專利名稱：Led發(fā)光模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種LED發(fā)光模塊及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著LED技術(shù)的發(fā)展，很多類型的LED照明裝置已經(jīng)可以代替常規(guī)的鹵素?zé)?，廣泛地應(yīng)用在道路照明領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，已知了一種可以提供Iw或3w高功率的LED照明裝置。這種照明裝置由多個獨立封裝的LED芯片組成矩陣模塊，由于其中存在過多的熱界面(例如芯片到引線框、引線框到錫膏、錫膏到印刷電路板、印刷電路板到散熱體)而導(dǎo)致這種照明裝置熱阻較高。并且由于這種照明裝置的光源為對稱分布的點光源，因此僅僅可以提供圓形的光分布，這對于道路照明來說是不利的。在另ー種已知的實施方式中，可以在布置有LED光源的印刷電路板上安裝反射體層。這種改良設(shè)計的優(yōu)點在于，可以通過設(shè)計不同的反射體來實現(xiàn)對光分布的調(diào)整和改變。但其中仍存在的缺點是，由于反射體層僅僅被機械地安裝在印刷電路板上，因此導(dǎo)致整個照明裝置的熱阻過大，很難滿足高功率LED照明裝置的散熱要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提出一種用于照明裝置的LED發(fā)光模塊及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊可以產(chǎn)生偏光效果，因此特別適用于道路照明，并且該LED發(fā)光模塊還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、熱阻較小的優(yōu)點。本發(fā)明的目的通過ー種LED發(fā)光模塊由此實現(xiàn)，該LED發(fā)光模塊具有帶有至少一個凹槽的底板；帶有LED芯片陣列的至少ー個印刷電路板分別設(shè)置在凹槽中，其中各個LED芯片利用COBエ藝直接安裝在印刷電路板上，并且還設(shè)置有位于凹槽的側(cè)壁上的反射體，將來自LED芯片的光線進(jìn)行反射。利用COBエ藝將大功率的LED芯片安裝在印刷電路板上、特別是金屬基電路板上，可以有利地避免引線框所引起的熱阻，從而有利于LED發(fā)光模塊進(jìn)行散熱。并且在此前提下，通過在凹槽的側(cè)壁上設(shè)置非対稱結(jié)構(gòu)的反射體，可以實現(xiàn)朝向預(yù)定方向的偏光反射。根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊因此體現(xiàn)了制造簡單低廉，偏光效果較好的優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案，反射體與底板一體成型。這種設(shè)計極大地節(jié)約了制造成本，減少裝配步驟，進(jìn)而可以進(jìn)一歩避免由于反射體的制造公差而引起的與預(yù)定反射區(qū)域偏離的可能性。特別優(yōu)選地，反射體與底板通過熱壓鑄エ藝一體成型。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案，反射體是從凹槽的側(cè)壁開始單側(cè)延伸出的反射板。由此可以實現(xiàn)所謂的“非対稱”反射體結(jié)構(gòu)，用于產(chǎn)生偏光效果。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案，反射體至少延伸到通過反射體遮蓋各個LED芯片的位置。在此，反射體從側(cè)面和頂面部分地遮蓋LED芯片，使得由LED芯片射出的部分光線通過反射體被反射，由此可以產(chǎn)生所期望的偏光效果，并且提高了光效率。進(jìn)ー步優(yōu)選的是，反射體包括多個燕翅形反射部分，其中每ー個LED芯片分配有一個燕翅形反射部分。LED芯片相應(yīng)地位于燕翅形反射部分的對稱軸線下方，由此可以使LED芯片射出的部分光線平均地到達(dá)各個燕翅形反射部分上。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案提出，燕翅形反射部分包括對稱設(shè)置的與安裝面呈預(yù)定角度的第一翅面和第二翅面。根據(jù)光學(xué)原理和幾何原理將第一和第二翅面設(shè)計為由多個部段構(gòu)成，從而可以實現(xiàn)較為理想的反射效果。當(dāng)然也可以將第一和第二翅面根據(jù)實際應(yīng)用的需要設(shè)計為光滑的曲面。此外，第一和第二翅面之間存在預(yù)定的夾角，由此有利于獲得所期望的光斑。優(yōu)選的是，第一翅面和所述第二翅面是涂覆有反光材料的反光面?；蛘呖梢詫Φ讴`翅面和所述第二翅面進(jìn)行表面氧化處理，由此可以進(jìn)ー步提高光效率，減小能耗。根據(jù)本發(fā)明的另ー個優(yōu)選的設(shè)計方案，LED芯片利用含銀環(huán)氧物直接固定在所述印刷電路板上。通過這種典型的COBエ藝處理形成的LED芯片和印刷電路板集成為完整的發(fā)光組件，由于其中未引入和引線框相關(guān)的熱阻，因此使發(fā)光組件具有最小化的熱阻，這在應(yīng)用大功率LED的照明裝置中具有重要意義。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案，LED芯片由填充物以及位于填充物外圍的膠壁包封。有利地，填充物為硅樹脂。利用例如硅樹脂的填充物對LED芯片進(jìn)行包封，可以確保LED芯片在惡劣的應(yīng)用條件下具有較長的使用壽命，同時滿足エ業(yè)上的防水防塵要求。硅樹脂可以增強例如應(yīng)用在道路照明中的LED芯片抗紫外線輻射性能和抗氧化性能。當(dāng)然也可以選用其他具有類似特性的材料對LED芯片進(jìn)行包封。優(yōu)選的是，在反射體和所述印刷電路板之間還具有散熱體。由此可以進(jìn)ー步増大散熱面積，減少由于組件過熱而引起的故障可能性。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案，底板為長條形，該底板中開設(shè)有多個平行細(xì)長的凹槽。這種特殊的設(shè)計特別有利于獲得長條形的光斑，非常適合應(yīng)用在例如道路照明中。此外本發(fā)明還涉及ー種制造上述LED發(fā)光模塊的方法，其特征在于以下步驟a)提供毛坯，將毛坯加工成開設(shè)有至少ー個凹槽的底板，其中在凹槽的側(cè)壁上形成多個燕翅形部分；b)將燕翅形部分的表面處理成一、第二反光翅面；c)將印刷電路板固定在至少ー個凹槽中，并且通過COBエ藝將多個LED芯片布置在印刷電路板上；d)對LED芯片進(jìn)行包封。優(yōu)選地在步驟b)之后，經(jīng)過銑削處理在凹槽的底部形成用于安置印刷電路板的
安裝面。優(yōu)選地在步驟c)中，各個LED芯片布置在各個燕翅形反射部分的對稱軸線的正下方。優(yōu)選地在步驟d)中，LED芯片通過含銀環(huán)氧化物直接固定在印刷電路板上。由此制成的LED發(fā)光模塊具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、熱阻較小的優(yōu)點，并且可以產(chǎn)生偏光效果。


附圖構(gòu)成本說明書的一部分，用于幫助進(jìn)ー步理解本發(fā)明。這些附解了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號表示。圖中示出圖1是根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊的立體圖；圖2是圖1中LED發(fā)光模塊的局部立體圖；圖3a是根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊的俯視圖；圖3b是圖3a的局部放大圖；圖3c是根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊的側(cè)視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊的光分布圖。
具體實施例方式圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊的立體圖，其中LED發(fā)光模塊具有底板1、反射體5、印刷電路板3和LED芯片4。在該優(yōu)選的實施方式中，為了節(jié)約制造成本并且減少裝配步驟而將作為底板I的毛坯經(jīng)過例如熱壓鑄或沖壓等處理工藝，使反射體5 —體地形成在底板I上。經(jīng)過這種處理工藝同時在底板I中形成有至少ー個凹槽2 (在該實施方式中為3個)，凹槽2具有平坦的底部和側(cè)壁。該底部經(jīng)過例如銑削處理可以形成用于安置印刷電路板3的安置面A，其中在印刷電路板3上特別利用COBエ藝安裝有LED芯片4。凹槽2的側(cè)壁自身用作反射體5，由此可以進(jìn)ー步避免由于反射體5的制造公差而引起的光反射錯位。當(dāng)然也可以附加地在側(cè)壁上安裝反射體5。為了實現(xiàn)偏光效果，反射體5是從凹槽2的側(cè)壁開始單側(cè)向遮蓋LED芯片4的方向延伸出的反射板，由此形成非対稱造型，用于將來自LED芯片4的光線朝向預(yù)定的方向進(jìn)行反射。通過附圖可以看出，LED芯片4位于凹槽2的底部，而反射體5延伸到遮蓋LED芯片4的位置。具體而言，反射體5遮蓋了 LED芯片4的部分側(cè)面和頂面，使得由LED芯片4射出的部分光線通過反射體5被反射，由此可以產(chǎn)生所期望的偏光效果。為了進(jìn)一步提高了光效率，反射體5包括多個燕翅形反射部分6,該燕翅形反射部分6包括對稱設(shè)置的第一翅面Al和第二翅面A2。燕翅形反射部分6分別和布置在其對稱軸線下方的LED芯片4逐ー對應(yīng)，這樣可以使LED芯片4射出的部分光線平均地到達(dá)各個燕翅形反射部分6上。圖2是圖1中LED發(fā)光模塊的局部立體圖。在此，根據(jù)COBエ藝，將LED芯片4利用含銀環(huán)氧物直接固定在位于在凹槽2底部的印刷電路板3上，構(gòu)成完整的發(fā)光組件，而無需現(xiàn)有技術(shù)中的引線框等附加元件或熱介質(zhì)材料，由此可以減小整個LED發(fā)光模塊的熱阻，特別是具有大功率LED的發(fā)光模塊的熱阻。為了確保LED芯片4具有較長的使用壽命，有利地利用例如硅樹脂等的填充物將LED芯片4包封在膠壁框中，形成模塊化結(jié)構(gòu)。硅樹脂具有良好的抗紫外線輻射性能和抗氧化性能，因此特別適合于對應(yīng)用在戶外的LED芯片4進(jìn)行包封。當(dāng)然也可以選用其他具有類似特性的材料對LED芯片4進(jìn)行包封。圖3a是根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊的俯視圖。結(jié)合圖3b中示出的局部放大圖可以看出，每個燕翅形反射部分6對應(yīng)于ー個LED芯片4，在本實施方式中，根據(jù)光學(xué)原理和幾何原理將第一和第二翅面Al，A2設(shè)計為由多個部段構(gòu)成，并且在第一和第二翅面Al，A2之間存在預(yù)定的夾角，從而可以實現(xiàn)較為理想的反射效果。為了進(jìn)ー步提高光效率，可以在第一和第二翅面Al，A2上以及凹槽2的側(cè)壁上涂覆反光材料或者對其進(jìn)行表面氧化處理，也或者直接進(jìn)行打磨或拋光，使其成為反光面。圖3c是根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊的側(cè)視圖。LED芯片4位于梯形凹槽2的底部、即在側(cè)視圖中示出的梯形的上底邊處。以三角形示出的燕翅形反射部分6遮蓋在LED芯片4上方。由LED芯片4射出的光線在平行于梯形底邊的方向上到達(dá)反射體5上、即凹槽2的側(cè)壁以及燕翅形反射部分6上。由此可以產(chǎn)生偏光效果。圖4是根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊的光分布圖。從該圖中可以明顯地看出相對于原點位置在Y軸上偏移的光斑。這種光分布特別適用于道路照明領(lǐng)域。在特別用于道路照明的情況下，根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊具有長條形的底板1，并且在其中開設(shè)有多個平行細(xì)長的凹槽2。由此可以獲得均勻的長條形光斑。對于本發(fā)明而言，所提及的印刷電路板3可以優(yōu)選的是金屬基電路板，也可以是其他類型的電路板。此外在反射體5和印刷電路板之間還可以設(shè)置散熱體9(未示出)，用于進(jìn)ー步提高LED發(fā)光模塊的散熱效果。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。參考標(biāo)號I 底板2 凹槽3 印刷電路板4 LED 芯片5 反射體6 燕翅形反射部分7 填充物8 膠壁9 散熱體A 安裝面Al 第一翅面A2 第二翅面
權(quán)利要求
1.一種LED發(fā)光模塊，具有帶有至少一個凹槽(2)的底板⑴；帶有LED芯片(4)的陣列的至少一個印刷電路板(3)分別設(shè)置在所述凹槽(2)中，其特征在于，各個LED芯片(4)利用COB藝直接安裝在所述印刷電路板(3)上，并且還設(shè)置有位于所述凹槽(2)的側(cè)壁上的反射體(5)，將來自所述LED芯片(4)的光線進(jìn)行反射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述反射體(5)與所述底板(I)一體成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述反射體(5)與所述底板(I)通過熱壓鑄工藝一體成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述反射體(5)是從所述凹槽(2)的所述側(cè)壁開始單側(cè)延伸出的反射板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述反射體(5)至少延伸到通過所述反射體(5)遮蓋所述各個LED芯片(4)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED發(fā)光模塊,其特征在于,所述反射體(5)包括多個燕翅形反射部分(6)，其中每一個LED芯片(4)分配有一個燕翅形反射部分(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述燕翅形反射部分(6)包括對稱設(shè)置的呈預(yù)定角度的第一翅面(Al)和第二翅面(A2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述第一翅面(Al)和所述第二翅面(A2)是涂覆有反光材料的反光面。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述LED芯片(4)利用含銀環(huán)氧物直接固定在所述印刷電路板(3)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述LED芯片(4)由填充物(7)以及位于所述填充物外圍的膠壁(8)包封。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述填充物(7)為硅樹脂。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，在所述反射體(5)和所述印刷電路板⑶之間還具有散熱體(9)。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED發(fā)光模塊，其特征在于，所述底板(I)為長條形，所述底板(I)中開設(shè)有多個平行細(xì)長的凹槽(2)。
14.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項所述的LED發(fā)光模塊的方法，其特征在于以下步驟 a)提供毛坯，將所述毛坯加工成開設(shè)有至少一個凹槽(2)的底板(I)，其中在所述凹槽(2)的側(cè)壁上形成多個燕翅形部分(6)； b)將所述燕翅形部分(6)的表面處理成第一、第二反光翅面(A1，A2)； c)將印刷電路板(3)固定在所述至少一個凹槽(2)中，并且通過COB藝將多個LED芯片⑷布置在所述印刷電路板⑶上； d)對所述LED芯片(4)進(jìn)行包封。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在所述步驟b)之后，經(jīng)過銑削處理在所述凹槽(2)的底部形成用于安置所述印刷電路板(3)的安裝面(A)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在所述步驟c)中，所述各個LED芯片(4)布置在各個燕翅形反射部分(6)的對稱軸線的正下方。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在所述步驟d)中，所述LED芯片(4)通過含銀環(huán)氧化物直接固定在所述印刷電路板(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED發(fā)光模塊，具有帶有至少一個凹槽(2)的底板(1)；帶有LED芯片(4)陣列的至少一個印刷電路板(3)分別設(shè)置在所述凹槽(2)中，其特征在于，各個LED芯片(4)利用COB 藝直接安裝在所述印刷電路板(3)上，并且還設(shè)置有位于凹槽(2)的側(cè)壁上的反射體(5)，將來自所述LED芯片(4)的光線進(jìn)行反射。此外本發(fā)明還涉及一種制造該LED發(fā)光模塊的方法。根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊可以產(chǎn)生偏光效果，因此特別適用于道路照明，并且該LED發(fā)光模塊還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、熱阻較小的優(yōu)點。
文檔編號F21S2/00GK103016965SQ20111028350
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者鐘傳鵬, 明玉生, 陳鵬, 劉廷明 申請人:歐司朗股份有限公司