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CN103633229A - 发光二极管模组及其制造方法 - Google Patents

发光二极管模组及其制造方法 Download PDF

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张简千琳
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Zhanjing Technology Shenzhen Co Ltd
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Abstract

一种发光二极管模组，包括基板、设于基板内的发光芯片及固定于基板上并包覆所述发光芯片的透镜，所述透镜具有自基板外凸的弧形顶面及与基板贴设的底面，经过所述顶面与底面的交线上的一点的切面与经过该点并垂直基板的直线之间形成一接触角，所述接触角的角度小于等于60度。与现有技术相比，本发明中，因透镜直接形成在基板上，从而省去了透镜与基板的粘胶，进而避免了粘胶因和透镜的折射率不同而使发光芯片发出的光被粘胶反射回光学透镜内的情况，从而提高了光的提取效率。本发明还包括所述发光二极管的制造方法。

Description

发光二极管模组及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光元件，尤其涉及一种发光二极管模组及其制造方法。
背景技术
传统的发光二极管（LED）的制造过程中，通常都是在固晶和焊线步骤之后在基板上盖上光学透镜来封装发光芯片，然后在透镜内填充粘胶并烘烤光学透镜来使光学透镜粘结在基板上。然而，将光学透镜粘结在基板上来封装发光芯片的这种方法所形成的LED的光损耗是很严重的。因为粘胶和透镜的折射率通常都不一样，光在粘胶和光学透镜的界面会发生反射而使部分光线不能穿过粘胶与光学透镜向外出射；同时，又由于光学透镜的折射率和空气的折射率差别很大，在光学透镜和空气的界面也会使一部分光反射回光学透镜，如此，发光芯片所发出的光就有很大一部分损失在器件内部，使LED的光提取效率降低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种高出光效率的发光二极管封装结构及其制造方法。
一种发光二极管模组，包括基板、设于基板内的发光芯片及形成于基板上并包覆所述发光芯片的透镜，所述透镜具有自基板外凸的弧形顶面及与基板贴设的底面，经过所述顶面与底面的交线上的一点的切面与经过该点并垂直基板的直线之间形成一接触角，所述接触角的角度小于等于60度。
一种发光二极管模组的制造方法，包括如下步骤：
提供基板，并在所述基板的一侧表面形成挡圈；
提供发光芯片，并将所述发光芯片设于基板上并收容于所述挡圈内；
提供胶体，将胶体注入所述挡圈内并包裹所述发光芯片；
烘干所述围胶圈内的胶体，从而使其形成位于基板上的透镜，所述透镜具有自基板外凸的弧形顶面及与基板贴设的底面，经过所述顶面与底面的交线上的一点的切面与经过该点并垂直基板的直线之间形成一接触角，所述接触角的角度小于等于60度。
与现有技术相比，本发明中，因透镜直接形成在基板上，从而省去了透镜与基板的粘胶，进而避免了粘胶因和透镜的折射率不同而使发光芯片发出的光被粘胶反射回光学透镜内的情况，从而提高了光的提取效率。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明的发光二极管封装结构的剖视图。
图2为图1所示发光二极管封装结构的去除封装体及透镜后的立体图。
主要元件符号说明
发光二极管模组 1
基板 10
收容孔 11
发光芯片 20
封装体 30
填充部 31
凸设部 33
围圈 40
透镜 50
挡圈 60
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本发明所述的发光二极管模组1包括一基板10、收容于基板10的三发光芯片20、分别覆盖三发光芯片20的三封装体30、分别圈设三封装体30的三围圈40、围设并包覆三封装体30的一透镜50及圈设所述透镜50的一挡圈60。
所述基板10为一厚度均匀的板体，其上端铺设有与发光芯片20电性连接的电路结构（图未示）。所述基板10的顶面中部向下凹陷形成有三间隔的收容孔11用以收容所述三发光芯片20于其内。所述基板10可为导热性能良好的陶瓷体、PCB板等板体。在本实施例中，所述基板10为塑胶板体。所述每一收容孔11呈圆管状，其内径自基板10的顶面朝向底面逐渐递减。于本实施例中，所述三收容孔11均匀的排布在所述基板10上，同一水平面上，所述三收容孔11的圆心的连线形成一正三角形。三发光芯片20分别收容于所述三收容孔11的底端中部。每一发光芯片20向上凸伸的高度远小于收容孔11的深度。
每一封装体30包括一填充部31及自填充部31凸伸的一凸设部33。所述填充部31呈圆台状，其形状与尺寸与相应的收容孔11对应，用以填满相应的收容孔11并将收容孔11底端的发光芯片20收容于其底端中部。所述凸设部33呈半球状，凸设于基板10外且其底端与基板10的顶面平齐。
每一围圈40为自基板10顶面垂直向上凸伸的一圆环，其由疏水材料制成，内径大致等于每一封装体30的凸设部33的底端的最大直径。所述围圈40自基板10向上凸伸的高度远小于封装体30的凸设部33的高度。所述围圈40圈设封装体30凸设部33的底端。
所述挡圈60也为自基板10顶面垂直向上凸伸的一圆环，其由疏水材料制成，内径大致等于透镜50的底端的直径。所述挡圈60自基板10向上凸伸的高度等于围圈40自基板10向上凸伸的高度且远小于透镜50的高度。所述挡圈60圈设透镜50的底端。所述挡圈60及围圈40自基板10顶面向上凸设的距离相等，小于150微米。
所述透镜50为透明或半透明半球体，将所述三封装体30包覆于其内侧中部。所述发光芯片20发出的光经所述透镜50混合后均匀向外发散。所述透镜50具有顶面51及底面53，所述顶面51为自基板10外凸的弧形。所述底面53凹凸不平，其对应封装体30的凸设部33的部分向内凹进形成与凸设部33的外表面配合的弧面，而对应挡圈60的外围部分则凹陷贴设于挡圈60上，对应基板10的部分则形成平面贴设于基板10上。当然，当未设置挡圈60时，所述底面53的外围部分则不凹陷而与贴设于基板10的其他部分平齐并同样也贴设于基板10上，此时，所述弧形的顶面51直接延伸至基板10处。经过所述顶面51与底面53的交线上的一点的切面与经过该点并垂直所述基板10的直线之间形成一接触角Θ，所述夹角Θ越小，所述发光芯片20发出的光线在透镜50与空气的接触面处的向透镜50内反射的机率越小，从而使所述发光芯片20的出光效率的越高。在本实施例中，夹角Θ的角度小于等于60度，以保障发光芯片20发出的光线尽可能的自透镜50出射，进而增加发光二极管模组1的亮度。本发明的发光二极管模组1的制造方法包括以下步骤：
提供如图1所示的上述基板10、围圈40及挡圈60，并将围圈40固定在基板10顶面上对应收容孔11处，将挡圈60固定在基板10顶面并将所述三围圈40位于其中部；
提供所述三发光芯片20，并将发光芯片20分别放置于相应收容孔11的底端中部；
提供若干胶体，并将这些胶体分别注满所述收容孔11、围圈40及挡圈60；
烘干所述胶体，使所述围圈40及收容孔11内的胶体形成包覆所述发光芯片20的封装体30、挡圈60内、封装体30外的胶体形成包覆所述封装体30的透镜50，如此，发光二极管模组1制造完成。
所述胶体可由纯硅胶或掺杂有荧光粉的硅胶材料构成，这些掺杂的荧光粉可以是单独的一种粉体也可由多种粉体混合形成。
本发明中，因透镜50直接形成在基板10上，从而省去了粘结透镜50与基板10的粘胶，进而避免了粘胶因和透镜50的折射率不同而使发光芯片20发出的光被粘胶反射回封装体30的情况，从而提高了光的提取效率。同时，又由于透镜50具有小的夹角Θ，使发光芯片20发出的光线在透镜50与空气的接触面处向透镜50内反射的机率越小，如此，进一步增强了光的提取率并同时提高发光二极管模组1的亮度。
可以理解的，本发明中的三发光芯片20可为发出不同颜色光的芯片或发出同色光的芯片，只要其能够与封装体30配合满足具体的发光要求即可。

Claims (10)

1.一种发光二极管模组，包括基板、设于基板内的发光芯片及形成于基板上并包覆所述发光芯片的透镜，其特征在于：所述透镜具有自基板外凸的弧形顶面及与基板贴设的底面，经过所述顶面与底面的交线上的一点的切面与经过该点并垂直基板的直线之间形成一接触角，所述接触角的角度小于等于60度。
2.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：所述透镜为半球体。
3.如权利要求1所述的发光二极管模组，其特征在于：所述基板上自顶面向下凹陷形成有三间隔的收容孔，所述芯片分别收容在相应的收容孔内。
4.如权利要求3所述的发光二极管模组，其特征在于：同一水平面上，所述三收容孔的圆心的连线形成一正三角形。
5.如权利要求3所述的发光二极管模组，其特征在于：所述每一收容孔呈圆管状，其内径自基板的顶面朝向底面逐渐递减。
6.如权利要求3所述的发光二极管模组，其特征在于：还包括位于所述透镜内、固定于收容孔中并包括所述发光芯片的三封装体。
7.如权利要求6所述的发光二极管模组，其特征在于：每一封装体包括位于收容孔内的填充部及自填充部延伸并位于基板上的凸设部。
8.一种发光二极管模组的制造方法，包括如下步骤：
提供基板，并在所述基板的一侧表面形成挡圈；
提供发光芯片，并将所述发光芯片设于基板上并收容于所述挡圈内；
提供胶体，将胶体注入所述挡圈内并包裹所述发光芯片；
烘干所述围胶圈内的胶体，从而使其形成位于基板上的透镜，所述透镜具有自基板外凸的弧形顶面及与基板贴设的底面，经过所述顶面与底面的交线上的一点的切面与经过该点并垂直基板的直线之间形成一接触角，所述接触角的角度小于等于60度。
9.如权利要求8所述的发光二极管模组的制造方法，其特征在于：所述基板上进一步设有位于挡圈内的围圈，所述胶体注入围圈并烘干后形成有位于所述透镜内且包覆发光芯片的封装体。
10.如权利要求8所述的发光二极管模组的制造方法，其特征在于：所述胶体为由掺杂有荧光粉的硅胶材料或纯硅胶材料构成。
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