一种可调色温的LED封装器件的制作方法

文档序号:15148876发布日期:2018-08-10 20:47阅读:167来源:国知局

本发明涉及led领域技术,尤其是指一种可调色温的led封装器件。



背景技术:

led是英文lightemittingdiode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以led的抗震性能好。

光源的色温:人们用与光源的色温相等或相近的完全辐射体的绝对温度来描述光源的色表(人眼直接观察光源时所看到的颜色)又称光源的色温。色温是以绝对温度k来表示。不同的色温会引起人们在情绪上不同的反应,我们一般把光源的色温分成三类:

a.暖色光:暖色光的色温在3300k以下,暖色光与白炽灯光色相近,红光成分较多,给人以温暖、健康、舒适的感觉,适用于家庭、住宅、宿舍、医院、宾馆等场所,或温度比较低的地方。

b.暖白光:又叫中间色,它的色温在3300k-5300k之间。暖白光光线柔和,使人有愉快、舒适、安详的感觉,适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。

c.冷色光:又叫日光色,它的色温在5300k以上,光源接近自然光,有明亮的感觉,使人精力集中,适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。

演色性:光源对物体颜色呈现的程度称为演色性,也就是颜色的逼真的程度,演色性高的光源对颜色的表现较好,我们所看到的颜色也就较接近自然颜色,演色性低的光源对颜色的表现较差,我们所看到的颜色偏差也较大。

白光led的出现,是led从标识功能向照明功能跨出的实质性一步。白光led最接近日光,更能较好地反映照射物体的真实颜色,所以从技术角度看,白光led无疑是led最尖端的技术。目前,白光led已开始进入一些应用领域,应急灯、手电筒、闪光灯等产品相继问世,但是由于价格十分昂贵,故而难以普及。白光led普及的前提是价格下降,而价格下降必须在白色led形成一定市场规模后才有可能,两者的融合最终有赖于技术进步。

对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年发白光的led开发成功。这种led是将gan芯片和钇铝石榴石(yag)封装在一起做成。gan芯片发蓝光(λp=465nm,wd=30nm),高温烧结制成的含ce3+的yag荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射,峰值550nm。蓝光led基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有yag的树脂薄层,约200-500nm。

led基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于ingan/yag白色led,通过改变yag荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000k的各色白光。

然而目前的产品多为采用外部控制调节电流的方法,调节led灯的色温,这种方式虽然能在一定程度上起到调节色温的作用,但是,达不到很好的调节效果,很难真正调节到接近自然色的白光,而且外围电路复杂。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明针对现有技术存在之缺失,其主要目的是提供一种可调色温的led封装器件,其将驱动电流控制器内置于led灯内,调节效果好,并且可以调出不同的发光功率。

为实现上述目的,本发明采用如下之技术方案:

一种可调色温的led封装器件,包括

一绝缘支架,所述绝缘支架为长方形结构,于绝缘支架的顶部下凹有一反光杯,该反光杯中设有隔离板,将反光杯划分出第一杯体和第二杯体;

多片用于传输电力及控制信号的导电片,是由第一导电片、第二导电片、第三导电片、第四导电片组成;所述第一导电片的固晶部为单层结构,所述第二导电片、第三导电片、第四导电片的固晶部均为双层结构,包括上层铝板和下层铝基覆铜板,所述铝板和铝基覆铜板叠置在一起;所述铝板上开设有通孔;

一大功率紫光led、一中功率蓝光led、一小功率黄光led和一驱动电流控制器,各led和驱动电流控制器均穿过铝板上的通孔固定铝基覆铜板上;所述大功率紫光led位于第一杯体内,所述中功率蓝光led、小功率黄光led和驱动电流控制器三者位于第二杯体内,所述驱动电流控制器分别与大功率紫光led、中功率蓝光led、小功率黄光led三者连接,用于控制各led的电流大小以调节色温;还包括

多种封装用荧光粉,是由红色荧光粉、绿色荧光粉、蓝色荧光粉组成,其中,所述第一杯体中封装有蓝色荧光粉,所述第一杯体和第二杯体的外围封装有红色荧光粉和绿色荧光粉。

作为一种优选方案,所述红色荧光粉位于绿色荧光粉的上表面。

作为一种优选方案,各led与铝基覆铜板之间通过导热硅胶粘接。

作为一种优选方案,所述第一导电片的固晶部位于反光杯的西北方向;所述第二导电片的固晶部位于反光杯的西南方向;所述第三导电片的固晶部位于反光杯的东南方向;所述第四导电片的固晶部位于反光杯的东北方向;所述第一导电片和第二导电片的焊脚伸出绝缘支架的西侧;所述第三导电片和第四导电片的焊脚伸出绝缘支架的东侧;所述大功率紫光led固定于第二导电片的固晶部上,所述中功率蓝光led和驱动电流控制器固定于第四导电片的固晶部上,所述小功率黄光led固定于第三导电片的固晶部上。

作为一种优选方案,所述反光杯为长方形的杯体。

作为一种优选方案,所述大功率紫光led为5w,所述中功率蓝光led为3w,所述小功率黄光led为1w。

作为一种优选方案,各导电片均设有焊脚,有两个焊脚伸出绝缘支架的西侧,另外两个焊脚伸出绝缘支架的东侧。

作为一种优选方案,所述铝基覆铜板露出于绝缘支架的底面,该铝基覆铜板上设有用于增加固持力的卡槽,各卡槽嵌入绝缘支架的塑胶内。

作为一种优选方案,所述反光杯具有多级反光面,包括呈不同倾斜角的第一反光面、第二反光面、第三反光面。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果,具体而言,由上述技术方案可知,由于在反光杯内设置大功率紫光led、中功率蓝光led、小功率黄光led和驱动电流控制器,通过驱动电流控制器改变不同色温的驱动电流,从而改变不同色温的光通量,也就改变不同色温的光谱功率分布曲线,则由不同色温产生的新的光谱功率分布曲线叠加混合形成一条新的光谱功率分布曲线,也就得到动态可调的白光。此外,大功率紫光led与外部的红色荧光粉、绿色荧光粉、蓝色荧光粉混合形成白光,中功率蓝光led和小功率黄光led均能单独立地与外部的绿色荧光粉、蓝色荧光粉混合也能形成白光,通过驱动电流控制器使这几种led运行在不同的模式下,可以调节出1w、3w、4w、5w、6w、9w等多种功率,尤其适用于汽车阅读灯、床头灯、筒灯等各种应用。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效,下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的绝缘支架与导电片组装的示意图。

图2是本发明之实施例的产品封装前的俯视图。

图3是本发明之实施例的产品封装后的剖视图。

图4是本发明之实施例的固晶结构示意图。

图5是本发明之实施例的绝缘支架的剖视图。

附图标识说明:

10、绝缘支架11、反光杯

111、第一反光面112、第二反光面

113、第三反光面114、第一杯体

115、第二杯体12、隔离板

20、导电片21、第一导电片

22、第二导电片23、第三导电片

24、第四导电片201、焊脚

202、固晶部25、铝板

26、铝基覆铜板27、通孔

28、卡槽30、发光led

31、大功率紫光led32、中功率蓝光led

33、小功率黄光led40、驱动电流控制器

50、荧光粉51、红色荧光粉

52、绿色荧光粉53、蓝色荧光粉。

具体实施方式

请参照图1至图5所示,其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构,包括有绝缘支架10、多片用于传输电力及控制信号的导电片20、多个发光led30、驱动电流控制器40、多种封装用荧光粉50。

其中,所述绝缘支架10为长方形结构,于绝缘支架10的顶部下凹有一反光杯11,所述反光杯11为长方形的杯体。这种长方形的反光杯11,使发光面积可以更大,并且内部空间大,可以容纳更多的发光led30和驱动电流控制器40。

所述反光杯11具有多级反光面,包括呈不同倾斜角的第一反光面111、第二反光面112、第三反光面113。如图5所示,第一反光面111的夹角为20°,第二反光面112的夹角为105.94°,第三反光杯11的夹角为20°。此种阶梯型的反光杯11具有多个发光角度,可增加产品的发光亮度,第一反光面111可防止蓝光荧光粉的溢胶现象,第三反光面113可防止产品点亮时因杯口边缘有溢胶现象而导致发光亮度降低。

所述反光杯11中设有隔离板12,将反光杯11划分出第一杯体114和第二杯体115,两个杯体分别用于封装不同颜色的荧光粉50,以达到白光/彩色光的发光目的。

所述导电片20是由第一导电片21、第二导电片22、第三导电片23、第四导电片24组成。各导电片20均设有焊脚201,有两个焊脚201伸出绝缘支架10的西侧,另外两个焊脚201伸出绝缘支架10的东侧。所述第一导电片21的固晶部202位于反光杯11的西北方向;所述第二导电片22的固晶部202位于反光杯11的西南方向;所述第三导电片23的固晶部202位于反光杯11的东南方向;所述第四导电片24的固晶部202位于反光杯11的东北方向;所述第一导电片21和第二导电片22的焊脚201伸出绝缘支架10的西侧;所述第三导电片23和第四导电片24的焊脚201伸出绝缘支架10的东侧。所述隔离板12阻挡后,使第二导电片22位于隔离板12的一侧,第三导电片23和第四导电片24位于隔离板12的另一侧;而第一导电片21直接被压在隔离板12的下方从而分成两部分。

多个发光led30包括一大功率紫光led31、一中功率蓝光led32、一小功率黄光led33。优选的,所述大功率紫光led31为5w,所述中功率蓝光led32为3w,所述小功率黄光led33为1w。各led的装位置如下:所述大功率紫光led31固定于第二导电片22的固晶部202上,所述中功率蓝光led32和驱动电流控制器40固定于第四导电片24的固晶部202上,所述小功率黄光led33固定于第三导电片23的固晶部202上。各led装配后形成以下结构:所述大功率紫光led31位于第一杯体114内,所述中功率蓝光led32、小功率黄光led33和驱动电流控制器40三者位于第二杯体115内,所述驱动电流控制器40分别与大功率紫光led31、中功率蓝光led32、小功率黄光led三者连接,用于控制各led的电流大小以调节色温。

其中,如图4所示,所述第一导电片21的固晶部202为单层结构,所述第二导电片22、第三导电片23、第四导电片24的固晶部202均为双层结构,包括上层铝板25和下层铝基覆铜板26,所述铝板25和铝基覆铜板26叠置在一起;所述铝板25上开设有通孔27。各led和驱动电流控制器40均穿过铝板25上的通孔27固定铝基覆铜板26上,以及,可以在各led与铝基覆铜板26之间通过导热硅胶粘接,这样可以大大提高led的散热性能。本实施例中,所述铝基覆铜板26露出于绝缘支架10的底面,可以快速地将led的热量导出。该铝基覆铜板26上设有用于增加固持力的卡槽28,各卡槽28嵌入绝缘支架10的塑胶内,此设计能增强产品molding成型后的固持力。

多种封装用荧光粉50是由红色荧光粉51、绿色荧光粉52、蓝色荧光粉53组成。其中,所述第一杯体114中封装有蓝色荧光粉53,所述第一杯体114和第二杯体115的外围封装有红色荧光粉51和绿色荧光粉52。例如,所述红色荧光粉51位于绿色荧光粉52的上表面,或者也可以将绿色荧光粉52位于红色荧光粉51的上表面。

由于增加了驱动电流控制器40,使本产品除了可以调节色温之外,还可以调节发光功率,本发明的使用过程如下:控制色温时,通过驱动电流控制器40改变不同色温的驱动电流,从而改变不同色温的光通量,也就改变不同色温的光谱功率分布曲线,则由不同色温产生的新的光谱功率分布曲线叠加混合形成一条新的光谱功率分布曲线,也就得到动态可调的白光。

当驱动电流控制器40只控制大功率紫光led31发亮时,其与封装在外部的蓝色荧光粉53、绿色荧光粉52和红色荧光粉51混合可以形成第一种白光,此种状态下led灯的发光功率为5w。

当驱动电流控制器40只控制中功率蓝光led32发亮时,其与封装在外部的绿色荧光粉52和红色荧光粉51混合可以形成第二种白光,此种状态下led灯的发光功率为3w。

当驱动电流控制器40只控制小功率黄色led发亮时,其与封装在外部的绿色荧光粉52和红色荧光粉51混合可以形成第三种白光,此种状态下led灯的发光功率为1w。

当驱动电流控制器40同时控制中功率蓝光led32和小功率黄色led发亮时,与封装在外部的绿色荧光粉52和红色荧光粉51混合可以形成第四种白光,此种状态下led灯的发光功率为4w。

当驱动电流控制器40同时控制大功率紫光led31、中功率蓝光led32、小功率黄色led全部发亮时,形成第四种白光,此种状态下led灯的发光功率为9w。

除此之外,还可以同时驱动大功率紫光led31发亮和小功率黄色led二者发亮,得到6w白光。这种发亮组合有多种,在此不再一一列举动。因此,本产品的发光功率有多种,分别为1w、3w、4w、5w、6w、9w等。

本发明封装后的色温可调的led样品,对其发光光谱、色温和显色指数随电流的变化进行了测试,发现led的光谱有三个峰值,色温可从5000k变化到3300k,涵盖了冷色光到暖色光的范围,显色指数可从68增加到90以上,能够满足室内照明的要求。将这种色温可调的led应用于筒灯、汽车阅读灯等,测试了其发光效果和散热性能,表明led具有发光面均匀、无眩光,热阻小等特点,特别适合用于筒灯、汽车阅读灯等室内或汽车内照明场合。

本发明的设计重点在于:由于设置有绝缘支架10、多片用于传输电力及控制信号的导电片20、多个发光led30、驱动电流控制器40、多种封装用荧光粉50,其中多个发光led30是指大功率紫光led31、中功率蓝光led32和小功率黄光led33,多种封装用荧光粉50是指红色荧光粉51、绿色荧光粉52、蓝色荧光粉53,各个led共用绿色荧光粉52、蓝色荧光粉53,而大功率紫光led31多加一层红色荧光粉51,从而无论如何搭配都可以发出白光,再加上内置驱动电流控制器40,实现各种白光的色温可调。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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