Led條形光源及其封裝方法

2023-06-04 10:53:51

專利名稱：Led條形光源及其封裝方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體光源技術，尤其涉及一種發光二極體(Light Emitting Diode, LED )條形光源的結構及其封裝方法。
背景技術：
發光二極體(Light Emitting Diode, LED)是利用半導體材料中的電子 與空穴結合時能量帶位階的改變以發光形式釋放出能量的器件，其具有體積 小、壽命長、驅動電壓低、耗電量低、反應速度快、耐震性佳等優點，為日 常生活中各種應用設備中常見的元件，並且其己逐漸出現在傳統照明市場的 每個角落。條形光源作為半導體照明光源的一個重要產品類別，越來越多的 得到各個領域的廣泛應用。
現有的LED條形光源，是在用於裝配晶片的金屬線路板上安裝一金屬邊 框(或其他材質的邊框)，在完成晶片的安放和引線連接後，在邊框所形成 的腔體內直接採用點膠設備覆蓋一層含螢光粉的封裝膠體。然而在封裝膠體 的覆蓋過程中，由於點膠設備的氣壓不穩定，會出現個體與個體之間的差 異，從而影響產品的一致性，並且封裝LED條形光源所涉及的封裝工藝及結, 構較為複雜，利用邊框封裝膠體的成本相對較高。 '

發明內容
有鑑於此，須提供一種生產工藝簡單、成本低、色度均勻、 一致性高的 LED條形光源及其封裝方法。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
一種LED條形光源，包括具有線路的條形基板、設置於所述條形基板 上並與所述條形基板上的線路電性連接的至少一個LED晶片、以及用於封裝 所述LED晶片的填充膠體，其特徵在於還包括有與所述條形基板相互配 合、並形成腔體結構的條形透鏡，所述條形基板上設有注膠孔與排氣孔，所述填充膠體是通過所述注膠孔與排氣孔被封裝至所述腔體結構中。
上述的LED條形光源，其中所述條形基板上具有用於固定所述條形透 鏡的多個定位孔，所述條形透鏡的底部設有用於裝配至條形基板定位孔中的 多個定位柱。
上述的LED條形光源，其中所述填充膠體中混合有用於實現白光光源 的螢光粉。
上述的LED條形光源，其中所述條形透鏡可以是長條形平面結構、長
條形曲面結構或者平面與曲面組合的長條形結構。
上述的LED條形光源，其中所述條形透鏡與條形基板之間的腔體結構
是由一個空腔形成，並且所述條形透鏡具有一個空腔的內表面為平面狀。
上述的LED條形光源，其中所述條形透鏡與條形基板之間的腔體結構
是由多個空腔連通組成，並且所述條形透鏡具有多個空腔的內表面為多個內 陷球面狀。
上述的LED條形光源，其中所述注膠孔與所述排氣孔分別設置在所述
條形基板的相對兩端，並且位於所述條形透鏡與條形基板之間腔體結構的內'側。
一種LED條形光源的封裝方法，包括如下歩驟準備具有線路的條形基 板，在所述條形基板上設置注膠孔和排氣孔；在所述條形基板上安裝至少一 個LED晶片，並將所述LED晶片與條形基板上的線路電性連接；準備具有至 少一個空腔的條形透鏡，所述空腔的位置需保證能夠覆蓋所述LED晶片；將 所述條形透鏡安裝至所述條形基板安裝有LED晶片的一側，所述條形基板與 條形透鏡之間形成腔體結構；從所述條形基板底部的注膠孔將填充膠體注入 腔體結構中；以及待注膠完成後，將填充膠體硬化，即完成LED條形光源的 成型。
上述的LED條形光源的封裝方法，其中所述準備具有線路的條形基板 的步驟還包括在條形基板上加工多個定位孔，並且，在條形透鏡的準備過程 中，還包括有在條形透鏡上設置多個與定位孔相對應的定位柱，在將所述條 形透鏡安裝至所述條形基板上時，將條形透鏡的定位柱固定插入至條形基板 相應的定位孔中。
上述的LED條形光源的封裝方法，其中從所述條形基板底部的注膠孔 注入的膠體是混合有螢光粉的填充膠體。上述的LED條形光源的封裝方法，其中其特徵在於所述條形透鏡可加 工成長條形平面結構、長條形曲面結構或者平面與曲面組合的長條形結構。 上述的LED條形光源的封裝方法，其中所述條形透鏡的內表面可加工
成平面狀或者內陷球面狀的空腔。
本發明的LED條形光源及其封裝方法是通過條形基板與具有空腔的條形 透鏡相互配合從而形成腔體結構，並採用基板底部注膠的方式將填充膠體注 入腔體結構中，此種封裝能夠簡化生產工藝，降低生產成本，而且通過條形 透鏡與條形基板之間腔體結構的形狀限定填充膠體的形狀，可以提高LED條 形光源產品的一致性，並實現色度均勻。


為了易於說明，本發明由下述的較佳實施例及附圖作以詳細描述。
圖1為本發明LED條形光源的立體組合示意圖2為本發明LED條形光源的基板與透鏡的立體分解圖3為本發明一實施方式中LED條形光源的基板與熱沉的立體分解圖4為本發明一實施方式中LED條形光源的封裝方法流程圖。
具體實施例方式
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細描述-請參閱圖1與圖2所示，本發明的LED條形光源1包括條形基板2、多 個晶片3 、條形透鏡4以及填充膠體(未圖示)。
請結合圖2與圖3所示，所述基板2可為金屬線路板或者為裝配有熱沉 的普通線路板。在本實施方式中，是採用普通線路板嵌入熱沉6的條形光源 基板2,所述條形基板2上設有用於安裝晶片3的沉孔20，沉孔20的下孔 200直徑大於上孔201直徑。在每個沉孔20中皆固定設有一個用於散熱的熱 沉6，所述熱沉6呈臺階狀，並且其形狀與沉孔20的結構相匹配。熱沉6的 上表面可被衝壓形成凹陷部(未圖示)，並在凹陷部表面鍍銀即可形成反射 杯。所述晶片3固定設置在所述熱沉6的反射杯內，並通過內引線(未圖 示)與印刷在條形基板2上面的線路21相互連接。在本實施方式中，線路21 是印刷在條形基板2上，並設置在與條形透鏡4相接觸的一側，而晶片3與 熱沉6之間採用粘合劑粘接。當然，在其他實施方式中，晶片3與熱沉6之間可採用其他固定方式。 '
條形基板2的兩端分別具有用於固定LED條形光源1的螺絲定位孔22，' 並且在所述兩個螺絲定位孔22的內側分別設有注膠孔23與排氣孔24，所述注 膠孔23與排氣孔24皆為貫穿基板2的通孔。為了保證注入的膠體不被溢出， 注膠孔23與排氣孔24最好分別設置在條形基板2的相對兩端。條形基板2的 長邊兩側還具有用於固定條形透鏡4的定位孔25。
在本實施方式中，注膠孔23與排氣孔24的數量各為1個，定位孔25的數 量為3對，並且沉孔20與晶片3皆呈一字型排列。當然，在其他實施方式 中，注膠孔23、排氣孔24、定位孔25的數量可為其他數值，並且沉孔20與芯 片3可設置為單個或者多個，在具有多個時，可採用多種排列方式分布在條 形基板2上。
所述多個晶片3之間可採用串聯連接、並聯連接或者串聯與並聯的混合 連接方式實現。
條形透鏡4的底部邊緣部分41具有自底面向外延伸的定位柱40，用於安 裝至條形基板2的定位孔25中，所述定位柱40的數量與位置與條形基板2上 定位孔25的數量與位置相對應。在本實施方式中，所述定位柱40與透鏡4為 一體成型。條形透鏡4的底部中空(未圖示)，即自底部下表面向內凹陷形 成多個空腔，所述多個空腔分別與設置在條形基板2上的多個晶片3相對 應，在基板2與透鏡4的安裝完成後，二者之間通過多個空腔的相互連通而 形成密閉的腔體結構。
在本實施方式中，所述條形透鏡4為多曲面組合透鏡結構，並具有預定' 的曲率，從而可以使得光照射方向得以控制，而在其他實施方式中，條形透 鏡4可為長條形平面等其他結構，並且條形透鏡4的內表面可加工成一個平 面狀或者多個內陷球面狀的空腔。本發明的條形透鏡4可為透明環氧樹脂、 PVC 、 PC、有機玻璃等材料。
所述填充膠體中混合有螢光粉，用於實現LED白光光源，並且在本發明 實施方式中，所述晶片3為用於產生白光光源的藍光或紫外晶片。所述填充 膠體可為矽膠或者環氧樹脂等材質。填充膠體通過條形基板2上的注膠孔23 注入至透鏡4與基板2之間的腔體結構內，並通過排氣孔24將腔體結構內的 氣體排出。由於螢光粉的濃度及用量將影響到白光的顏色，因此通過透鏡^ 內腔體結構的形狀限制混有螢光粉的填充膠體的形狀，從而能夠實現LED條
7形光源1色度的一致性。
圖4所示為本發明一實施方式中LED條形光源封裝方法的流程圖，在木 實施方式中，是採用普通線路板嵌入熱沉的條形光源基板，其工藝流程如
下
在步驟S100，準備條形基板
製備具有多個沉孔結構20的條形基板2 ，條形基板2的表面印刷有保證 晶片3之間相互連接的線路21。在沉孔結構20及印刷線路21的外側採用孔加 工工藝製備注膠孔23、排氣孔24以及多對用於固定條形透鏡4的定位孔25。 其中，注膠孔23與排氣孔24的加工位置在透鏡4腔體結構的下方，並且注膠 孔23與排氣孔24分別加工在條形基板2的相對兩端。另外，需在條形基板2 的兩端加工有一對用於固定LED條形光源1的螺絲定位孔22。
在步驟SIOI，裝配熱沉
採用鍛壓的工藝，製作呈臺階狀的熱沉6，使得臺階狀的熱沉6恰好與 基板2上的沉孔結構20相匹配，並將熱沉6以粘接或過盈配合的方式裝配嵌 入基板2的沉孔結構20內。在本發明實施方式中，可將熱沉6的上表面向內 衝壓製成凹陷部，並在凹陷部表面鍍銀形成具有反射杯的熱沉6，從而提高 向前方的光的聚光性。
在步驟S102，安放晶片-
將多個晶片3採用粘合劑分別粘接在每個熱沉6的反射杯內，所述粘合 劑可為導電銀漿等粘合劑。待晶片3安放完成後，採用內引線(未圖示)將 晶片3的電極與基板2上的線路21電性連接。在其他實施方式中，如熱沉6 不具有反射杯，則可將晶片3直接固定在每個熱沉6上即可。
在步驟S103，準備條形透鏡 ，
製備具有多曲面組合的條形透鏡4 ，透鏡4自底面向內凹陷形成多個中' 空腔體，每個中空腔體的位置與裝配在基板2上晶片3的位置相對應。臨近 的兩個中空腔體之間需保證在與基板2的安裝完成後能夠順暢的導通填充膠 體。在透鏡4的底部邊緣部分41一體成型的加工有自底面向外延伸的定位柱 40。每個定位柱40的位置與數量需加工成與基板2上定位孔25的位置與數量 相對應，並且所述定位柱40的大小需保證適於插入所述定位孔25中。
在步驟S104，組裝條形透鏡與條形基板
將條形透鏡4上的定位柱40分別裝配至條形基板2的定位孔25中，從而在透鏡4與基板2之間形成了密閉的腔體結構。在本實施方式中，是採用熱
壓固定的方式將透鏡4與基板2牢固固定。 在步驟S105，注入膠體
將裝配好的條形透鏡4與條形基板2倒轉放置，即條形基板2的下表面 位於上方，條形透鏡3的上表面位於下方。將混有螢光粉的液態填充膠體通 過注膠設備(未圖示)或者採用人工方式從基板2底部的注膠孔23注入透鏡 4與基板2之間的腔體結構內。隨著所述填充膠體的注入，腔體結構內的空. 氣通過基板2底部另一側的排氣孔24排出。當填充膠體充滿整個排氣孔24 時，膠體的注入操作結束。
在步驟S106，硬化膠體
採用加熱的方式將混有螢光粉的填充膠體硬化，當然也可採用在自然環 境中硬化的方式實現。待硬化完成後，即完成了整個LED條形光源的封裝過程。
以上所述之具體實施方式
為本發明的較佳實施方式，並非以此限定本發 明的具體實施範圍，本發明的範圍包括並不限於本具體實施方式
，例如，條 形透鏡可被加工成長條形平面結構、透鏡表面呈曲面的形狀、或者透鏡表面 為曲面與平面相結合的形狀；條形基板也可不採用裝配熱沉的方式，而是將 晶片直接裝配在陶瓷基板或金屬線路板等其他基板上；凡依照本發明之形 狀、結構所作的等效變化均包含本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種LED條形光源，包括具有線路的條形基板、設置於所述條形基板上並與所述條形基板上的線路電性連接的至少一個LED晶片、以及用於封裝所述LED晶片的填充膠體，其特徵在於還包括有與所述條形基板相互配合、並形成腔體結構的條形透鏡，所述條形基板上設有注膠孔與排氣孔，所述填充膠體是通過所述注膠孔與排氣孔被封裝至所述腔體結構中。
2. 根據權利要求1所述的LED條形光源，其特徵在於，所述條形基板上具有用於固定所述條形透鏡的多個定位孔，所述條形透鏡的底部設有用於 裝配至條形基板定位孔中的多個定位柱。
3. 根據權利要求1所述的LED條形光源，其特徵在於，所述填充膠體 中混合有用於實現白光光源的螢光粉。
4. 根據權利要求1所述的LED條形光源，其特徵在於，所述條形透鏡 可以是長條形平面結構、長條形曲面結構或者平面與曲面組合的長條形結 構。
5. 根據權利要求4所述的LED條形光源的封裝方法，其特徵在於，所 述條形透鏡與條形基板之間的腔體結構是由一個空腔形成，並且所述條形透 鏡具有一個空腔的內表面為平面狀。
6. 根據權利要求4所述的LED條形光源，其特徵在於，所述條形透鏡 與條形基板之間的腔體結構是由多個空腔連通組成，並且所述條形透鏡具有 多個空腔的內表面為多個內陷球面狀。
7. 根據權利要求1所述的LED條形光源，其特徵在於，所述注膠孔與 所述排氣孔分別設置在所述條形基板的相對兩端，並且位於所述條形透鏡與 條形基板之間腔體結構的內側。
8. —種LED條形光源的封裝方法，其特徵在於，包括如下步驟 準備具有線路的條形基板，在所述條形基板上設置注膠孔和排氣孔； 在所述條形基板上安裝至少一個LED晶片，並將所述LED晶片與條形基板上的線路電性連接；準備具有至少一個空腔的條形透鏡，所述空腔的位置需保證能夠覆蓋所 述LED晶片；將所述條形透鏡安裝至所述條形基板安裝有LED晶片的一側，所述條形基板與條形透鏡之間形成腔體結構；從所述條形基板底部的注膠孔將填充膠體注入腔體結構中；以及 待注膠完成後，將填充膠體硬化，即完成LED條形光源的成型。
9. 根據權利要求8所述的LED條形光源的封裝方法，其特徵在於，所' 述準備具有線路的條形基板的步驟還包括在條形基板上加工多個定位孔，並 且，在條形透鏡的準備過程中，還包括有在條形透鏡上設置多個與定位孔相 對應的定位柱，在將所述條形透鏡安裝至所述條形基板上時，將條形透鏡的 定位柱固定插入至條形基板相應的定位孔中。
10. 根據權利要求8所述的LED條形光源的封裝方法，其特徵在於，從所述條形基板底部的注膠孔注入的膠體是混合有螢光粉的填充膠體。
11. 根據權利要求8所述的LED條形光源的封裝方法，其特徵在於，其 特徵在於所述條形透鏡可加工成長條形平面結構、長條形曲面結構或者平面 與曲面組合的長條形結構。
12. 根據權利要求8或11所述的LED條形光源的封裝方法，其特徵在T-，所述條形透鏡的內表面可加工成平面狀或者內陷球面狀的空腔。
全文摘要
一種LED條形光源，包括具有線路的條形基板，設置於所述條形基板上並與所述條形基板上的線路電性連接的至少一個LED晶片，用於封裝所述LED晶片的填充膠體，以及與所述條形基板相互配合併形成腔體結構的條形透鏡。在所述條形基板上設有注膠孔與排氣孔，所述填充膠體是通過注膠孔與排氣孔被封裝至所述腔體結構中。本發明的LED條形光源是通過與具有空腔的透鏡配合，並採用基板底部注膠的方式實現封裝結構，此種結構不但能夠簡化生產工藝，降低生產成本，而且能夠提高LED條形光源產品的一致性，並實現色度均勻。另外，本發明還提供一種製作所述LED條形光源的封裝方法。
文檔編號F21V5/00GK101576212SQ20081014182
公開日2009年11月11日 申請日期2008年9月5日 優先權日2008年9月5日
發明者餘彬海, 夏勳力, 李軍政 申請人:佛山市國星光電股份有限公司