一种LED结构及投影系统的制作方法

文档序号:15370763发布日期:2018-09-07 22:52阅读:163来源:国知局

本实用新型实施方式涉及LED贴片封装技术领域,具体涉及一种LED结构及投影系统。



背景技术:

LED光源广泛应用在投影照明领域,而LED的散热、光型、使用寿命等成为核心问题。LED光源大部分能耗会被转化为热能,若不能及时地将这部分热量散去,将会导致LED的温度过高,发光效率下降,寿命降低。LED光源产生的热量90%都需要以热传导的方式从LED封装基板背部经由金属基板传导至散热器,目前使用较多的金属基板有铜基板和铝基板。

不绝缘基板(如纯铜基板)的热导性较好,但由于不绝缘基板的不绝缘特性,不绝缘基板与散热器可能发生短路,因此需要在结构上针对处理,例如:使用导热垫、加高螺丝柱、增设凸台等,给设计、以及散热器的安装造成一定难度,工艺更为复杂易造成安全隐患。绝缘基板(如复合铝基板)导热系数低,散热效果远差于不绝缘基板,但可以直接跟散热器接触,安装方便。

发明人在实现本实用新型实施例的过程中发现,相关技术的LED结构无法满足既保证散热效果又方便安装的需求。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本实用新型的目的在于提供一种LED结构及投影系统,能够满足既保证散热效果又方便散热器安装的需求。

为解决上述技术问题,本实用新型实施例采用的一个技术方案是:提供一种LED结构,包括:第一非绝缘基板;第一LED光源,设于所述第一非绝缘基板的一侧;第二绝缘基板;第二LED光源,设于所述第二绝缘基板的一侧;散热器,所述第一非绝缘基板的另一侧和所述第二绝缘基板的另一侧贴合安设于所述散热器。

可选地,所述第一非绝缘基板包括第一凸台和第一电路板,所述第一电路板设于所述第一凸台,所述第一凸台贴合于所述散热器。

可选地,所述第二绝缘基板包括第二凸台、第二电路板、导热绝缘层、铝基板和阳极绝缘层,所述第二电路板设于所述第二凸台,所述导热绝缘层的一侧与所述第二凸台贴合,所述导热绝缘层的另一侧与所述铝基板的一侧贴合,所述铝基板的另一侧设有所述阳极绝缘层,所述阳极绝缘层与所述散热器贴合。

可选地,所述第二凸台为T型凸台。

可选地,所述第一LED光源为红光LED光源,所述第二LED光源为绿光/蓝光LED光源。

可选地,所述散热器包括第一侧面和第二侧面,所述第一非绝缘基板设于所述第一侧面,所述第二绝缘基板设于所述第二侧面。

可选地,所述LED结构还包括:第三绝缘基板和第三LED光源;所述第三LED光源设于所述第三绝缘基板的一侧,所述第三绝缘基板的另一侧贴合于所述散热器。

可选地,所述LED结构还包括:第四绝缘基板和第四LED光源;所述第四LED光源设于所述第四绝缘基板的一侧,所述第四绝缘基板的另一侧贴合于所述散热器。

可选地,所述LED结构还包括:第四非绝缘基板和第四LED光源;所述第四LED光源设于所述第四非绝缘基板的一侧,所述第四非绝缘基板的另一侧贴合于所述散热器。

为解决上述技术问题,本实用新型实施例采用的另一个技术方案是:提供一种投影系统,包括上述的LED结构。

本实用新型实施例的有益效果是:区别于现有技术的情况,本实用新型实施例通过提供一种LED结构及投影系统,在LED结构设置第一非绝缘基板和第二绝缘基板,针对不同光源的特性采用不同基板进行贴片,并且,同时第一非绝缘基板和第二绝缘基板直接设于散热器,从而使不同LED光源之间不会短路,使该LED结构能够既保证散热效果又方便散热器安装的需求。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型其中一实施例提供的一种LED结构的结构示意图;

图2为图1所示的第一LED光源的结构示意图;

图3为图1所示的第一非绝缘基板的结构示意图;

图4为图1所示的第二绝缘基板的结构示意图;

图5为图1所示的第二绝缘基板的结构示意图;

图6为本实用新型另一实施例提供的一种LED结构的结构示意图;

图7为本实用新型另一实施例提供的一种LED结构的结构示意图;

图8为本实用新型另一实施例提供的一种LED结构的结构示意图;

图9为本实用新型又一实施例提供的一种投影系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下面结合附图和具体实施例,对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外,下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例中的LED结构及投影系统,能够应用于数字光处理(Digital Light Processing,DLP)投影机中,其中,该LED结构为该投影系统提供光源。LED结构的散热效果对投影系统的性能起着重要作用。因此,本实用新型实施例通过提供一种既保证散热效果又方便安装的LED结构及投影系统,从而满足既保证散热效果又方便安装的需求。

具体地,下面通过几个实施例对该LED结构及其投影系统进行阐述。

请参阅图1,为本实用新型其中一实施例提供的一种LED结构,该LED结构100包括第一LED光源10、第一非绝缘基板11、第二LED光源20、第二绝缘基板21以及散热器30。

其中,第一LED光源10设于第一非绝缘基板11的一侧,第二LED光源20设于第二绝缘基板21的一侧,第一非绝缘基板11的另一侧和第二绝缘基板21的另一侧贴合安设于散热器30。本实施例通过在同一LED结构设置不同基板,针对不同光源的特性采用不同基板进行贴片,使该LED结构能够满足既保证散热效果又方便安装的需求。

具体地,上述第一LED光源10为红光LED光源。由于红色LED光源对温度敏感,对散热效果的需求高,若达不到良好散热,则会产生严重的光衰。将第一LED光源10设于第一非绝缘基板11,能够保证散热效果。

在一些实施例中,请参阅图2,第一LED光源10包括LED芯片101、支架102和引脚103。引脚103的数量有两个,两个引脚103分别部分嵌入支架102,LED芯片101设于支架102内,并分别与两个引脚103连接。两个引脚103露于支架102外的部分贴合安设于散热器30。其中,LED芯片101为红光LED芯片。支架102为塑胶载体或树脂载体,大致为中空长方体形状。支架102开设有收容腔(未标示),LED芯片101收容于该收容腔内,收容腔内填充有封装胶,封装胶可以为透明胶或荧光胶,从而形成出光透镜。当然在一些实施方式中,当收容腔的尺寸较小时,封装胶还可以填充在收容腔外,这两种情况都不会影响LED出光。两个引脚103之间形成间隙,间隙可以用塑胶填充,从而使两个引脚103隔开。

可以理解的是,在一些其他实施例中,第一LED光源10可以不为红光LED光源,可以为橙光LED光源、黄光LED光源等等对散热效果的需求较高的其他颜色LED光源。

请参阅图3,上述第一非绝缘基板11为铜基板。铜基板的导热系数高,纯铜基板的导热系数理论上可达到380W/m.k,从而能达到较好的散热效果。第一非绝缘基板11包括第一凸台111和第一电路板112。其中,第一凸台111为T型凸台,第一凸台111为铜制备而成,第一凸台111的底部直接贴合于散热器30。第一凸台111包括第一凸起部1111,第一电路板112设于第一凸起部1111的两侧,并且第一凸起部1111略低于第一电路板112,以使第一LED光源10与第一凸起部1111接触。其中,第一电路板112用于焊接第一LED光源10,第一电路板112可以为FPC电路板,FPC电路板均由最高阻燃级绝缘材料制备而成。

上述第二LED光源20为绿光或蓝光LED光源。由于与红光LED光源相比,绿光或蓝光LED光源对温度不敏感,对散热效果的需求相对不高。将第二LED光源20设于第二绝缘基板21,能够保证散热效果。

在一些实施例中,除了光源颜色,第二LED光源20的结构可以与上述第一LED光源10的结构相同,此处不再赘述。

可以理解的是,在一些其他实施例中,第二LED光源20可以不为绿光或蓝光LED光源,可以为青光LED光源、靛光LED光源等等对散热效果的需求相对较低的其他颜色LED光源。

请参阅图4,上述第二绝缘基板21为复合铝基板。复合铝基板的导热系数相对较低,导热系数约122W/m.k,但使用于对温度相对不敏感的绿光或蓝光LED光源,能够满足其散热需求。

第二绝缘基板21包括第二凸台211、第二电路板212、导热绝缘层213、铝基板214和阳极绝缘层215。第二凸台211为铜制备而成。第二凸台211为T型凸台,T型凸台能够使热量覆盖整个导热绝缘层213,从而传递到铝基板214,导热面积更大,导热速度更快,效果更好。第二凸台211包括第二凸起部2111,第二电路板212设于第二凸起部2111的两侧,并且第二凸起部2111略低于第二电路板212,以使第二LED光源20与第二凸起部2111接触。第二电路板212用于焊接第一LED光源10,第二电路板212可以为FPC电路板,FPC电路板均由最高阻燃级绝缘材料制备而成。导热绝缘层213由高导热、高绝缘的陶瓷介质填充聚合物构成,具有绝缘性能、抗热老化能力以及高粘接能力。在本实施例中,导热绝缘层213为硬质氧化层。导热绝缘层213的一侧与第二凸台211的底部贴合,导热绝缘层213的另一侧与铝基板213的一侧贴合。导热绝缘层213用于将铝基板214与第二凸台212隔开。铝基板214的另一侧设有阳极绝缘层215。阳极绝缘层215的厚度可以为1-15微米,可以直接对铝基板214进行反应处理后生成,也可以涂覆于铝基板214上。第二绝缘基板21通过阳极绝缘层215与散热器30贴合。

在本实施例中,第二LED光源20产生的热量传递到第二凸台212,第二凸台212通过导热绝缘层213将热量传递到铝基板214,一部分热量通过铝基板214散除,另一部分热量从铝基板214通过阳极绝缘层215将热量传递到散热器30。通过以上方式,第二绝缘基板21可以直接与散热器30接触,无需使用导热垫等设计,使得安装、设计都能更方便、效率更高、更安全。

可以理解的是,在一些其他实施例中,请参阅图5,第二绝缘基板21还包括保护层216,保护层216设于第二凸台212和导热绝缘层213之间。保护层216为钛金属层,用于保护导热绝缘层213不被蚀刻液及其它化学物质侵蚀。

可以理解的是,在一些其他实施例中,第二凸台212还可以为其他形状,只要增大导热面积、加快导热速度即可。

可以理解的是,在一些其他实施例中,上述铝基板214还可以为其他金属制备而成,可以根据实际需求进行选择。

可以理解的是,在一些其他实施例中,陶瓷基板材料因其导电性能卓越,防腐蚀,耐高温,高频损耗小,广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等领域。上述第二绝缘基板21还可以为陶瓷基板,铝基板214可以用陶瓷片代替。

可以理解的是,在一些其他实施例中,第一凸起部1111和第二凸起部2111可均分别涂设金刚石膜(图未示),金刚石膜直接分别与第一LED光源10和第二LED光源20接触,可以增大第一非绝缘基板11和第二绝缘基板21的散热性能。

请一并参阅图1,上述散热器30可以为铝或铜制备而成。散热器30包括第一侧面31和第二侧面32,第一侧面31和第二侧面32垂直连接。第二侧面32设有散热片(未标示),该散热片用于增大散热面积,以提高散热速度。第一非绝缘基板11设于第一侧面31,且第一非绝缘基板11的第一凸台111的底部直接与第一非绝缘基板11接触;第二绝缘基板21设于第二侧面32,且第二绝缘基板21的阳极绝缘层215直接与第二侧面32接触。第一非绝缘基板11和第二绝缘基板21产生的热量分别传递到第一侧面31和第二侧面32,从而实现散热。

本实施例通过在LED结构100设置第一非绝缘基板11和第二绝缘基板21,将对温度敏感的第一LED光源10设于第一非绝缘基板11,将对温度相对不敏感的第二LED光源20设于第二绝缘基板21,针对不同光源的特性采用不同基板进行贴片,并且,同时第一非绝缘基板11和第二绝缘基板21直接设于散热器30,从而使不同LED光源之间不会短路,使该LED结构100能够既保证散热效果又方便安装的需求。

请参阅图6,为本实用新型另一实施例提供的一种LED结构,该LED结构200包括第一LED光源10、第一非绝缘基板11、第二LED光源20、第二绝缘基板21、散热器30、第三LED光源40和第三绝缘基板41。其中,第一LED光源10、第一非绝缘基板11、第二LED光源20、第二绝缘基板21与上述实施例相同,此处不再阐述。

上述第三LED光源40为绿光或蓝光LED光源。由于与红光LED光源相比,绿光或蓝光LED光源对温度不敏感,对散热效果的需求相对不高。将第三LED光源40设于第三绝缘基板41,能够保证散热效果。

在一些实施例中,除了光源颜色,第三LED光源40的结构可以与上述实施例中的第二LED光源20的结构相同,此处不再赘述。

可选地,第一LED光源10为红光LED光源,第二LED光源20为绿光LED光源,第三LED光源30为蓝光LED光源,其组合能够使LED结构200发射白光。

上述第三绝缘基板41的结构可以与上述实施例中的第二绝缘基板21的结构相同,此处不再赘述。

上述散热器30还包括第三侧面33,第三侧面33与第二侧面32垂直连接,并且与第一侧面31相对。在本实施例中,第三LED光源40设于第三绝缘基板41一侧,第三绝缘基板41的另一侧贴合于散热器30的第三侧面33。

可以理解的是,在一些其他实施例中,请参阅图7,LED结构200还包括第四LED光源50和第四绝缘基板51,第四LED光源50设于第四绝缘基板51,第四绝缘基板51设于第三侧面33。其中,第四LED光源50的结构可以与上述实施例中的第二LED光源20的结构相同,第四绝缘基板51的结构可以与上述实施例中的第二绝缘基板21的结构相同,此处不再赘述。可选地,第一LED光源10为红光LED光源,第二LED光源20为绿光LED光源,第三LED光源30为蓝光LED光源,第四LED光源30为蓝光LED光源。

可以理解的是,在一些其他实施例中,请参阅图8,LED结构200还包括第四光源50和第四非绝缘基板52,第四LED光源50设于第四非绝缘基板52,第四非绝缘基板52设于第三侧面33。其中,第四LED光源50的结构可以与上述实施例中的第二LED光源20的结构相同,第四非绝缘基板52的结构可以与上述实施例中的第一非绝缘基板11的结构相同,此处不再赘述。可选地,第一LED光源10为红光LED光源,第二LED光源20为蓝光LED光源,第三LED光源30为蓝光LED光源,第四LED光源30为绿光LED光源。

本实施例通过在LED结构200设置多个不同颜色的LED光源,并根据不同光源的特性采用不同基板进行贴片,使该LED结构200能够既保证散热效果又方便安装的需求。

请参阅图9,为本实用新型又一实施例提供的一种投影系统,该投影系统600包括上述实施例中的LED结构100或LED结构200、DMD芯片300、投影镜头400以及透镜组500。在本实施例中,以LED结构200为例进行说明。

在本实施例中,透镜组500设于LED结构200和投影镜头400之间,并且位于DMD芯片300接收面的法线方向上,LED结构200、透镜组500和投影镜头400呈直线型排列,使得投影系统600的布局紧凑合理。

具体地,DMD芯片300的接收面朝向透镜组500,使得从透镜组500出射的照明光束能够被DMD芯片300的接收面接收,同时,DMD芯片300输出的投影光束也能够入射至透镜组500。

在本实施例中,透镜组500位于DMD芯片300的接收面下方,当然,在一些可替代实施方式中,透镜组500还可以位于DMD芯片300的接收面上方、左侧或者右侧等。

在本实施例中,LED结构200用于产生白色照明光束。其中,LED结构200中的第一LED光源10为红色光源,第二LED光源20为绿色光源,第三LED光源40为蓝色光源。DMD芯片300用于输出投影光束,投影镜头400则用于将该投影光束投影至外部显示屏中,实现投影。透镜组500用于接收LED结构200出射的照明光束,并且对照明光束进行光路转换,以使所述照明光束入射至DMD芯片300,以及接收DMD芯片300根据照明光束输出的投影光束,并且对投影光束进行光路转换后出射至投影镜头400。

在本实施例中,投影系统600的具体工作方式为:LED结构200产生白色照明光束,从LED结构200出射的照明光束被透镜组500接收并进行光路转换,光路转换后的照明光束从透镜组500出射至DMD芯片300,DMD芯片300输出投影光束并入射至透镜组500,进行光路转换,光路转换后的投影光束从透镜组500出射至投影镜头400,从而形成投影。

本实施例中的投影系统600包括既保证散热效果又方便安装的LED结构,能够满足既保证散热效果又方便安装的需求。

需要说明的是,本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式,但是,本实用新型可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施方式,这些实施方式不作为对本实用新型内容的额外限制,提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施方式,均视为本实用新型说明书记载的范围;进一步地,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

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