与各类照明和灯光场景。

现有的LED灯珠由基座、LED芯片/晶片、荧光粉和透镜组成，其出光角度在120度，而绝大部分商业照明场合对灯具光输出角度要求在20至60度，因此，这样的LDE灯珠都需要匹配二次光学使用，即在LED芯片上方设置双层光学透镜，而这样的LED灯具尺寸大，无法做到小型化，不再符合当前市场灯具小型化，不可见化的发展需求。此外，现有的LED灯珠，其制作方法是，用荧光粉薄膜贴膜技术对LED芯片/晶片进行封装得到LED灯珠，而贴膜难度高，效率低，成本高。公布号为CN107546301A中公开了一种白胶、LED灯珠及其的封装方法，其提升了灯珠的亮度，同时能够减小LED灯珠的发光角度，增加其中心光强，具体来说，该封装方法包括以下步骤：S1将LED芯片5设于LED支架4上表面，如图1(a)；S2将荧光粉层2设于LED芯片5上表面，如图1(b)，或将荧光粉层设于LED芯片上表面及LED支架上表面未被LED芯片覆盖的区域；S3将白胶层3设于荧光粉层上表面未被LED芯片覆盖的区域，如图1(c)；S4将硅胶透镜1设于荧光粉层2和白胶层3的上表面，如图1(d)；之后沿LED芯片之间的切割道进行切割，如图1(e)，得到单颗LED灯珠，如图1(f)。该灯珠是先在LED芯片的上方和四周覆盖荧光粉层，再在荧光粉层上方覆盖白胶层阻挡光线，实现单面发光，但LED芯片四周的荧光粉容易吸光和发热，光损大，且不利于灯珠的使用寿命。此外，荧光粉层上表面紧贴聚光透镜的下表面，光线还是无法控制且发散，其中心光强度低，照明效果一般。

本实用新型就是基于这种情况作出的。

【实用新型内容】

本实用新型目的是克服了现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种一体成型的LED灯珠结构，灯珠一体化成型，生产效率高、密封性好，成型精度高，LED晶片发出的光线通过聚光透镜下方的第二模腔实现一次控光，再通过聚光透镜二次控光，在一个光学透镜内经过两次控光，光损小、聚光控光效果好，出光角度小，中心光强度高，不需要另行匹配二次光学使用，能够实现灯珠小型化。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种一体成型的LED灯珠结构，包括基板和固定在所述基板上的LED晶片，所述基板上设有包裹在LED晶片四周用于阻挡LED晶片侧面射出的光线的腔体，所述腔体内从下往上依次设有第一模腔和第二模腔，所述LED晶片位于第一模腔的内侧且其上表面露出在第一模腔中，所述第一模腔和LED晶片之间设有覆盖在所述LED晶片上方的荧光粉层，所述第二模腔包裹在第一模腔外侧并用于反射从LED晶片射出的光线，所述第一模腔和第二模腔一体模注成型，所述第二模腔上方设置有将整个第二模腔盖住的聚光透镜。

如上所述的一种一体成型的LED灯珠结构，所述第一模腔的高度略高于所述LED晶片上表面的高度，所述第一模腔的内侧壁紧贴在LED晶片的四面，所述第一模腔上设有位于LED晶片上表面上的凹槽，所述荧光粉层覆盖所述LED晶片并向外延伸至凹槽内。

如上所述的一种一体成型的LED灯珠结构，所述第二模腔的内侧壁上设有反射部，所述反射部向内凹陷形成弧形反射部，或者所述反射部倾斜设置形成斜面反射部。

如上所述的一种一体成型的LED灯珠结构，所述荧光粉层内的荧光粉为点胶涂覆覆盖在LED晶片上。

如上所述的一种一体成型的LED灯珠结构，固定在所述基板上的LED晶片数量为N，N≧1，当N大于1时，每个LED晶片四周均包裹有第一模腔，所述第二模腔包裹在所有的第一模腔外侧，所述第二模腔同时反射N个LED晶片射出的光线，N个所述第一模腔和一个第二模腔一体模注成型。

如上所述的一种一体成型的LED灯珠结构，所述LED晶片为共晶焊接固定在基板上。

如上所述的一种一体成型的LED灯珠结构，所述腔体、第一模腔和第二模腔为胶水模注成型。

与现有技术相比，本实用新型有如下优点：

1、本实用新型的LED灯珠结构，结构简单，一体化成型，密封性好，LED晶片四周包裹有能够阻挡光线的第一模腔使得LED晶片成为单面发光体，LED晶片发出的光线通过聚光透镜下方的第二模腔反射光线实现一次控光，再通过聚光透镜二次控光，在一个光学透镜内经过两次控光即可达到出光角度为20°—60°，出光角度小，光损小、聚光控光效果好，中心光强度高，不需要另行匹配二次光学使用，灯具可以小型化，灵活应用于多种灯光场景；第一模腔和第二模腔一体模注成型，生产效率高、成型精度高，同时，灯珠内的荧光粉层只能存在于LED晶片上方，完全不会进入LED晶片四个侧面，光损小，发热少，LED灯珠使用寿命长。

2、本实用新型LED灯珠的第一模腔上设有位于LED晶片上表面上的凹槽，其内的荧光粉层覆盖所述LED晶片并向外延伸至凹槽内。设置凹槽，使得LED晶片的上表面都能全部覆盖荧光粉层，LED晶片上方的出光面大。与此同时，通过设计凹槽的高度，便于控制荧光粉层的厚度。此外，设置凹槽，便于在制作LED灯珠时能够快速的涂覆荧光粉层，荧光粉不会涂覆到其他区域。

3、本实用新型的LED晶片固定在基板上的方式为共晶焊接技术。采用共晶焊接，导热效率高，可靠性高；晶片表面无金线，方便后工序模注成型第一模腔和第二模腔。涂覆荧光粉的方式为点胶技术，相比较于传统晶片涂覆采用荧光粉薄膜贴膜技术，贴膜难度高，效率低，成本高，采用点胶技术实现荧光粉涂覆，涂覆效率高，成本低，颜色一致性好。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是制作本实用新型一种一体成型的LED灯珠结构的方法所对应的LED晶片固定在基板上的截面示意图；

图2是制作本实用新型一种一体成型的LED灯珠结构的方法所对应的一体模注成型腔体、第一模腔和第二模腔后的截面示意图；

图3是制作本实用新型一种一体成型的LED灯珠结构的方法所对应的涂覆荧光粉层后的截面示意图；

图4是制作本实用新型一种一体成型的LED灯珠结构的方法所对应的盖光学透镜后得到的LED灯珠截面示意图。

图5是本实用新型一种一体成型的LED灯珠结构另一种实施方式的剖面图；

图6是图5中A处的放大图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图4和5所示的一种一体成型的LED灯珠结构，包括基板1和固定在所述基板1上的LED晶片2，所述基板1上设有包裹在LED晶片2四周用于阻挡LED晶片2侧面射出的光线的腔体10，所述腔体10内从下往上依次设有第一模腔3和第二模腔4，所述LED晶片2位于第一模腔3的内侧且其上表面露出在第一模腔3中，所述第一模腔3和LED晶片2之间设有覆盖在所述LED晶片2上表方的荧光粉层5，所述第二模腔4包裹在第一模腔3外侧并用于反射从LED晶片2射出的光线，，所述第一模腔3和第二模腔4一体模注成型，所述第二模腔4上方设置有将整个第二模腔4盖住的聚光透镜6。本实用新型的LED灯珠结构，结构简单，一体化成型，密封性好，LED晶片四周包裹有能够阻挡光线的第一模腔使得LED晶片成为单面发光体，LED晶片发出的光线通过聚光透镜下方的第二模腔反射光线实现一次控光，再通过聚光透镜二次控光，在一个光学透镜内经过两次控光即可达到出光角度为20°—60°，出光角度小、光损小、聚光控光效果好，中心光强度高，不需要另行匹配二次光学使用，灯具可以小型化，灵活应用于多种灯光场景。腔体、第一模腔和第二模腔一体模注成型，生产效率高、成型精度高，同时，灯珠内的荧光粉层只能存在于LED晶片上方，完全不会进入LED晶片四个侧面，光损小，发热少，LED灯珠使用寿命长。

如图4-6所示，所述第一模腔3的高度略高于所述LED晶片2上表面的高度，所述第一模腔3的内侧壁紧贴在LED晶片2的四面，所述第一模腔3上设有位于LED晶片2上表面上的凹槽31，所述荧光粉层5覆盖所述LED晶片2并向外延伸至凹槽31内。设置凹槽31，使得LED晶片的上表面都能全部覆盖荧光粉层，LED晶片上方的出光面大。与此同时，通过设计凹槽的高度，便于精准控制荧光粉层的厚度。此外，设置凹槽，便于在制作LED灯珠时能够快速的涂覆荧光粉层，荧光粉不会涂覆到其他区域。

为便于反射LED晶片射出的光线，所述第二模腔4的高度高于所述第一模腔3的高度，所述第二模腔4的内侧壁上设有反射部41，所述反射部41向内凹陷形成弧形反射部，如图4所示，或者所述反射部41倾斜设置形成斜面反射部，如图5和6所示。

所述荧光粉层5内的荧光粉为点胶涂覆覆盖在LED晶片2上。

固定在所述基板1上的LED晶片2数量为N，N≧1，当N大于1时，每个LED晶片2四周均包裹有第一模腔3，所述第二模腔4包裹在所有的第一模腔3外侧，所述第一模腔4同时反射N个LED晶片2射出的光线，N个所述第一模腔3和一个第二模腔4一体模注成型。一个LED灯珠内的LED晶片可以设置多个，通过第二模腔同时反射多个LED晶片射出的光线，LED灯珠的照明亮度高。此外，可以采用发出不同色光的LED晶片，实现多色光源。

所述LED晶片2为共晶焊接固定在基板1上。

所述腔体10、第一模腔3和第二模腔4为胶水模注成型。所述胶水由钛白粉和硅胶或由钛白粉和环氧树脂混合制备而成。

一种制作一体成型的LED灯珠结构的方法，如图1-4所示，所述制作方法包括：

步骤1：固定LED晶片：将LED晶片2固定在基板1上；

步骤2：模注腔体：在LED晶片2的四周用胶水一体模注成型腔体10，并在腔体10内形成有第一模腔3和第二模腔4，其中，第一模腔3上表面的高度略高于LED晶片2上表面的高度，第二模腔4上表面的高度高于第一模腔3上表面的高度，所述第一模腔3的内壁包裹LED晶片2的侧面并用于阻挡LED晶片2侧面射出的光线，所述第二模腔4位于第一模腔3的外侧并能够反射从LED晶片2射出的光线；

步骤3：涂覆荧光粉：在LED晶片2上方以及LED晶片2与第一模腔3之间的区域涂覆荧光粉，形成覆盖在LED晶片2上方的荧光粉层5，涂覆后的荧光粉层5的上表面与第一模腔3的上表面齐平；

步骤4：盖光学透镜：将聚光透镜6盖在整个第二模腔4上方，聚光透镜6位于LED晶片2、第一模腔3和第二模腔4的上方。

本实用新型的LED灯珠，一体成型并能够二次控光，不仅能够快速涂覆荧光粉和还能够精准控制荧光粉层的厚度，生产效率高，成型精度高，聚光和控光效果好。制作时，通过先在LED晶片四周用胶水一体模注成型腔体，并在腔体内形成能够阻挡光线的第一模腔和能够反射光线的第二模腔，由此LED晶片四周完全被封住只能从上方出光成为单面发光体，且后续再进行荧光粉涂覆步骤时，荧光粉只能涂覆在LED晶片上方，不会进入LED晶片四个侧面，而第一模腔的高度高于LED晶片的高度，则能够快速的在LED晶片上方涂覆荧光粉层，工艺难度低，且通过设计不同的第一模腔的高度能够便于涂覆不同厚度的荧光粉层，便于制作不同的LED灯珠。第二模腔的高度高于第一模腔的高度，使得荧光粉层不会紧贴聚光透镜，且第二模腔能够反射光线，实现控光一次，再通过聚光透镜二次控光，在一个光学透镜内经过两次控光即可达到出光角度为20°—60°，出光角度小，光损小、聚光控光效果好，中心光强度高，不需要另行匹配二次光学使用。而采用胶水模注成型，相比较于传统用塑料注塑，尺寸成型精度高，耐温，耐老化性能好，反射效果好。

优选地，步骤2中的第一模腔3在模注成型时可以在第一模腔3的内侧壁上设置凹槽，如图2所示，便于将LED晶片的上表面完全露出。所述凹槽还可以为斜面凹槽。所述荧光粉层5覆盖所述LED晶片2并向外延伸至凹槽内。由此，LED晶片的上表面都能全部覆盖荧光粉层。

优选地，步骤2中的第二模腔4模注成型为杯状体，通过杯状体的反射面反射从LED晶片2射出的光线，反射效果好。所述反射面可以是向内凹陷形成的弧形反射面，或者是倾斜的斜面反射面。

优选地，LED晶片2固定在基板1上的方式为共晶焊接技术。采用共晶焊接，导热效率高，可靠性高；晶片表面无金线，方便后工序模注成型第一模腔和第二模腔。

优选地，步骤3中涂覆荧光粉的方式为点胶技术。相比较于传统晶片涂覆采用荧光粉薄膜贴膜技术，贴膜难度高，效率低，成本高，采用点胶技术实现荧光粉涂覆，涂覆效率高，成本低，颜色一致性好。

Claims (7)

1.一种一体成型的LED灯珠结构，其特征在于：包括基板(1)和固定在所述基板(1)上的LED晶片(2)，所述基板(1)上设有包裹在LED晶片(2)四周用于阻挡LED晶片(2)侧面射出的光线的腔体(10)，所述腔体(10)内从下往上依次设有第一模腔(3)和第二模腔(4)，所述LED晶片(2)位于第一模腔(3)的内侧且其上表面露出在第一模腔(3)中，所述第一模腔(3)和LED晶片(2)之间设有覆盖在所述LED晶片(2)上方的荧光粉层(5)，所述第二模腔(4)包裹在第一模腔(3)外侧并用于反射从LED晶片(2)射出的光线，所述第一模腔(3)和第二模腔(4)一体模注成型，所述第二模腔(4)上方设置有将整个第二模腔(4)盖住的聚光透镜(6)。

2.根据权利要求1所述的一种一体成型的LED灯珠结构，其特征在于：所述第一模腔(3)的高度略高于所述LED晶片(2)上表面的高度，所述第一模腔(3)的内侧壁紧贴在LED晶片(2)的四面，所述第一模腔(3)上设有位于LED晶片(2)上表面上的凹槽(31)，所述荧光粉层(5)覆盖所述LED晶片(2)并向外延伸至凹槽(31)内。

3.根据权利要求1所述的一种一体成型的LED灯珠结构，其特征在于：所述第二模腔(4)的内侧壁上设有反射部(41)，所述反射部(41)向内凹陷形成弧形反射部，或者所述反射部(41)倾斜设置形成斜面反射部。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种一体成型的LED灯珠结构，其特征在于：所述荧光粉层(5)内的荧光粉为点胶涂覆覆盖在LED晶片(2)上。

5.根据权利要求1所述的一种一体成型的LED灯珠结构，其特征在于：固定在所述基板(1)上的LED晶片(2)数量为N，N≧1，当N大于1时，每个LED晶片(2)四周均包裹有第一模腔(3)，所述第二模腔(4)包裹在所有的第一模腔(3)外侧，所述第二模腔(4)同时反射N个LED晶片(2)射出的光线，N个所述第一模腔(3)和一个第二模腔(4)一体模注成型。

6.根据权利要求1所述的一种一体成型的LED灯珠结构，其特征在于：所述LED晶片(2)为共晶焊接固定在基板(1)上。

7.根据权利要求1所述的一种一体成型的LED灯珠结构，其特征在于：所述腔体(10)、第一模腔(3)和第二模腔(4)为胶水模注成型。