一种发光组件及电子设备的制作方法

文档序号:26080632发布日期:2021-07-30 13:30阅读:69来源:国知局
一种发光组件及电子设备的制作方法

本申请涉及电子设备技术领域,尤其涉及一种发光组件及电子设备。



背景技术:

发光二极管(lightemittingdiode,led)是一种常用的发光器件,通过电子与空穴符合释放能量发光,可高效的将电能转化为光能,在现代社会具有广泛的用途。

目前,led陶瓷封装是在陶瓷片上电镀铜电路,铜电路上沉金或沉银;led芯片固定于金或银表面,然后在led芯片表面覆盖玻璃或封硅胶进行保护。led陶瓷封装能够有效节省印制电路板(printedcircuitboards,pcb)的面积,提供更好的电学性能;对元器件的内部起到保护作用。

但是,目前的led陶瓷封装,由于led芯片整体为平板结构,led芯片的发光角度较为发散,难以做到小角度出光。



技术实现要素:

本申请提供一种发光组件及电子设备,以解决目前的led陶瓷封装,由于led芯片整体为平板结构,led芯片的发光角度较为发散,难以做到小角度出光的问题。

根据本申请的第一个方面,提供了一种发光组件,包括:

基板,所述基板上设置有导电电路;

发光芯片,设置在所述基板上,并与所述导电电路电性连接,所述导电电路用于为所述发光芯片提供电能,以使所述发光芯片发光;

导光件,设置在所述基板上,并环绕在所述发光芯片的外周,所述导光件用于对所述发光芯片发出的光进行导向;

透光件,所述透光件设置在所述导光件的顶端,所述透光件用于将所述发光芯片发出的光从所述导光件内透出。

本申请实施例中,通过在基板上设置导光件,并将导光件围设在发光芯片的外周,这样,发光芯片发出的光就只能沿着导光件的延伸方向传播,能够对发光芯片发出的光进行导向,并在导光件的顶端设置透光件,透光件的不同弧度,能够得到不同的出光角度需求。因此,能够保证发光芯片的小角度出光,能够扩展led发光组件的应用场景和范围。

在一种可能的设计方式中,所述基板上设有安装槽,所述导电电路设置在所述安装槽内,所述导光件的底端嵌设在所述安装槽内。

通过在基板上设置安装槽,将导光件的底部嵌设在安装槽内;这样,在实现导光件的底端与基板的气密连接时,能够避免导光件移位;能够有效保证导光件与基板连接的气密性。

在一种可能的设计方式中,所述导光件为遮光材料制成,所述导光件的内部具有光通路,所述发光芯片发出的光沿所述光通路传播。

通过设置光通路,能够减小遮光材料对光的吸收,能够保证出光强度。

在一种可能的设计方式中,所述光通路的侧壁为反光面。

将光通路的侧壁设置为反光面,能够进一步减小遮光材料对光的吸收,提高出光强度。

在一种可能的设计方式中,所述导光件为金属材料制成,所述光通路的侧壁为抛光面。

采用金属材料来制作导光件,这样,导光件在对光进行导向的同时,还能够导热,能够有效对发光芯片进行散热。

在一种可能的设计方式中,所述导光件的顶端具有光窗,所述透光件与所述光窗连接。

将透光件设置在光窗,能够通过透光件对出光进行聚焦,或者调整出光角度。

在一种可能的设计方式中,所述光窗具有连接部,所述透光件设置在所述连接部上。

这样,能够方便透光件的安装,并且,在安装完成后,能够保证透光件与导光件连接的气密性。

在一种可能的设计方式中,所述基板相背的两个面上均设有导电电路,所述基板上开设有贯穿所述基板的通孔,所述通孔中设置有导电金属,所述导电金属用于连接位于所述基板相背的两个面上的所述导电电路。

这样能够有效保证对发光芯片的供电。

在一种可能的设计方式中,所述导光件与所述基板气密连接,且所述透光件与所述导光件气密连接。

通过将导光件与基板以及透光件与导光件进行气密连接,使得导光件内部的气密性良好,可以有效隔绝氧气、空气中的水蒸气对发光芯片的侵蚀,能够有效保护反光芯片,延长发光芯片的使用寿命。

根据本申请的第二个方面,提供了一种电子设备,包括本申请第一个方面任一可能的设计方式提供的发光组件。

本申请的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图进行详细说明,以保证对优选实施例的描述更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的发光组件的爆炸结构示意图;

图2是本申请实施例提供的发光组件的整体结构示意图;

图3是沿图2中a-a线的剖视图;

图4是本申请实施例提供的发光组件另一爆炸结构示意图;

图5是本申请实施例提供的发光组件另一视角的爆炸结构示意图。

附图标记说明:

10-发光组件;

100-基板;200-发光芯片;300-导光件;400-透光件;

101-导电电路;102-安装槽;103-通孔;104-台阶层;301-光通路;302-光窗;

3021-连接部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“内”、“外”、“上”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系(若有的话)为基于附图1所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者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申请的限制。

led是一种常用的发光器件,通过电子与空穴符合释放能量发光,可高效的将电能转化为光能,在现代社会具有广泛的用途。例如作为屏幕的发光器件,即常见的led屏;也有作为led电灯、手电筒等用途。当然,也还有一些其他用途,本申请实施例对此不做一一赘述。

led封装是指发光芯片的封装,相比集成电路封装有较大不同。led的封装不仅要求能够保护灯芯,而且还要能够透光。所以led的封装对封装材料有特殊的要求。

一般来说,封装的功能在于对led发光芯片提供足够的保护,防止led芯片在空气中长期暴露或机械损伤而失效;以提高led芯片的稳定性;对于led封装,还需要具有良好光取出效率和良好的散热性,好的封装可以让led具备更好的发光效率和散热环境,进而提升led的寿命。

其中,led的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯,当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时,就会发出可见光,紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的,即向各个方向发射有相同的几率,因此,并不是管芯产生的所有光都可以释放出来,这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料,应用要求提高led的内、外部量子效率。常规φ5mm型led封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上,管芯的正极通过球形接触点与金丝,键合为内引线与一条管脚相连,负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连,然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光,向期望的方向角内发射。

目前,led陶瓷封装是在陶瓷片上电镀铜电路,铜电路上沉金或沉银;led芯片固定于金或银表面,然后在led芯片表面覆盖玻璃或封硅胶进行保护。led陶瓷封装能够有效节省印制电路板(printedcircuitboards,pcb)的面积,提供更好的电学性能;对元器件的内部起到保护作用。

但是,目前的led陶瓷封装,由于led芯片整体为平板结构,led芯片的发光角度较为发散,难以做到小角度出光。

晶体管线路(transistorout-line,to)封装是一种十分常见的光电探测器封装形式,现在to封装电性连接为引脚式,主要有基座和管帽构成,管帽通过焊接或者钎焊的方式与基座连接,to封装管帽具有窗口,窗口可以设置成透镜或平面,从而形成不同的出光角度。由于to封装的电性连接为引脚式,产品在使用焊接装配过程中,每个引脚必须插入电路板中,生产效率很低,引脚容易断裂,使用过程中产生的热量很难从引脚导出。

针对上述技术问题,根据本申请实施例的第一个方面,本申请实施例提供一种发光组件,其主要思路是结合led陶瓷封装和to封装的优势,将led发光芯片电性连接在陶瓷基板上后,在led发光芯片外周围设管帽,管帽上设置透镜;从而使得led发光芯片发出的光仅沿管帽传播并从透镜透出,这样就可以通过调整管帽的长度、透镜的聚焦等方式来实现对led发光角度的调整,从而能够减小led的出光角度;同时,还能够避免to封装引脚断裂,难以散热的问题。

为使本领域技术人员能够更加清楚的理解本申请提供的发光组件10;下面,结合说明书附图,对本申请提供的发光组件10作详细介绍。

参照图1和图2所示,图1是本申请实施例提供的发光组件的爆炸结构示意图,图2是本申请实施例提供的发光组件的整体结构示意图。本申请实施例提供的一种反光组件10,包括:

基板100,基板100上设置有导电电路101。

具体的,本申请实施例中,基板100可以是陶瓷基板。在一些具体示例中,陶瓷基板可以是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(al2o3)或氮化铝(aln)陶瓷基片表面(单面或双面)上的工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能,高导热特性,优异的软钎焊性和高的附着强度,并可像印制电路板(printedcircuitboard,pcb)一样能刻蚀出各种图形,具有较高的载流能力。

具体的,本申请实施例中,在陶瓷基板100上通过刻蚀或者电镀的形式设置有导电电路101。其中,导电电路101可以是铜电路;在一些可能的方式中,导电电路101也可以是导电层,例如,通过电镀的方式形成的导电层。

在具体实现时,由于导电电路通常为铜电路,铜电路的焊点在空气中容易被氧化,这样就会导致导电电路的导电性不良或者出现接触不良的情况。为此,可以在导电电路101上可以沉金、沉银、镀金或者镀银;例如,通过化学沉积的方式在导电电路上沉金或沉银;或者通过电镀的方式在导电电路上镀金或者镀银。这样,能够方便导电电路上的电气元件的电性连接,能够提高连接的稳定性和导电性能。

发光芯片200,设置在基板100上,并与导电电路101电性连接,导电电路101用于为发光芯片200提供电能,以使发光芯片200发光。

可选的,本申请实施例中,发光芯片200可以是led芯片。led芯片与导电电路101可以通过焊接的方式电性连接。也就是说,led芯片是被固定在基板100上的。

可选的,本申请实施例中,发光芯片200可以通过钎焊的方式与导电电路101电连接。在一些可能的实现方式中,发光芯片200也可以通过共晶的方式与导电电路101电连接。

其中,共晶是指一定成分的合金液体在共晶反应温度下,冷却、凝固、结晶为两种或更多种致密晶体混合物。本申请实施例中,是通过在导电电路101上沉金、沉银、镀金或者镀银后,然后,将发光芯片200共晶在导电电路101上。

导光件300,设置在基板100上,并环绕在发光芯片200的外周,导光件300用于对发光芯片200发出的光进行导向。

具体的,本申请实施例中,导光件300可以是透明的导光柱,发光芯片200发出的光在透明的导光柱内传播;其中,透明的导光柱的周壁上可以设置反光层和遮光层,这样,反光层能够将发光芯片200发出的光集中在导光柱内,从而对出光角度进行调节,例如,延长导光件300的长度,可以减小出光角度。

当然,在另一些可能的示例中,导光件300可以是空心的管帽,发光芯片200发出的光在管帽内传播。

其中,导光件300可以固定在基板100上,例如通过钎焊、共晶等焊接方式焊接在基座100上。

透光件400,透光件400设置在导光件300的顶端,透光件400用于将发光芯片200发出的光从导光件400内透出。

具体的,本申请实施例中,透光件400可以是石英透镜、玻璃透镜或者亚克力透镜等。透光件400具体设置在导光件300的远离发光件200的一端。

可以理解的是,本申请实施例中,透光件400可以设置成弧面透镜,在一些可能的示例中,也可以设置成平面透镜。通过透镜400的不同弧度,可以调节发光组件10的出光角度。

本申请实施例中,通过在基板100上设置导光件300,并将导光件300围设在发光芯片200的外周,这样,发光芯片200发出的光就只能沿着导光件300的延伸方向传播,能够对发光芯片200发出的光进行导向,并在导光件300的顶端设置透光件400,透光件400的不同弧度,能够得到不同的出光角度需求。因此,能够保证发光芯片200的小角度出光,能够扩展led发光组件的应用场景和范围。

进一步的,参照图1和图3所示,图3是沿图2中a-a线的剖视图。本申请实施例中,在基板100上设有安装槽102,导电电路101设置在安装槽102内,导光件300的底端嵌设在安装槽102内。

具体的,在连接导光件300时,可以先在安装槽102的底壁上镀金;同时,在导光件300的底端镀金。然后,将导光件300的底端嵌入到安装槽102内,通过共晶的方式连接导光件300和基板100。这样,在共晶时,导光件300的外周壁被安装槽103的侧壁阻挡,从而不会发生位移,能够提高导光件300安装的稳定性。

可选的,本申请实施例中,安装槽102可以是从基板100的表面向内凹陷形成的。

在一些可能的方式中,参照图4和图5所示,图4是本申请实施例提供的发光组件另一爆炸结构示意图,图5是本申请实施例提供的发光组件另一视角的爆炸结构示意图。本申请实施例中,也可以是在基板100的表面设置台阶层104,在台阶层104上设置槽孔,这样,在将台阶层104固定在基板100上后,形成安装槽102。

可以理解的是,导光件300的底端也可以是通过钎焊的方式与基板100进行连接。

可选的,导光件300为遮光材料制成,导光件300的内部具有光通路301,发光芯片200发出的光沿光通路301传播。

具体的,本申请实施例中,光通路301可以是贯穿导光件300两端的通道。这样,发光芯片200发出的光在光通路301内传播,能够减小导光件300对光的吸收,能够有效提高光的强度。

可选的,光通路301的侧壁为反光面。这样,反光面能够进一步减小导光件300对光的吸收。

在一些可能的方式中,反光面可以是镀银面。

可选的,导光件300为金属材料制成,光通路301的侧壁为抛光面。

具体的,导光件300可以是不锈钢、铝合金、铁等材料制成,并将光通路301的侧壁进行打磨抛光。这样,通过金属材料,能够对发光芯片200的发热进行良好的导热,避免发光芯片200过热,能够有效保护led芯片。

可选的,导光件300的顶端具有光窗302,透光件400与光窗302连接。

具体的,本申请实施例中,光窗302可以是光通路301顶端的出光口。透光件400连接在出光口,这样,就能够在导光件300内形成一个封闭的空间,能够有效保护led芯片。

可选的,参照图1、图3和图5所示,本申请实施例中,光窗302具有连接部3021,透光件400设置在连接部3021上。

具体的,参照图3所示,连接部3021可以是从光通路301的内壁径向凹陷形成的台阶。

在具体装配时,可以在连接部3021上沉金、镀金或电镀金锡合金;然后,在透光件400的底部电镀一圈金锡合金,将透光件400放置在连接部3021上,然后进行共晶,从而使得透光件400固定在光窗302处。

可以理解的是,在一些可能的方式中,透光件400可以是半球形结构,这时,也可以是透光件400的整个底部都电镀金锡合金。

当然,在一些可选的示例中,透光件400可以是通过钎焊的方式与连接部3021连接。

可选的,本申请实施例中,导光件300与基板100气密连接,且透光件400与导光件300气密连接。

具体的,如前所述,导光件300可以是通过共晶的方式试下与基板100的气密连接的;同样,透光件400也可以是通过共晶的方式实现与导光件300的气密连接的。

这样,在导光件300内形成气密性良好的封闭空间,在该封闭空间内可以充氮气。在氮气分为下,能够有效避免导电电路101被氧气氧化,同时能够有效保护led芯片,延长led芯片的使用寿命。并且,针对一些特殊使用场景,还能够提高发光组件10的防水性能,例如在水下使用的手电筒,或者矿井中使用的手电筒等。

基板100相背的两个面上均设有导电电路101,基板100上开设有贯穿基板100的通孔103,通孔103中设置有导电金属,导电金属用于连接位于基板100相背的两个面上的导电电路101。

其中,导电金属可以填充整个通孔103,并将通孔103封闭。

这样,能够方便发光芯片200进行供电。

相比于相关技术中在生产to类型封装产品时,必须把to底座一个个的进行排列整齐固定于夹具上进行封装,生产效率低,应用端在使用过程中容易折断引脚,造成产品损坏。本申请实施例提供的发光组件10,把to底座改为陶瓷贴片式基座100,基座100可以做成几百个产品在一片陶瓷片上,方便生产加工,加工好后再进行水刀切割成单颗产品,极大的提升生产效率。同时,陶瓷贴片式封装可以满足客户端在使用装配产品时跟其他电子元器件的一致性,可以使用跟其他电子元器件一样的表面贴装器件(surfacemounteddevices,smd)贴片机进行装配作业,提升生产效率。

根据本申请实施例的第二个方面,提供一种电子设备,包括本申请实施例第一个方面任一可选实施方式提供的发光组件10。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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