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CN201568775U - 一种非对称配光的led光源模块 - Google Patents

一种非对称配光的led光源模块 Download PDF

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夏勋力
李伟平
李军政
潘利兵
梁丽芳
龙孟华
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Abstract

本实用新型公开了一种非对称配光的LED光源模块，包括一散热基板、多个LED芯片、以及覆盖所述LED芯片和散热基板的封装胶体，其特征在于，封装胶体具有一体成型的组合曲面透镜结构，能够提供偏心的矩形光斑，无需安装二次光学透镜，结构简单、出光效率高、特别适合作为路灯的光源。此外，LED芯片直接与金属芯PCB基板的金属板接触，其工作时释放出的热量能够迅速散失至外界，所以与传统光源相比，本实用新型公开的LED光源模块具有更好的散热效果。

Description

一种非对称配光的LED光源模块
技术领域
本实用新型涉及一种光源模块，特别涉及一种基于非对称光学设计的半导体光源模块。
背景技术
随着社会的发展，节能环保已成为照明灯具发展的趋势。发光二极管(LED)不含汞，寿命长，无频闪，所以成为新一代照明光源。其中，路灯是LED应用的重要领域。
良好的道路照明要求LED路灯的配光为长方形的光型，路灯发出的所有光刚刚可以覆盖住马路，而马路之外的光污染几乎为零。采用非对称配光设计可以达到上述效果。目前，常规LED光源模块的封装结构主要是在散热基板上安装数个LED器件或者LED芯片，并在这些LED器件或者LED芯片上安装二次光学透镜实现非对称配光效果。其中所使用的二次光学透镜材质一般是玻璃或PMMA塑料。然而，玻璃加工难度大，批量制造一致性差；由于透镜体形大，用PMMA塑料注塑成型后会因收缩率不同而产生变形，所以难以达到准确配光。
此外，常用的散热基板多为金属芯PCB板。虽然金属芯PCB板比普通PCB板有更好的散热效果，但是LED芯片的直接接触面与金属板之间存在导热效果差的绝缘层隔离。因此，即使是超高导热金属芯PCB板的导热系数也仅为5～10W/mK，不能满足多芯片封装的散热要求。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅无需安装二次光学透镜便可提供偏心的矩形光斑，且散热效果良好，特别适合作为路灯光源的非对称配光的LED光源模块。
本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种非对称配光的LED光源模块，包括一散热基板、多个安装在所述散热基板上的LED芯片、以及覆盖所述LED芯片和散热基板的封装胶体。其中，所述散热基板设置有多个芯片安放部，至少一个LED芯片安装在芯片安放部上；所述封装胶体具有一体成型的组合曲面透镜结构，在各个芯片安放部上对应有一光学透镜结构；所述光学透镜侧面剖视图的透镜曲线不以LED芯片中心对称；与所述LED芯片发出光线重合的光学透镜侧视曲面法线与LED芯片的竖直中心线成一定角度；在光学透镜侧面剖视图中，以所述光学透镜侧视曲面法线的投影为中心，位于所述投影一侧的光学透镜曲线的切线斜率值自投影逐渐增大，位于所述投影另一侧的光学透镜曲线的切线斜率值自投影逐渐减少；所述光学透镜的正面剖视图呈中心左右对称。
作为上述方案的进一步说明，所述散热基板为金属芯PCB基板，由金属板、覆盖所述金属板上的绝缘层、以及覆盖所述绝缘层上的电子线路组成。其中，所述芯片安放部是贯穿绝缘层、且以金属板为底部的杯体；所述电子线路设置有与各个芯片安放部对应、用以连接LED芯片正负电极的内部引线连接部和用以连接外部电源的电极；还存在一防焊层覆盖所述绝缘层以及除内部引线连接部与电极以外的电子线路；所述LED芯片设置在芯片安放部内，并通过金属引线实现LED芯片与内部引线连接部之间的电性连接；所述散热基板的形状是多边形、圆形、线形和弧形组成的图形、或者多条弧线组成的图形，所述芯片安放部的分布图形可以是条形、矩形、多边形、圆形、弧线与线形组成的图形、或弧形组合的图形之一。
本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
1、本实用新型提供的LED光源模块具有一体成型、由多个非对称光学曲面组合而成的封装胶体结构，无需借助传统的二次光学透镜，便可以直接提供偏心的矩形光斑，大大提高了出光效率、简化了器件结构和降低了生产成本。
2、本实用新型提供的LED光源模块设置有用以承载LED芯片的芯片安放部，该芯片安放部是贯通绝缘层、以金属板为底的杯体，LED芯片工作时产生的热量能够直接通过与其接触的金属板传递至外界。因此，与传统LED芯片直接安装在有绝缘层隔离的金属芯PCB基板或者LED器件直接安装在金属芯PCB基板的光源模块相比，本实用新型提供的LED光源模块具有更好的散热效果。
附图说明
图1所示为一种非对称配光的LED光源模块立体图；
图2A所示为一种非对称配光的LED光源模块的正面剖视图；
图2B所示为另一实施方案中一种非对称配光的LED光源模块的正面剖视图；
图2C所示为一种非对称配光的LED光源模块的侧面剖视图；
图3所示为一种非对称配光的LED光源模块局部剖视图。
附图标记说明：1、散热基板，2、LED芯片，3、金属引线，4、封装胶体，11、金属板，12、绝缘层，13、电子线路，14、芯片安放部，41、光学透镜，131、内部引线连接部，132、电极，141、反射材料，410、光学透镜曲线，411、投影，412、垂线，413、正斜率曲线，414、负斜率曲线
具体实施方式
根据附图1、附图2和附图3，对本发明的一种LED光源模块的优选实施例作进一步说明。
如附图1所示，本实施例提供了一种非对称配光的LED光源模块，其结构包括：一条状散热基板1、六个安放在散热基板1上的LED芯片2、电性连接LED芯片2电极与散热基板1的金属引线3、以及覆盖LED芯片2和散热基板1的封装胶体4。在本实施例中，散热基板优选金属芯PCB基板。在其他实施例中，可以选择倒装芯片，此时无需金属金线。
如附图1和附图2所示，封装胶体4具有一体结构，在各个LED芯片2上对应有光学透镜41。附图2A和附图2B分别给出了本实施例光学透镜41的正面剖视图，该光学透镜41可以是呈中心左右对称的双峰形结构(如附图2A)或者是呈中心左右对称的凸透镜结构(如附图2B)。附图2C所示为光学透镜41的侧面剖视图，该光学透镜曲线410不以LED芯片2中心对称。具体而言是，与LED芯片2发出光线重合的光学透镜侧视曲面法线与LED芯片的竖直中心线成一定角度a(未标注)。如附图12B所示，上述光学透镜侧视曲面法线的投影411与经过LED芯片2的垂线412成一定角度a’，并以该投影411为中心，位于投影411一侧的透镜曲线413的切线斜率值自投影逐渐增大，位于投影411另一侧的透镜曲线414的切线斜率值自投影逐渐减少。其中，该角度a’为矩形光斑整体偏移的角度。封装胶体4的材质优选是硅胶、环氧树脂、以硅胶为基础的改性材料、或者以环氧树脂为基础的改性材料之一。
本实施例公开的一体成型光学透镜结构，能够提供偏心的矩形光斑，不需要安装二次光学透镜，极大提高了出光效率、封装结构更紧凑和产品成本低，特别适合作为路灯的光源。
结合附图1和附图3进一步说明，金属芯PCB基板1是由金属板11、覆盖该金属板11上的绝缘层12、覆盖绝缘层12上的电子线路13、以及六个用以承载LED芯片2的芯片安放部14组成。优选的是，金属板11为铝板，电子线路13为铜箔。芯片安放部14是贯穿绝缘层12、且以金属板11为底部的杯体。芯片安放部14的内壁设置有反射材料141，本实施例优选反射材料为银。电子线路13设置有与各个芯片安放部14对应、用以连接LED芯片2正负电极的内部引线连接部131，以及用以连接外部电源的电极132。金属引线3连接LED芯片2正负电极和内部引线连接部131，实现LED芯片2与金属芯PCB基板1的电性连接。在本实施例中，采用白油15作为防焊材料覆盖绝缘层12和内部引线连接部131与电极132以外的电子线路13。封装胶体4覆盖LED芯片2所在一侧、除电极132以外的金属芯PCB基板1表面。
本实施例公开的LED光源模块采用金属芯PCB基板，其上设置有贯穿绝缘层、且以金属板为底的杯状芯片安放部。LED芯片直接安放在该芯片安放部上，工作时释放的热量能迅速通过与其直接接触的金属板传递至外界。因此，与传统LED芯片直接安装在有绝缘层隔离的金属芯PCB基板或者LED器件直接安装在金属芯PCB基板的光源模块相比，本实用新型提供的LED光源模块具有更好的散热效果。
在本实施例中，LED光源模块为长条状、各个LED芯片安放部上仅安放了一个LED芯片。在其它实施例中，金属芯PCB基板1的形状可以是多边形、圆形、线形和弧形组成的图形、或者多条弧线组成的图形；根据金属芯PCB板1的形状，芯片安放部14的分布图形可以设计为条形、矩形、多边形、圆形、弧线与线形组成的图形、或弧形组合的图形之一；各个LED芯片安放部可以根据实际需要安放一个以上的LED芯片。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解。依然可以对实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种非对称配光的LED光源模块，包括一散热基板、多个LED芯片、以及覆盖所述LED芯片和散热基板的封装胶体，其特征在于，所述散热基板设置有多个芯片安放部，至少一个LED芯片安装在芯片安放部上，所述封装胶体具有一体成型的组合曲面透镜结构，在各个芯片安放部上对应有一其光学透镜侧面剖视图的透镜曲线不以LED芯片中心对称的光学透镜结构。
2.根据权利要求1所述的一种非对称配光的LED光源模块，其特征在于：所述LED芯片发出光线重合的光学透镜侧视曲面法线与LED芯片的竖直中心线成一角度。
3.根据权利要求2所述的一种非对称配光的LED光源模块，其特征在于：所述光学透镜侧面剖视图中，以所述光学透镜侧视曲面法线的投影为中心，位于所述投影一侧的光学透镜曲线的切线斜率值自投影逐渐增大，位于所述投影另一侧的光学透镜曲线的切线斜率值自投影逐渐减少。
4.根据权利要求1所述的一种非对称配光的LED光源模块，其特征在于：所述光学透镜的正面剖视图呈中心左右对称。
5.根据权利要求1所述的一种非对称配光的LED光源模块，其特征在于所述散热基板为金属芯PCB基板，由金属板、覆盖所述金属板上的绝缘层、以及覆盖所述绝缘层上的电子线路组成。
6.根据权利要求5所述的一种非对称配光的LED光源模块，其特征在于所述芯片安放部是贯穿绝缘层、且以金属板为底部的杯体。
7.根据权利要求5所述的一种非对称配光的LED光源模块，其特征在于所述电子线路设置有与各个芯片安放部对应、用以连接LED芯片正负电极的内部引线连接部和用以连接外部电源的电极。
8.根据权利要求7所述的一种非对称配光的LED光源模块，其特征在于存在一防焊层覆盖所述绝缘层以及除内部引线连接部与电极以外的电子线路。
9.根据权利要求7所述的一种非对称配光的LED光源模块，其特征在于所述LED芯片设置在芯片安放部内，并通过金属引线实现LED芯片与内部引线连接部之间的电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种非对称配光的LED光源模块，其特征在于所述散热基板的形状是多边形、圆形、线形和弧形组成的图形、或者多条弧线组成的图形，所述芯片安放部的分布图形是条形、矩形、多边形、圆形、弧线与线形组成的图形、或弧形组合的图形之一。
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