專利名稱：一種非對稱配光的led光源模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及 一種光源模塊，特別涉及一種基于非對稱光學設計的半導體光源 模塊。
背景技術：
隨著社會的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保已成為照明燈具發(fā)展的趨勢。發(fā)光二極管(LED)不含 汞，壽命長，無頻閃，所以成為新一代照明光源。其中，路燈是LED應用的重要領域。良好的道路照明要求LED路燈的配光為長方形的光型，路燈發(fā)出的所有光剛剛可 以覆蓋住馬路，而馬路之外的光污染幾乎為零。采用非對稱配光設計可以達到上述效果。 目前，常規(guī)LED光源模塊的封裝結(jié)構(gòu)主要是在散熱基板上安裝數(shù)個LED器件或者LED芯片， 并在這些LED器件或者LED芯片上安裝二次光學透鏡實現(xiàn)非對稱配光效果。其中所使用的 二次光學透鏡材質(zhì)一般是玻璃或PMMA塑料。然而，玻璃加工難度大，批量制造一致性差；由 于透鏡體形大，用PMMA塑料注塑成型后會因收縮率不同而產(chǎn)生變形，所以難以達到準確配 光。此外，常用的散熱基板多為金屬芯PCB板。雖然金屬芯PCB板比普通PCB板有更好 的散熱效果，但是LED芯片的直接接觸面與金屬板之間存在導熱效果差的絕緣層隔離。因 此，即使是超高導熱金屬芯PCB板的導熱系數(shù)也僅為5 10W/mK，不能滿足多芯片封裝的散 熱要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術之不足而提供的一種不僅無需安裝二 次光學透鏡便可提供偏心的矩形光斑，且散熱效果良好，特別適合作為路燈光源的非對稱 配光的LED光源模塊。本實用新型是采用如下技術解決方案來實現(xiàn)上述目的一種非對稱配光的LED光 源模塊，包括一散熱基板、多個安裝在所述散熱基板上的LED芯片、以及覆蓋所述LED芯片 和散熱基板的封裝膠體。其中，所述散熱基板設置有多個芯片安放部，至少一個LED芯片安 裝在芯片安放部上；所述封裝膠體具有一體成型的組合曲面透鏡結(jié)構(gòu)，在各個芯片安放部 上對應有一光學透鏡結(jié)構(gòu)；所述光學透鏡側(cè)面剖視圖的透鏡曲線不以LED芯片中心對稱； 與所述LED芯片發(fā)出光線重合的光學透鏡側(cè)視曲面法線與LED芯片的豎直中心線成一定角 度；在光學透鏡側(cè)面剖視圖中，以所述光學透鏡側(cè)視曲面法線的投影為中心，位于所述投影 一側(cè)的光學透鏡曲線的切線斜率值自投影逐漸增大，位于所述投影另一側(cè)的光學透鏡曲線 的切線斜率值自投影逐漸減少；所述光學透鏡的正面剖視圖呈中心左右對稱。作為上述方案的進一步說明，所述散熱基板為金屬芯PCB基板，由金屬板、覆蓋所 述金屬板上的絕緣層、以及覆蓋所述絕緣層上的電子線路組成。其中，所述芯片安放部是貫 穿絕緣層、且以金屬板為底部的杯體；所述電子線路設置有與各個芯片安放部對應、用以連 接LED芯片正負電極的內(nèi)部引線連接部和用以連接外部電源的電極；還存在一防焊層覆蓋所述絕緣層以及除內(nèi)部引線連接部與電極以外的電子線路；所述LED芯片設置在芯片安放部內(nèi)，并通過金屬引線實現(xiàn)LED芯片與內(nèi)部引線連接部之間的電性連接；所述散熱基板的 形狀是多邊形、圓形、線形和弧形組成的圖形、或者多條弧線組成的圖形，所述芯片安放部 的分布圖形可以是條形、矩形、多邊形、圓形、弧線與線形組成的圖形、或弧形組合的圖形之一。本實用新型采用上述技術解決方案所能達到的有益效果是1、本實用新型提供的LED光源模塊具有一體成型、由多個非對稱光學曲面組合而 成的封裝膠體結(jié)構(gòu)，無需借助傳統(tǒng)的二次光學透鏡，便可以直接提供偏心的矩形光斑，大大 提高了出光效率、簡化了器件結(jié)構(gòu)和降低了生產(chǎn)成本。2、本實用新型提供的LED光源模塊設置有用以承載LED芯片的芯片安放部，該芯 片安放部是貫通絕緣層、以金屬板為底的杯體，LED芯片工作時產(chǎn)生的熱量能夠直接通過與 其接觸的金屬板傳遞至外界。因此，與傳統(tǒng)LED芯片直接安裝在有絕緣層隔離的金屬芯PCB 基板或者LED器件直接安裝在金屬芯PCB基板的光源模塊相比，本實用新型提供的LED光 源模塊具有更好的散熱效果。

圖1所示為一種非對稱配光的LED光源模塊立體圖；圖2A所示為一種非對稱配光的LED光源模塊的正面剖視圖；圖2B所示為另一實施方案中一種非對稱配光的LED光源模塊的正面剖視圖；圖2C所示為一種非對稱配光的LED光源模塊的側(cè)面剖視圖；圖3所示為一種非對稱配光的LED光源模塊局部剖視圖。附圖標記說明1、散熱基板，2、LED芯片，3、金屬引線，4、封裝膠體，11、金屬板， 12、絕緣層，13、電子線路，14、芯片安放部，41、光學透鏡，131、內(nèi)部引線連接部，132、電極， 141、反射材料，410、光學透鏡曲線，411、投影，412、垂線，413、正斜率曲線，414、負斜率曲線
具體實施方式
根據(jù)附圖1、附圖2和附圖3，對本發(fā)明的一種LED光源模塊的優(yōu)選實施例作進一 步說明。如附圖1所示，本實施例提供了一種非對稱配光的LED光源模塊，其結(jié)構(gòu)包括一 條狀散熱基板1、六個安放在散熱基板1上的LED芯片2、電性連接LED芯片2電極與散熱 基板1的金屬引線3、以及覆蓋LED芯片2和散熱基板1的封裝膠體4。在本實施例中，散 熱基板優(yōu)選金屬芯PCB基板。在其他實施例中，可以選擇倒裝芯片，此時無需金屬金線。如附圖1和附圖2所示，封裝膠體4具有一體結(jié)構(gòu)，在各個LED芯片2上對應有光 學透鏡41。附圖2A和附圖2B分別給出了本實施例光學透鏡41的正面剖視圖，該光學透鏡 41可以是呈中心左右對稱的雙峰形結(jié)構(gòu)(如附圖2A)或者是呈中心左右對稱的凸透鏡結(jié)構(gòu) (如附圖2B)。附圖2C所示為光學透鏡41的側(cè)面剖視圖，該光學透鏡曲線410不以LED芯 片2中心對稱。具體而言是，與LED芯片2發(fā)出光線重合的光學透鏡側(cè)視曲面法線與LED 芯片的豎直中心線成一定角度a(未標注)。如附圖12B所示，上述光學透鏡側(cè)視曲面法線 的投影411與經(jīng)過LED芯片2的垂線412成一定角度a’，并以該投影411為中心，位于投影411 一側(cè)的透鏡曲線413的切線斜率值自投影逐漸增大，位于投影411另一側(cè)的透鏡曲 線414的切線斜率值自投影逐漸減少。其中，該角度a’為矩形光斑整體偏移的角度。封裝 膠體4的材質(zhì)優(yōu)選是硅膠、環(huán)氧樹脂、以硅膠為基礎的改性材料、或者以環(huán)氧樹脂為基礎的 改性材料之一。本實施例公開的一體成型光學透鏡結(jié)構(gòu)，能夠提供偏心的矩形光斑，不需要安裝 二次光學透鏡，極大提高了出光效率、封裝結(jié)構(gòu)更緊湊和產(chǎn)品成本低，特別適合作為路燈的 光源。結(jié)合附圖1和附圖3進一步說明，金屬芯PCB基板1是由金屬板1 1、覆蓋該金屬板 11上的絕緣層12、覆蓋絕緣層12上的電子線路13、以及六個用以承載LED芯片2的芯片 安放部14組成。優(yōu)選的是，金屬板11為鋁板，電子線路13為銅箔。芯片安放部14是貫穿 絕緣層12、且以金屬板11為底部的杯體。芯片安放部14的內(nèi)壁設置有反射材料141，本實 施例優(yōu)選反射材料為銀。電子線路13設置有與各個芯片安放部14對應、用以連接LED芯 片2正負電極的內(nèi)部引線連接部131，以及用以連接外部電源的電極132。金屬引線3連接 LED芯片2正負電極和內(nèi)部引線連接部131，實現(xiàn)LED芯片2與金屬芯PCB基板1的電性連 接。在本實施例中，采用白油15作為防焊材料覆蓋絕緣層12和內(nèi)部引線連接部131與電 極132以外的電子線路13。封裝膠體4覆蓋LED芯片2所在一側(cè)、除電極132以外的金屬 芯PCB基板1表面。本實施例公開的LED光源模塊采用金屬芯PCB基板，其上設置有貫穿絕緣層、且以 金屬板為底的杯狀芯片安放部。LED芯片直接安放在該芯片安放部上，工作時釋放的熱量能 迅速通過與其直接接觸的金屬板傳遞至外界。因此，與傳統(tǒng)LED芯片直接安裝在有絕緣層 隔離的金屬芯PCB基板或者LED器件直接安裝在金屬芯PCB基板的光源模塊相比，本實用 新型提供的LED光源模塊具有更好的散熱效果。在本實施例中，LED光源模塊為長條狀、各個LED芯片安放部上僅安放了一個LED 芯片。在其它實施例中，金屬芯PCB基板1的形狀可以是多邊形、圓形、線形和弧形組成的 圖形、或者多條弧線組成的圖形；根據(jù)金屬芯PCB板1的形狀，芯片安放部14的分布圖形可 以設計為條形、矩形、多邊形、圓形、弧線與線形組成的圖形、或弧形組合的圖形之一；各個 LED芯片安放部可以根據(jù)實際需要安放一個以上的LED芯片。以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施 例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解。依然可以對實用 新型的具體實施方式
進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技 術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
權利要求一種非對稱配光的LED光源模塊，包括一散熱基板、多個LED芯片、以及覆蓋所述LED芯片和散熱基板的封裝膠體，其特征在于，所述散熱基板設置有多個芯片安放部，至少一個LED芯片安裝在芯片安放部上，所述封裝膠體具有一體成型的組合曲面透鏡結(jié)構(gòu)，在各個芯片安放部上對應有一其光學透鏡側(cè)面剖視圖的透鏡曲線不以LED芯片中心對稱的光學透鏡結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種非對稱配光的LED光源模塊，其特征在于所述LED芯 片發(fā)出光線重合的光學透鏡側(cè)視曲面法線與LED芯片的豎直中心線成一角度。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種非對稱配光的LED光源模塊，其特征在于所述光學透 鏡側(cè)面剖視圖中，以所述光學透鏡側(cè)視曲面法線的投影為中心，位于所述投影一側(cè)的光學 透鏡曲線的切線斜率值自投影逐漸增大，位于所述投影另一側(cè)的光學透鏡曲線的切線斜率 值自投影逐漸減少。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種非對稱配光的LED光源模塊，其特征在于所述光學透 鏡的正面剖視圖呈中心左右對稱。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種非對稱配光的LED光源模塊，其特征在于所述散熱基板 為金屬芯PCB基板，由金屬板、覆蓋所述金屬板上的絕緣層、以及覆蓋所述絕緣層上的電子 線路組成。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種非對稱配光的LED光源模塊，其特征在于所述芯片安放 部是貫穿絕緣層、且以金屬板為底部的杯體。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種非對稱配光的LED光源模塊，其特征在于所述電子線路 設置有與各個芯片安放部對應、用以連接LED芯片正負電極的內(nèi)部引線連接部和用以連接 外部電源的電極。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種非對稱配光的LED光源模塊，其特征在于存在一防焊層 覆蓋所述絕緣層以及除內(nèi)部引線連接部與電極以外的電子線路。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種非對稱配光的LED光源模塊，其特征在于所述LED芯片 設置在芯片安放部內(nèi)，并通過金屬引線實現(xiàn)LED芯片與內(nèi)部引線連接部之間的電性連接。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種非對稱配光的LED光源模塊，其特征在于所述散熱基 板的形狀是多邊形、圓形、線形和弧形組成的圖形、或者多條弧線組成的圖形，所述芯片安 放部的分布圖形是條形、矩形、多邊形、圓形、弧線與線形組成的圖形、或弧形組合的圖形之
專利摘要本實用新型公開了一種非對稱配光的LED光源模塊，包括一散熱基板、多個LED芯片、以及覆蓋所述LED芯片和散熱基板的封裝膠體，其特征在于，封裝膠體具有一體成型的組合曲面透鏡結(jié)構(gòu)，能夠提供偏心的矩形光斑，無需安裝二次光學透鏡，結(jié)構(gòu)簡單、出光效率高、特別適合作為路燈的光源。此外，LED芯片直接與金屬芯PCB基板的金屬板接觸，其工作時釋放出的熱量能夠迅速散失至外界，所以與傳統(tǒng)光源相比，本實用新型公開的LED光源模塊具有更好的散熱效果。
文檔編號F21V5/04GK201568775SQ200920237578
公開日2010年9月1日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權日2009年10月21日
發(fā)明者余彬海, 夏勛力, 李偉平, 李軍政, 梁麗芳, 潘利兵, 龍孟華 申請人:佛山市國星光電股份有限公司