CN201589092U - 一种发矩形光斑的led光源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发矩形光斑的LED光源模块，其主要由金属芯PCB基板、LED芯片和封装胶体组成。其中，封装胶体具有一体成型、由多个花生仁状曲面组合而成的光学透镜结构，无需借助传统的二次光学透镜，便可以直接提供矩形光斑，大大简化了器件结构和生产成本；金属芯PCB基板设置有多个安放LED芯片的芯片安放部，每个芯片安放部是贯通绝缘层、以金属板为底的杯体，LED芯片工作时产生的热量能够直接通过与其接触的金属板传递至外界。因此，与传统LED芯片直接安装在有绝缘层隔离的金属芯PCB基板或者LED器件直接安装在金属芯PCB基板的光源模块相比，本实用新型提供的LED光源模块具有更好的散热效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光源模块，尤其涉及一种能够发矩形光斑的LED光源模块。
背景技术
发光二极管(LED)已经成为新一代绿色固态光源，逐渐进入通用照明领域，其中路灯已成为LED应用的热点。为了提供矩形光斑，LED路灯设计者通常将二次光学透镜安装在LED光源上。然而，二次光学透镜对光有衰减作用，大大降低了LED路灯的发光效率。
另外，目前LED路灯采用的LED光源模块主要有两种工艺路线：一是将多个LED器件安装在线路板上的光源模块；二是直接将LED芯片封装在散热基板上的光源模块。工艺路线一不能解决LED点光源问题，且将LED元器件直接安装在线路基板上，不利于热量的散失，影响器件寿命和发光效率。目前，工艺路线二采用的散热基板多为金属芯PCB板。虽然金属芯PCB板比普通PCB板有更好的散热效果，但是LED芯片的直接接触面与金属板之间存在导热效果差的绝缘层隔离。因此，即使是超高导热金属芯PCB板的导热系数也仅为5～10W/mK，不能满足多芯片封装的散热要求。
因此，有必要研究一种无需借助二次光学即可提供矩形光斑、且散热效果佳的LED光源模块，满足LED路灯的应用要求。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅无需借助二次光学即可提供矩形光斑，而且散热效果好、出光效率高的发矩形光斑的LED光源模块。
本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种发矩形光斑的LED光源模块，包括一金属芯PCB基板、安放在所述金属芯PCB基板的多个LED芯片、连接所述LED芯片电极与金属芯PCB基板以实现电性连接的金属引线、以及覆盖所述LED芯片和金属芯PCB基板的封装胶体。其中，所述金属芯PCB基板设置有多个芯片安放部，至少一个LED芯片安装在芯片安放部上，所述封装胶体具有一体结构，在各个芯片安放部上对应有光学透镜结构，所述光学透镜的曲面是由两个位于X轴方向上、以LED芯片为对称中心的内凹曲面、以及两个分居所述内凹曲面两侧的外凸曲面组成，所述内凹曲面能将LED芯片中央发出的光线向外侧发射，让光学透镜顶部的出光光强呈矩形分布。
所述金属芯PCB基板还包括金属板、覆盖所述金属板上的绝缘层、以及覆盖所述绝缘层上的电子线路；所述芯片安放部是贯穿绝缘层、且以金属板为底部的杯体。所述电子线路设置有与各个芯片安放部对应、用以连接LED芯片正负电极的内部引线连接部和用以连接外部电源的电极。存在一防焊层覆盖所述绝缘层以及除内部引线连接部和电极以外的电子线路。所述LED芯片设置在芯片安放部内，并通过金属引线实现LED芯片与内部引线连接部之间的电性连接。
本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
1、本实用新型采用的LED光源模块具有一体成型、由多个花生仁状曲面组合而成的封装胶体结构，无需借助传统的二次光学透镜，便可以直接提供矩形光斑，大大简化了器件结构和生产成本。
2、本实用新型提供的LED光源模块设置有用以承载LED芯片的芯片安放部，该芯片安放部是贯通绝缘层、以金属板为底的杯体，LED芯片工作时产生的热量能够直接通过与其接触的金属板传递至外界。因此，与传统LED芯片直接安装在有绝缘层隔离的金属芯PCB基板或者LED器件直接安装在金属芯PCB基板的光源模块相比，本实用新型提供的LED光源模块具有更好的散热效果。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型的正视图结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本实用新型的剖视结构示意图。
附图标记说明：1、金属芯PCB基板 11、金属板 12、绝缘层 13、绝缘层 131、内部引线连接部 132、电极 14、芯片安放部 15、白油2、LED芯片 3、金属引线 4、封装胶体 41、光学透镜 411、内凹曲面 412、外凸曲面
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种发矩形光斑的LED光源模块，其结构包括：一条状金属芯PCB基板1、六个安放在金属芯PCB基板1上的LED芯片2、电性连接LED芯片2电极与金属芯PCB基板1的金属引线3、以及覆盖LED芯片2和金属芯PCB基板1的封装胶体4。其中，
如附图1和附图2所示，封装胶体4具有一体结构，在各个LED芯片2上对应有光学透镜41，该光学透镜41的曲面是由两个位于X轴方向上、以LED芯片2为对称中心的内凹曲面411、以及两个分居内凹曲面411两侧的外凸曲面412组成。内凹曲面411能将LED芯片2从中央发出的光线向外侧发射，让光学透镜41顶部的出光光强呈矩形分布。在XZ平面内，内凹曲面411的边界曲线斜率绝对值自LED芯片中心向两侧逐渐递减，LED芯片对内凹曲面411的张角α是95°、对外凸曲面412的张角β是34°；在其它实施例中，LED芯片2对内凹曲面411的张角范围可以是90-120°、对外凸曲面412的张角范围可以是20-35°，不限于本实施例。如附图3所示，在XY平面内，光学透镜41的边界曲线是以LED芯片2中心左右、上下对称的闭合曲线，呈两仁花生状，光学透镜41的长度和宽度的比值范围是2∶1；在其它实施例中，光学透镜41的长度和宽度的比值范围可以是1.5∶1～5∶1，不限于本实施例。封装胶体4的材质优选是硅胶、环氧树脂、以硅胶为基础的改性材料、或者以环氧树脂为基础的改性材料之一。
结合附图1和附图4进一步说明，金属芯PCB基板1是由金属板11、覆盖该金属板11上的绝缘层12、覆盖绝缘层12上的电子线路13、以及六个用以承载LED芯片2的芯片安放部14组成。优选的是，金属板11为铝板，电子线路13为铜箔。芯片安放部14是贯穿绝缘层12、且以金属板11为底部的杯体。芯片安放部14的内壁设置有反射材料141，本实施例优选反射材料为银。电子线路13设置有与各个芯片安放部14对应、用以连接LED芯片2正负电极的内部引线连接部131，以及用以连接外部电源的电极132。金属引线3连接LED芯片2正负电极和内部引线连接部131，实现LED芯片2与金属芯PCB基板1的电性连接。在本实施例中，采用白油15作为防焊材料覆盖绝缘层12和内部引线连接部131与电极132以外的电子线路13。封装胶体4覆盖LED芯片2所在一侧、除电极132以外的金属芯PCB基板1表面。
在本实施例中，LED光源模块为长条状、各个LED芯片安放部上仅安放了一个LED芯片。在其它实施例中，金属芯PCB基板1的形状可以是多边形、圆形、线形和弧形组成的图形、或者多条弧线组成的图形；根据金属芯PCB板1的形状，芯片安放部14的分布图形可以设计为条形、矩形、多边形、圆形、弧线与线形组成的图形、或弧形组合的图形之一；各个LED芯片安放部可以根据实际需要安放一个以上的LED芯片。
显而易见，在此描述的本实用新型可以有许多变化，这种变化不能认为偏离本实用新型的精神和范围。因此，所有对本领域技术人员显而易见的改变，都包括在本权利要求书的涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种发矩形光斑的LED光源模块，包括一金属芯PCB基板、多个LED芯片、连接所述LED芯片电极与金属芯PCB基板以实现电性连接的金属引线、以及覆盖所述LED芯片和金属芯PCB基板的封装胶体，其特征在于：所述金属芯PCB基板设置有多个芯片安放部，至少一个LED芯片安装在芯片安放部上，所述封装胶体具有一体结构，在各个芯片安放部上对应有光学透镜结构，该光学透镜的曲面是由两个位于X轴方向上、以LED芯片为对称中心的内凹曲面、以及两个分居所述内凹曲面两侧的外凸曲面组成。
2.根据权利要求1所述的一种发矩形光斑的LED光源模块，其特征在于：所述内凹曲面在XZ平面内的曲线斜率绝对值自LED芯片中心向两侧逐渐递减。
3.根据权利要求1所述的一种发矩形光斑的LED光源模块，其特征在于：所述光学透镜的XZ平面上，LED芯片对内凹曲面的张角范围是90-120°、对外凸曲面的张角范围是20-35°。
4.根据权利要求1所述的一种发矩形光斑的LED光源模块，其特征在于，所述光学透镜在XY平面上的边界曲线是以LED芯片中心左右、上下对称的闭合曲线，呈两仁花生状。
5.根据权利要求4所述的一种发矩形光斑的LED光源模块，其特征在于，所述光学透镜在XY平面上的长度和宽度的比值范围是(1.5∶1)～(5∶1)。
6.根据权利要求1所述的一种发矩形光斑的LED光源模块，其特征在于，所述金属芯PCB基板还包括金属板、覆盖所述金属板上的绝缘层、以及覆盖所述绝缘层上的电子线路、以及多个用以承载LED芯片的芯片安放部组成；所述芯片安放部是贯穿绝缘层、且以金属板为底部的杯体。
7.根据权利要求6所述的一种发矩形光斑的LED光源模块，其特征在于，所述电子线路设置有与各个芯片安放部对应、用以连接LED芯片正负电极的内部引线连接部和连接外部电源的电极。
8.根据权利要求7所述的一种发矩形光斑的LED光源模块，其特征在于，存在一防焊层覆盖所述绝缘层以及除内部引线连接部和电极以外的电子线路。
9.根据权利要求7所述的一种发矩形光斑的LED光源模块，其特征在于，所述LED芯片设置在芯片安放部内，并通过金属引线实现LED芯片与内部引线连接部之间的电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种发矩形光斑的LED光源模块，其特征在于，所述金属芯PCB基板的形状是多边形、圆形、线形和弧形组成的图形、或者多条弧线组成的图形，所述芯片安放部的分布图形可以是条形、矩形、多边形、圆形、弧线与线形组成的图形、或弧形组合的图形之一。
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