[发明专利]一种提高集成LED光源出光率的封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种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。

背景技术

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(1/n)＝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。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出了一种提高集成LED光源出光率的封装方法。

本发明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。

本发明的技术原理：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(1/n)＝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，本发明将集成封装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％。

本发明的有益效果：本发明将集成封装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

具体实施方式