一种提高集成LED光源出光率的封装方法技术

一种提高集成LED光源出光率的封装方法，LED芯片固晶于封装基板，阵列排布的LED芯片由金线串并联连接后由封装材料灌封封装，封装后的出光面为非平面结构，对应于每一个LED芯片封装材料由模具定型为突起状，整个封装面形成多个凸点阵列排布的出光面，每个LED芯片对应于一个弧面出光面，使LED芯片发射光的入射角控制在全反射临界角以内，有效控制全反射现象的发生，仅此技术可提高现有平面封装LED光源光效15％-20％，如此集成封装LED光源相对于单颗封装LED光源光效偏低的缺陷将不复存在，集成封装大功率LED灯具的成本优势，结构性能优势将更明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LED封装方法，确切地讲是一种改变出光面形状以提高集成LED 光源出光率的封装方法。
技术介绍
随着能源及环境问题的日益显现，节能产业及其产品越来越受到重视，半导体二 极管(LED)照明的节能效果已被公认，当前LED光源可分为单颗封装和多颗集成封装，单颗 封装LED光源时迄今为止应用最为广泛的一种模式，随着时间的推移，这种模式光源制作 的LED灯具诸如结构复杂、传热通道过长导致的散热困难、由此而导致LED光效和寿命均大 打折扣，这种情况下一些厂家开始尝试前期不被广泛看好的集成封装模式，通过一系列的 科学研究集成光源模式取得很大发展，例如在灯具结构、成本、导热通道等方面较传统单颗 封装光源及其应用灯具有着明显的优势，但就LED光源初始光通量而言，集成模式相较单 颗模式光效通常低10-15%，究其原因在于集成封装LED光源出光面采用平面结构，光由光 密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角时即会发生全反射而导致LED光源取光效率偏 低。常规使用的有机硅封装材料折射率约为1.5，空气折射率常视为1，因此有机硅封装材 料发生全发射的临界角为c =Arcsin(IAi) = Arcsin(1/1. 5) =42°，可见当LED芯片发 光角度大于42°时光线将很难射出，这导致集成封装LED光源光效低于单颗封装光源。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提出了 一种提高集成LED光源出光率的封装方法。本专利技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种提高集成LED光源出光率的封装方法，LED芯片固晶于封装基板，阵列排布的 若干LED芯片由金线串并联连接，再由封装材料灌封封装，对应于LED芯片封装材料由模具 定型为突起状，每个LED芯片对应于一个弧面出光面，使LED芯片发射光的入射角控制在全 反射临界角以内，整个封装面形成多个凸点阵列排布的出光面，其具体步骤如下封装基板制备封装基板由高导热金属或合金材料制成片状结构；LED芯片筛选选取规格型号相同的LED芯片备用；固晶固化将LED芯片阵列置于相应固晶位置由固晶材料固定固化；焊线将导线焊接于LED芯片两极形成串并联连接后连接于光源模组正负极；封装成型最后由封装材料整体灌封，封装材料由模具固化形成带阵列排布凸点 的出光面。所述的封装基板由高导热金属或合金制成片状结构，固晶区域为平面或凹凸结 构。所述的封装材料为树脂材料、有机硅材料或透明陶瓷材料。本专利技术的技术原理光由光密介质射向光疏介质时，入射角增大到某一数值时， 折射角将达到90°，此时光疏介质中将不出现折射光线，入射角大于上述数值时即会发生全反射。通常使用的有机硅封装材料折射率约为1.5，空气折射率常视为1，因此有机硅封 装材料发生全发射的临界角为c =Arcsin(IAi) = Arcsin(1/1. 5) =42°，可见当LED 芯片发光角度大于42°时光线将很难射出，这也导致集成封装LED光源光效低于单颗封 装光源，本专利技术将集成封装LED光源出光面制作成带有多个突起的非平面结构，单个芯片 对应于出光面设置为凸弧曲面，从LED芯片发出的光线相对于弧面的入射角将控制在较 小的范围内，如此可减少全发射发生的机率，仅此技术可提高现有平面封装LED光源光效 15% -20%。本专利技术的有益效果本专利技术将集成封装LED光源出光面制作成带有多个突起的非 平面结构，各个曲面对应一个LED光源芯片，尽量减少全发射发生的机率，仅此技术可提高 现有平面封装LED光源光效15 % -20 %，如此集成封装LED光源相对于单颗封装LED光源光 效偏低的缺陷将不复存在，集成封装大功率LED灯具的成本优势，结构性能优势将更明显。附图说明图1为平面封装光线出射示意图；图2为曲面封装光线出射示意图；图3为改进型曲面封装光线出射示意图。附图中所指图例1、封装基板2、LED芯片3、封装材料4、出光面5、出射光6、临界光7、反射光8、临界角具体实施例方式如图1所示传统集成封装LED光源LED芯片2固晶于封装基板1，金线焊接连接 后由封装材料3封装，出光面4设置为平面结构，由图可见当光线入射角小于临界角8时光 可从封装材料折射进入空气，这部分光即为可利用的出射光5，当光线入射角恰为临界角8 时光的折射角为90°，此时光疏介质中将不出现折射光线，入射角大于临界角8时即会发 生全反射，LED发出的光将反射而被光源内部吸收，这部分光得不到利用，这是现有集成封 装LED光源光效低于单颗封装光源光效的主要原因。如图2所示一种提高集成LED光源出光率的封装方法，LED芯片固晶于封装基 板，阵列排布的若干LED芯片由金线串并联连接，再由封装材料灌封封装，其创新点在于对 应于LED芯片封装材料由模具定型为突起状，每个LED芯片对应于一个弧面出光面，使LED 芯片发射光的入射角控制在全反射临界角以内，整个封装面形成多个凸点阵列排布的出光 面，其具体做法如下封装基板制备封装基板由高导热金属或合金材料制成片状结构；LED芯片筛选选取规格型号相同的LED芯片备用；固晶固化将LED芯片阵列置于相应固晶位置由固晶材料固定固化；焊线将导线焊接于LED芯片两极形成串并联连接后连接于光源模组正负极；封装成型最后由封装材料整体灌封，封装材料由模具固化形成带阵列排布凸点 的出光面，封装材料为树脂材料、有机硅材料或透明陶瓷材料。如图3所示为改进型结构，将封装基板制成片状结构，固晶区域设置凸台结构，4将LED芯片固晶于凸台面上，再设计适当的出光面可进一步减少全反射。权利要求1.一种提高集成LED光源出光率的封装方法，LED芯片固晶于封装基板，阵列排布的若 干LED芯片由金线串并联连接，再由封装材料灌封封装，其特征在于对应于LED芯片封装 材料由模具定型为突起状，每个LED芯片对应于一个弧面出光面，使LED芯片发射光的入射 角控制在全反射临界角以内，整个封装面形成多个凸点阵列排布的出光面，其具体步骤如 下封装基板制备封装基板由高导热金属或合金材料制成片状结构； LED芯片筛选选取规格型号相同的LED芯片备用； 固晶固化将LED芯片阵列置于相应固晶位置由固晶材料固定固化； 焊线将导线焊接于LED芯片两极形成串并联连接后连接于光源模组正负极； 封装成型最后由封装材料整体灌封，封装材料由模具固化形成带阵列排布凸点的出 光面。2.根据权利要求1所述的一种提高集成LED光源出光率的封装方法，其特征在于所 述的封装基板由高导热金属或合金制成片状结构，固晶区域为平面或凹凸结构。3.根据权利要求1所述的一种提高集成LED光源出光率的封装方法，其特征在于所 述的封装材料为树脂材料、有机硅材料或透明陶瓷材料。全文摘要一种提高集成LED光源出光率的封装方法，LED芯片固晶于封装基板，阵列排布的LED芯片由金线串并联连接后由封装材料灌封封装，封装后的出光面为非平面结构，对应于每一个LED芯片封装材料由模具定型为突起状，整个封装面形成多个凸点阵列排布的出光面，每个LED芯片对应于一个弧面出光面，使LED芯片发射光的入射角控制在全反射临界角以内，有效控制全反射现象的发生，仅此技术可提高现有平面封装LED光源光效15％-20％，如此集成封装LED光源相对于单颗封装LED光源光效偏低的缺陷将不复存在，集成封装大本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种提高集成ＬＥＤ光源出光率的封装方法，ＬＥＤ芯片固晶于封装基板，阵列排布的若干ＬＥＤ芯片由金线串并联连接，再由封装材料灌封封装，其特征在于：对应于ＬＥＤ芯片封装材料由模具定型为突起状，每个ＬＥＤ芯片对应于一个弧面出光面，使ＬＥＤ芯片发射光的入射角控制在全反射临界角以内，整个封装面形成多个凸点阵列排布的出光面，其具体步骤如下：封装基板制备：封装基板由高导热金属或合金材料制成片状结构；ＬＥＤ芯片筛选：选取规格型号相同的ＬＥＤ芯片备用；固晶固化：将ＬＥＤ芯片阵列置于相应固晶位置由固晶材料固定固化；焊线：将导线焊接于ＬＥＤ芯片两极形成串并联连接后连接于光源模组正负极；封装成型：最后由封装材料整体灌封，封装材料由模具固化形成带阵列排布凸点的出光面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金鹿，缪应明，
申请(专利权)人：黄金鹿，
类型：发明
国别省市：32