[发明专利]LED照明单元及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED照明单元。此外，本发明还涉及一种上述类型的LED照明单元的制造方法。

背景技术

LED经过几十年的技术改良，其发光效率得到了较大的提升，并且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。同时，LED更加节能、环保并具有较长的使用寿命。LED灯具的使用寿命可达5至10年，可以大大降低灯具的维护费用，避免频繁换灯之苦。为此，LED照明设备已经被应用到当今的生产和生活中。然而，随着LED照明设备的广泛意义，其成本越来越受到人们的重视。而COB板上封装技术因其价格低廉、节约空间和工艺成熟的优点而被广泛地用于封装LED芯片。

通常的COB板上封装包括几种类型，一种是在金属芯印刷电路板或者陶瓷电路板上安装LED芯片，然而用围坝将LED芯片包围起来并在围坝限定的空间中填充混合有荧光体的封装材料。然而这种形式的封装是有缺点的，这是因为，围坝被模制成圆柱体，来自芯片的多数水平光线会经围坝发射至电路板，这降低了照明装置的效率。此外，围坝本身的反射率也较低。

另外的一种COB板上封装类型是为金属芯印刷电路板上的每个LED芯片单独地配备一个反射碗，而不适用围坝。然而这种类型的封装的缺点更加明显，这是因为在电路板上需要配备多个反射碗，这导致模制工序非常复杂并且不精确，进而导致照明装置出射的光线不均匀。此外，各个反射碗需要单独地占据一定的空间，这导致芯片的安装密度较低，进而降低了照明装置输出的光线的亮度。此外，这种类型的封装的成本相对较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种LED照明单元。根据本发明的LED照明单元采用COB板上封装技术进行封装，其围坝能够将入射到其上的光线朝向远离于芯片和电路板的方向反射，从而极大地提高了LED照明单元的发光效率，同时其成本低廉，生产简单。此外，本发明还提出了一种上述类型的LED照明单元的制造方法。

本发明的第一个目的通过一种LED照明单元由此实现，即该LED照明单元包括电路板；围坝，围坝包括在电路板上限定出芯片安装空间的壁；设置在芯片安装空间中的至少一个LED芯片；以及填充芯片安装空间的封装体，其中，在壁的面对LED芯片的内表面上形成有反射面，该反射面设计为将来自LED芯片的光线朝向远离于电路板的方向反射。来自LED芯片的光线的一部分会朝向围坝的方向发射，例如平行或近似平行于电路板的光线会照射到围坝上，而围坝上的反射面则能够将该部分光线朝向远离与电路板的方向反射，这样就不会有光线照射到电路板上或者反射回LED芯片，从而在最大程度上提高了LED照明单元的发光效率。

根据本发明提出，反射面设计为在远离于电路板方向上逐渐远离于光轴延伸的表面。当LED照明单元的LED芯片处于围坝圈起来的芯片安装空间中时，布置在壁上的反射面形成一种环形轮廓，而反射面在整体上近似于喇叭形，喇叭形的轮廓的直径较小的一侧布置在电路板上，从而使反射面能够将光线朝向远离与电路板的方向反射。

优选的是，作为反射面的表面为线性斜面。这种线性斜面没有复杂的构型，因此加工更加容易，进而成本更加低廉。

根据本发明提出，围坝的壁在经过LED照明单元的光轴的截面中具有梯形的轮廓，其中内表面形成为梯形的腰。通过简单的喷射注塑工艺即可形成围坝，改变注塑机的喷嘴形状即可简单地获得具有梯形截面的围坝。而将梯形的腰作为承载反射面的内表面，使得仅仅在内表面上喷涂薄薄的一层反射材料即可获得期望的反射面，这进一步简化了加工制造的工序。

优选的是，梯形为直角梯形，其中内表面为直角梯形的斜腰，围坝的外表面形成为直角梯形的直角腰。这种直角梯形的截面轮廓减少形成围坝的材料，降低了LED照明单元的成本。

有利的是，反射面相对于电路板的倾斜角度在大于0°并且小于90°的角度范围内。因为反射面形成为喇叭形，也就是说，在截面上看，该反射面是外倾的，也就是从电路板开始在远离于电路板的方向上逐渐远离于光轴倾斜，这样就可以确保光线被朝向远离于电路板的方向反射。此外，设计人员可以在制造LED照明单元时，在大于0°并且小于90°的角度范围内任意选择反射面相对于电路板的倾斜角度，从而对LED照明单元的光分布性能进行一定程度的调整。

进一步优选的是，内表面的表面涂覆有反射涂层，以形成反射面。通过简单地涂覆反射涂层可以在最大程度上简化反射面的制造工艺。当然，也可以采用在内表面上粘附另外的反射结构的方法来获得期望的反射面。

有利的是，反射涂层由AlGaAs基的DBR材料制成。当然，也可以采用其他适合的反射材料来形成反射涂层。