CN201820800U - 一种大功率led器件 - Google Patents

Abstract

一种大功率LED器件，包括留有通孔的PCB基板，镶嵌在PCB基板通孔内的热沉结构，安装在热沉结构上的LED芯片，在PCB基板表面安装有光学透镜，还有设置在PCB基板的电极结构，连接电极结构与LED芯片引脚的导线，热沉的上表面还覆有至少一金属材料层。热沉和通孔电极的设计，可在保证器件散热效果的同时，最大限度地降低器件的体积；热沉表面金属材料的设置，使得芯片安放部的更加平整更加光洁，提高了芯片粘结的可靠性和器件的出光效率。另外，采用PCB基板，其生产工艺成熟，加工制作简单，有利于节约生产成本，扩大产品的应用。

Description

一种大功率LED器件

技术领域

本实用新型涉及一种大功率LED器件。

背景技术

在照明领域，所采用的大功率LED器件以其节能、工作电压低、工作寿命长而越来越受到消费者的青睐。目前，常用的大功率LED器件多采用流明公司的仿流明结构或以陶瓷材料为基板的封装结构。

如图1，现有的仿流明结构大功率LED器件，在封装底座１中安装有用于散热的热沉结构2，LED芯片3安装在热沉结构2上，通过封装透镜4固定与聚光，在热沉的周边设置有电极引脚5，该引脚朝热沉的径向凸出。这种结构的功率LED灯的散热效果良好，热沉与底座结构的制作工艺成熟，但是，由于封装引脚凸出，使得器件体积较大，其安装时需要占用较大的区域，不利于将LED器件进行二次配光。另外，受金属加工工艺的限制，安放LED芯片的热沉面的平整性及光洁度难以保证，不利于芯片粘结安放的可靠性，也抑制器件出光效率的进一步提高。

为了减小器件体积，市场上出现了具有陶瓷基板的小型化功率LED器件，如图2，在陶瓷基板６上设有芯片安放部7和电引线连接部8，安装在芯片安放部7的LED芯片9由导线10将其与电引线连接部电性连接，陶瓷基板上安装有封装透镜11，在基板的芯片安放部与电引线连接部位置设有一系列通孔，形成底部电极与散热通道。这种结构的功率LED器件体积较小，但是，为散热而设置的一系列通孔无疑增加了基板制造的复杂性，增加了加工成本。另外，对于一些更高功率的LED器件（如5W、10W）来说，局限于陶瓷材料的导热系数，器件微型化封装变得更加难以实现。

因此，极为有必要提供一种散热性能优，可靠性好、出光效率高，成本低的大功率LED器件结构。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种散热好的同时，且体积小、成本低、可靠性好的大功率LED器件，以提高产品实用性。

一种大功率LED器件，包括留有通孔的PCB基板，镶嵌在PCB基板通孔内的热沉结构，安装在热沉结构上的LED芯片，在PCB基板表面安装有光学透镜，还有设置在PCB基板的电极结构，连接电极结构与LED芯片引脚的导线，热沉的上表面还覆有至少一金属材料层。

采用本实用新型结构，热沉和通孔电极的设计，可在保证器件散热效果的同时，最大限度地降低器件的体积；热沉表面金属材料的设置，使得芯片安放部的更加平整更加光洁，提高了芯片粘结的可靠性和器件的出光效率。另外，采用PCB基板，其生产工艺成熟，加工制作简单，有利于节约生产成本，扩大产品的应用。

附图说明

图1为现有仿流明结构大功率LED器件的剖视结构图。

图2为现有陶瓷基板的大功率LED器件的剖视结构图。

图3为本实用新型实施例1的剖视结构图。

图4为本实用新型的电极结构示意图。

图5为本实用新型实施例1底视图。

图6为本实用新型实施例2的剖视结构图。

图7为本实用新型实施例3的剖视结构图。

具体实施方式

下面结构附图，对本实用新型作进一步的描述。

实施例一：

如图3，一种大功率LED器件，包括留有通孔的PCB基板101，镶嵌在PCB基板101通孔内的热沉结构102，安装在热沉结构102上的LED芯片103，在PCB基板101表面安装有光学透镜104，还有设置在PCB基板的电极结构105，连接电极结构与LED芯片引脚的导线106，其特征在于，热沉102的上表面还覆有至少一金属材料层。

所述金属材料层为银层或金层或镍层，并且该金属材料层的表面大于热沉的上表面。这样设置在热沉上的金属材料不仅能够提高芯片安放部的平整性及光洁度，提高LED芯片安放的可靠性和器件的出光效率；同时还填充在热沉与PCB基板间的空隙中，使热沉与PCB基板结合得更加紧密，提高器件基板的可靠性。

所述电极结构如图４, 电极结构105包括穿过PCB基板的导电材料107，设置在PCB基板上表面的顶部电极108与设置在PCB基板下表面的底部电极109，所述导电材料107分别与顶部电极108和底部电极109电性连接。这样电极穿PCB基板直接引入底部，可以更好的减小LED灯体积。导电材料107可以为铝、铜等其中一种金属材料。

所述电极的形状如图5, 电极的形状为长条状，也可以为圆形，弧形等其他形状，以更好的与电引线实现通电接触。

本实用新型提供的一种大功率LED器件，其LED芯片工作时所产生的热量，由热沉结构可以很快的将其传递，使其具有较好的散热效果；安装在PCB基板上的电极结构，不需要设置成向外凸出的引脚形式，大大减小了封装体积，使其安装时不需要占用较大体积，便于其进行二次配光。热沉表面金属材料的设置，使得芯片安放部的更加平整更加光洁，提高了器件的可靠性和出光效率。另外，采用PCB基板，其生产工艺成熟，加工制作简单，有利于节约生产成本，扩大产品的应用。

实施例二：

如图6, 一种大功率LED器件，包括留有通孔的PCB基板201，镶嵌在PCB基板201通孔内的热沉结构202，安装在热沉结构202上的LED芯片203，在PCB基板101表面安装有光学透镜204，还有设置在PCB基板的电极结构205，连接电极结构与LED芯片引脚的导线206，热沉202的上表面还覆有至少一金属材料层，所述金属材料层为银层或金层或镍层。

所述热沉结构的下表面设置有比热沉下表面积大的金属材料层207。该下表面金属材料不仅可以用来扩大热沉结构与散热器的接触面积，还可以充当热沉的一个承载面，进一步提高器件的可靠性。

所述电极结构包括设置在PCB基板上表面的顶部电极、设置在PCB基板下表面的底部电极，以及设置在PCB基板侧面且分别与所述顶部电极和底部电极电性连接的导电层。其不需在PCB基板上设计另外的用于连接顶部与底部电极的通孔，使其结构更加简单。

所述所述光学透镜204为120度出光的光学结构。其形状为花生米形结构。使得LED灯发射一矩形光斑，更适于用在一些有矩形配光需求的应用产品上。

实施例三：

如图7, 一种大功率LED器件，包括留有通孔的PCB基板301，镶嵌在PCB基板301通孔内的热沉结构302，安装在热沉结构302上的LED芯片303，在PCB基板301表面安装有光学透镜304，还有设置在PCB基板的电极结构305，连接电极结构与LED芯片引脚的导线306，热沉302的上表面还覆有至少一金属材料层。

所述热沉结构的截面积从顶部至底部逐渐递增。所述热沉结构为圆台或者棱柱或者台阶状。这样在既节省了原材料的同时，又可以将LED芯片产生的热量方便的传导出去，从而有利于提高产品应用范围。

所述光学透镜为120度出光的光学结构。光学透镜的形状为半圆形结构。当然，光学透镜的形状也可以设置成反射杯结构，其包括设置于PCB基板上的反射杯和设置在反射杯内的封装胶体。反射杯可以设置成120度立体角开口的杯体形状，反射杯的顶部也可以设置其他封装透镜进行控光，以提高产品聚光性能。

采用本实用新型实施方式的结构，PCB基板的外形尺寸可以设置为3.5mm×3.5mm或3.0mm×3.0mm，更好的实现LED器件单个产品的小型化。

Claims (10)

1.一种大功率LED器件，包括留有通孔的PCB基板（101），镶嵌在PCB基板（101）通孔内的热沉结构（102），安装在热沉结构（102）上的LED芯片（103），在PCB基板（101）表面安装有光学透镜（104），还有设置在PCB基板的电极结构（105），连接电极结构与LED芯片引脚的导线（106），其特征在于，热沉（102）的上表面还覆有至少一金属材料层。

2.根据权利要求1所述的大功率LED器件，其特征在于，所述电极结构（105）包括穿过PCB基板的导电材料（107），设置在PCB基板上表面的顶部电极（108）与设置在PCB基板下表面的底部电极（109），所述导电材料（107）分别与顶部电极（108）和底部电极（109）电性连接。

3.根据权利要求1所述的大功率LED器件，其特征在于，所述电极结构包括设置在PCB基板上表面的顶部电极、设置在PCB基板下表面的底部电极，以及设置在PCB基板侧面且分别与所述顶部电极和底部电极电性连接的导电层。

4.根据权利要求1所述的大功率LED器件，其特征在于，所述热沉结构的截面积从顶部至底部逐渐递增。

5.根据权权利要求1所述的大功率LED器件，其特征在于，所述热沉结构为圆台或棱柱或台阶状。

6.根据权利要求1所述的大功率LED器件，其特征在于，所述热沉结构的下表面设置有比热沉下表面积大的金属材料层（207）。

7.根据权利要求１或6所述的大功率LED器件，其特征在于，所述金属材料层为银层或金层或镍层。

8.根据权利要求1所述大功率LED器件，其特征在于，所述光学透镜为120度出光的光学结构。

9.根据权利要求8所述大功率LED器件，其特征在于，所述光学透镜的形状为花生米形结构或者半圆形结构或反射杯结构。

10.根据权利要求1所述大功率LED器件，其特征在于，所述光学透镜包括设置于PCB基板上的反射杯和设置在所述反射杯内的封装胶体。

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