一种LED光源的制作方法

一种led光源
技术领域
1.本发明涉及led技术领域，更具体的说是涉及一种led光源。


背景技术：

2.当前，许多公司开发的led都是以提高led的光通量为目的，其出光腔体所在的内表面一般为上大下小的喇叭状结构，这种结构中，芯片一般位于出光腔体的底面，出光面位于喇叭口的上面，出光面的面积比底面面积要大。
3.这种结构虽然能够提高led的光通量，但由于其出光面的面积比底面更大，在相同的出光量下，其出光口的亮度要比腔体表面垂直于底面这种腔体结构的出光口亮度要低。此外，现有大多数led，其光谱中绿色和红色在光谱中所占的成分很低，导致led的光谱有明显的缺失，led显色性差，不能满足交通信号灯对于颜色的要求。


技术实现要素：

4.为了解决目前led存在的上述问题，本发明提供一种led光源，具有较高的光学亮度，芯片为多种发光颜色的芯片组合，硅胶中有荧光粉，led发出的白光，其光谱具有红、黄、绿、蓝的光谱成分，相对于普通的led，本发明的led所发出的光，具有较强的绿光光谱和红光光谱，可以满足交通信号灯对于颜色的要求。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种led光源，包括绝缘基板和led芯片组，在绝缘基板上安装有出光腔体，出光腔体内部具有空腔且顶部具有出光口，led芯片组固定在出光腔体的底部，出光口的面积等于或小于出光腔体的底部的面积，出光口的正投影在出光腔体的底部设置，在led芯片组上部的出光腔体内填充有硅胶与荧光粉的混合物，所述led芯片组与设置在出光腔体外部的基板上的焊盘电连接。
7.在本发明中，我们设计和开发了一种具有出光腔体的led结构，其出光腔体的出光口的面积等于或小于出光腔体的底部的面积。在这样的结构中，由于出光腔体的出光面和底面具有一样的面积大小，所以其出光面的具有较高的光学亮度。在实施中，为提高出光面的亮度，也可以将出光腔体出光面的面积设计得比底面还小，这样的方法也可以提高出光面的亮度，但是这样的方法在led的封装工艺上存在一定的困难。在本发明中，芯片为多种发光颜色的芯片组合，硅胶中有荧光粉，led发出的白光，其光谱具有红、黄、绿、蓝的光谱成分，相对于普通的led，本发明的led所发出的光，具有较强的绿光光谱和红光光谱，可以满足交通信号灯对于颜色的要求。
8.进一步的，所述绝缘基板为陶瓷基板，所述出光腔体的底部为敞口，在出光腔体底部的陶瓷基板上表面设有上线路层内部区域，所述led芯片组连接在上线路层内部区域，在出光腔体外部的陶瓷基板的上表面设有上线路层外部区域，在陶瓷基板的下表面设有下线路层，每个led芯片组分别至少对应两个相互独立的上线路层外部区域、两个相互独立的下线路层和四个相互独立的在陶瓷基板上设置的过孔金属线，每个下线路层的一端通过过孔
金属线和上线路层外部区域连接，下线路层的另一端通过过孔金属线和上线路层内部区域连接。
9.进一步的，所述出光腔体的侧壁和绝缘基板垂直，在出光腔体的中部设有垂直于绝缘基板设置的反光隔板，所述反光隔板将出光腔体分隔成两个独立的子出光腔体，每个子出光腔体内分别设有一个led芯片组，在led芯片组上部的子出光腔体内填充有硅胶与荧光粉的混合物。
10.进一步的，所述出光腔体由铝板、不锈钢板或铝合金板组成；所述反光隔板由铝板、不锈钢板或铝合金板组成；所述出光腔体和反光隔板的连接方式为焊接或一体成型。
11.进一步的，每个子出光腔体的长度和宽度均不超过9mm；两个子出光腔体中心点之间的距离不超过6mm。
12.进一步的，在所述陶瓷基板的下部固设有绝缘垫板。
13.进一步的，绝缘基板在与每个子出光腔体相对的位置上开设有贯穿的第一透光孔，绝缘垫板在与所述第一透光孔相对的位置上开设有贯穿的第二透光孔。
14.进一步的，所述led芯片组包括红色芯片组和蓝色芯片组，其中，红色芯片组集中在一起，且位于led芯片组的中间，蓝色芯片组分别位于红色芯片组的两侧。
15.进一步的，所述led芯片组包括红色芯片组和蓝色芯片组，其中，红色芯片组集中在一起，且位于led芯片组的一侧，蓝色芯片组集中在一起，且位于led芯片组的另一侧。
16.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
17.1、本发明结构新颖，实用性强；本发明提供的led光源的出光腔体的出光口的面积等于或小于出光腔体的底部的面积。在这样的结构中，由于出光腔体的出光面和底面具有一样的面积大小，所以其出光面的具有较高的光学亮度。
18.2、本发明的led芯片组包括红色芯片组和蓝色芯片组，其中，红色芯片组集中在一起，且位于led芯片组的中间，蓝色芯片组分别位于红色芯片组的两侧。硅胶中有荧光粉，红色芯片组和蓝色芯片组发出的光以及经过荧光粉转换所发出的光混合成白光，各种混合光经过垂直于基板表面的金属内腔体的反射后，在出光腔体的上表面可以形成颜色和亮度都可以满足交通信号灯所要求的发光面。
附图说明
19.图1是本发明的一种led光源的剖面图；
20.图2是本发明的一种led光源的俯视图。
21.图中标记：1-陶瓷基板，2-led芯片组，3-金属导线，4-金属铝框，5-硅胶与荧光粉的混合物，1.1-上线路层内部区域，1.2-过孔金属线，1.3-下线路层，1.4-上线路层外部区域，1.5-绝缘垫板，1.5.1～1.5.4-焊盘，1.6-第一透光孔，10.6-第二透光孔，4.1-反光隔板，6-螺钉，1.7-固定孔位。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
23.实施例:
24.如图1和2所示，一种led光源，包括绝缘基板和led芯片组2，在绝缘基板上安装有出光腔体，出光腔体内部具有空腔且顶部具有出光口，led芯片组2固定在出光腔体的底部，出光口的面积等于或小于出光腔体的底部的面积，出光口的正投影在出光腔体的底部设置，在led芯片组2上部的出光腔体内填充有硅胶与荧光粉的混合物5，所述led芯片组2与设置在出光腔体外部的基板上的焊盘1.5.1～1.5.4电连接。
25.在本发明中，我们设计和开发了一种led光源结构，其出光腔体的出光口的面积等于或小于出光腔体的底部的面积。在这样的结构中，由于出光腔体的出光面和底面具有一样的面积大小，所以其出光面的具有较高的光学亮度。在实施中，为提高出光面的亮度，也可以将出光腔体出光面的面积设计得比底面还小，这样的方法也可以提高出光面的亮度，但是这样的方法在led的封装工艺上存在一定的困难。在本发明中，芯片为多种发光颜色的芯片组合，硅胶中有荧光粉，led发出的白光，其光谱具有红、黄、绿、蓝的光谱成分，相对于普通的led，本发明的led所发出的光，具有较强的绿光光谱和红光光谱，可以满足交通信号灯对于颜色的要求。
26.在本实施例中，所述绝缘基板为陶瓷基板1，所述出光腔体的底部为敞口，在出光腔体底部的陶瓷基板上表面设有上线路层内部区域1.1，所述led芯片组2连接在上线路层内部区域1.1，在出光腔体外部的陶瓷基板1的上表面设有上线路层外部区域1.4，在陶瓷基板1的下表面设有下线路层1.3，每个led芯片组2分别至少对应两个相互独立的上线路层外部区域1.4、两个相互独立的下线路层1.3和四个相互独立的在陶瓷基板上设置的过孔金属线1.2，通常情况下，每个led芯片组2分别对应两个相互独立的上线路层外部区域1.4和两个相互独立的下线路层1.3，而在陶瓷基板上设置的相互独立的过孔金属线1.2可以多余4个，过孔金属线1.2也可以用于led芯片组2中各芯片的连接。
27.每个下线路层1.3的一端通过过孔金属线1.2和上线路层外部区域1.4连接，下线路层1.3的另一端通过过孔金属线1.2和上线路层内部区域1.1连接。
28.所述出光腔体由铝板、不锈钢板或铝合金板组成；所述反光隔板4.1由铝板、不锈钢板或铝合金板组成；所述出光腔体和反光隔板4.1的连接方式为焊接或一体成型。本实施例中在陶瓷基板1的上下两侧设置线路层是因为出光腔体采用内表面具有高反射率的铝板、不锈钢板或铝合金板组成，为了避免短路而引起led损坏，且在本实施例中，焊盘1.5.1～1.5.4就是上线路层外部区域1.4，每两个焊盘1.5.1～1.5.4上加载一个电压，可控制一个发光单元。且如附图1所示，本实施例的下线路层1.3在过孔金属线1.2的一端连续设置，这样做的好处是可以通过下路层连接在pcb板上给电。
29.在本实施例中，所述出光腔体的侧壁和绝缘基板垂直，在出光腔体的中部设有垂直于绝缘基板设置的反光隔板4.1，所述反光隔板4.1将出光腔体分隔成两个独立的子出光腔体，反光隔板4.1可阻止一个子出光腔体的光进入另一子出光腔体。每个子出光腔体内分别设有一个led芯片组2，在led芯片组2上部的子出光腔体内填充有硅胶与荧光粉的混合物5。在所述陶瓷基板的下部固设有绝缘垫板1.5。绝缘垫板1.5的作用是防止led灯在安装时，绝缘基板下表面的下线路层1.3和安装面上的导体接触发生短路，绝缘垫板1.5主要起到一个绝缘保护的作用。绝缘垫板1.5为陶瓷垫板。每个子出光腔体内的led芯片组2均至少对应两个相互独立的上线路层外部区域1.4、两个相互独立的下线路层1.3和四个相互独立的在
陶瓷基板上设置的过孔金属线1.2，通常情况下，每个led芯片组2分别对应两个相互独立的上线路层外部区域1.4和两个相互独立的下线路层1.3，而在陶瓷基板上设置的相互独立的过孔金属线1.2可以多余4个，过孔金属线1.2也可以用于led芯片组2中各芯片的连接。在这样的结构中，两个子出光腔体内的led芯片组2可以独立进行开关控制。
30.在本实施例中，硅胶与荧光粉的混合物5具体为：硅胶a胶：硅胶b胶：荧光黄粉：荧光红粉的用量比例为：0.122：0.122:0.01716:0.00143，具体的用量，也可以根据实际情况进行微调，混合均匀后，然后通过热固化的方式固化硅胶。这个比例制作的硅胶与荧光粉的混合物5能使得红色芯片组和蓝色芯片组发出的光以及经过荧光粉转换所发出的光混合成白光，各种混合光经过垂直于基板表面的金属内腔体的反射后，在出光腔体的上表面可以形成颜色和亮度都可以满足交通信号灯所要求的发光面。
31.在本实施例中，每个子出光腔体的长度和宽度均不超过9mm；两个子出光腔体中心点之间的距离不超过6mm。
32.在本实施例中，绝缘基板在与每个子出光腔体内的led芯片组2相对的位置上开设有贯穿的第一透光孔1.6，绝缘垫板1.5在与所述第一透光孔1.6相对的位置上开设有贯穿的第二透光孔10.6。这样做的好处是，具有两个子出光腔体的led灯在工作时，其中一个子出光腔体内的led芯片组2发光工作，其产生的光亮可以通过第一透光孔1.6以及第二透光孔10.6透射绝缘基板背面，绝缘基板的背面可以设置亮度传感器，用于探测正面led芯片组2发出光的相对强度。当在我们的发明中，两个led芯片组2各有一个对应的第一透光孔1.6和第二透光孔10.6，对于第一透光孔1.6和第二透光孔10.6来说，两个led芯片组2发出的光相互独立，即是说一个led芯片组发出的光不会影响探测器通过第一透光孔1.6和第二透光孔10.6探测另一个led芯片组发出的光。当亮度传感器探测到当前的led芯片组发出的光的强度减弱或消失，则通过外部电路控制另一个子出光腔体内的led芯片组发光工作，满足无缝对接使用的光照需求。
33.在本实施例中，所述led芯片组2包括红色芯片组和蓝色芯片组，其中，红色芯片组集中在一起，且位于led芯片组2的中间，蓝色芯片组分别位于红色芯片组的两侧。芯片与芯片之间以及芯片和陶瓷基板1的上线路层内部区域1.1之间的电气连接通过金属导线3进行连接；陶瓷基板1的上线路层内部区域1.1、陶瓷基板1的上线路层外部区域1.4和陶瓷基板1的下线路层1.3之间的电气连接通过过孔金属线1.2进行连接，所述金属导线3为金线、银线、或者铜线，如果采用倒装芯片，则芯片与陶瓷基板1之间的电气连接可以通过金属焊料的方式来实现。led芯片组2发出的光，可以部分被硅胶与荧光粉的混合物5里面的荧光粉吸收，进而一部分光芯片发出的光可转化成其他波长的光。
34.这种结构的led光源，其光谱中有较强的红、黄、绿、蓝的光谱成分。且其发光单元表面的亮度较高，两个发光单元led芯片组2发出的光相互独立。这里说的发光单元指的是硅胶与荧光粉的混合物5和led芯片组形成的组合单元。通过陶瓷基板1和陶瓷垫板的固定孔位1.7，可以通过螺钉6将led和陶瓷垫板固定在散热器上。
35.当然，所述led芯片组2的红色芯片组和蓝色芯片组也可以以另外一种排列组合设置，即红色芯片组集中在一起，且位于led芯片组的一侧，蓝色芯片组集中在一起，且位于led芯片组的另一侧。此种结构排列，其发光单元表面的亮度没有红色芯片组设置在中间的结构效果好。
36.本发明的led具体制作步骤如下：
37.在上线路层内部区域1.1上，通过固晶的方式，将led芯片组2固定在上线路层内部区域1.1上，然后通过焊线的方式，将芯片与芯片以及芯片与上线路层内部区域1.1之间进行电气连接。然后在上线路层内部区域1.1和上线路层外部区域1.4之间固定金属铝框4，金属铝框4可以通过胶水粘结或者焊接的方式固定在陶瓷基板1上。固定好金属铝框4后，分别在金属铝框4的两个子出光腔体内内注入一定量的硅胶与荧光粉的混合物5，然后通过热固化的方式固化硅胶。
38.硅胶固化完全后，可以制作一个尺寸和陶瓷基板1相同的陶瓷垫板，在陶瓷基板1上设有第一透光孔1.6，在陶瓷垫板的相应位置具有第二透光孔10.6。通过螺钉6可以将陶瓷基板1以及陶瓷垫板锁定在散热器上。陶瓷基板1的正面具有四个焊盘1.5.1～1.5.4即焊盘1.5.1、1.5.2、1.5.3和1.5.4，通过在焊盘1.5.1和1.5.2上加载一个电压，可以点亮一个led芯片组，通过在焊盘1.5.3和1.5.4上加载一个电压，可以点亮另一个led芯片组。led各led芯片组2发出的光可以通过第一透光孔1.6和第二透光孔10.6透射到基板的背面去。
39.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。