LED条形光源及其封装方法.pdf

一种LED条形光源，包括：具有线路的条形基板，设置于所述条形基板上并与所述条形基板上的线路电性连接的至少一个LED芯片，用于封装所述LED芯片的填充胶体，以及与所述条形基板相互配合并形成腔体结构的条形透镜。在所述条形基板上设有注胶孔与排气孔，所述填充胶体是通过注胶孔与排气孔被封装至所述腔体结构中。本发明的LED条形光源是通过与具有空腔的透镜配合，并采用基板底部注胶的方式实现封装结构，此种结构不但能够简化生产工艺，降低生产成本，而且能够提高LED条形光源产品的一致性，并实现色度均匀。另外，本发明还提供一种制作所述LED条形光源的封装方法。

1.  一种LED条形光源，包括：具有线路的条形基板、设置于所述条形基板上并与所述条形基板上的线路电性连接的至少一个LED芯片、以及用于封装所述LED芯片的填充胶体，其特征在于：还包括有与所述条形基板相互配合、并形成腔体结构的条形透镜，所述条形基板上设有注胶孔与排气孔，所述填充胶体是通过所述注胶孔与排气孔被封装至所述腔体结构中。

2.  根据权利要求1所述的LED条形光源，其特征在于，所述条形基板上具有用于固定所述条形透镜的多个定位孔，所述条形透镜的底部设有用于装配至条形基板定位孔中的多个定位柱。

3.  根据权利要求1所述的LED条形光源，其特征在于，所述填充胶体中混合有用于实现白光光源的荧光粉。

4.  根据权利要求1所述的LED条形光源，其特征在于，所述条形透镜可以是长条形平面结构、长条形曲面结构或者平面与曲面组合的长条形结构。

5.  根据权利要求4所述的LED条形光源的封装方法，其特征在于，所述条形透镜与条形基板之间的腔体结构是由一个空腔形成，并且所述条形透镜具有一个空腔的内表面为平面状。

6.  根据权利要求4所述的LED条形光源，其特征在于，所述条形透镜与条形基板之间的腔体结构是由多个空腔连通组成，并且所述条形透镜具有多个空腔的内表面为多个内陷球面状。

7.  根据权利要求1所述的LED条形光源，其特征在于，所述注胶孔与所述排气孔分别设置在所述条形基板的相对两端，并且位于所述条形透镜与条形基板之间腔体结构的内侧。

8.  一种LED条形光源的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
准备具有线路的条形基板，在所述条形基板上设置注胶孔和排气孔；
在所述条形基板上安装至少一个LED芯片，并将所述LED芯片与条形基板上的线路电性连接；
准备具有至少一个空腔的条形透镜，所述空腔的位置需保证能够覆盖所述LED芯片；
将所述条形透镜安装至所述条形基板安装有LED芯片的一侧，所述条形基板与条形透镜之间形成腔体结构；
从所述条形基板底部的注胶孔将填充胶体注入腔体结构中；以及
待注胶完成后，将填充胶体硬化，即完成LED条形光源的成型。

9.  根据权利要求8所述的LED条形光源的封装方法，其特征在于，所述准备具有线路的条形基板的步骤还包括在条形基板上加工多个定位孔，并且，在条形透镜的准备过程中，还包括有在条形透镜上设置多个与定位孔相对应的定位柱，在将所述条形透镜安装至所述条形基板上时，将条形透镜的定位柱固定插入至条形基板相应的定位孔中。

10.  根据权利要求8所述的LED条形光源的封装方法，其特征在于，从所述条形基板底部的注胶孔注入的胶体是混合有荧光粉的填充胶体。

11.  根据权利要求8所述的LED条形光源的封装方法，其特征在于，其特征在于所述条形透镜可加工成长条形平面结构、长条形曲面结构或者平面与曲面组合的长条形结构。

12.  根据权利要求8或11所述的LED条形光源的封装方法，其特征在于，所述条形透镜的内表面可加工成平面状或者内陷球面状的空腔。

LED条形光源及其封装方法
技术领域
本发明涉及一种半导体光源技术，尤其涉及一种发光二极管(LightEmitting Diode，LED)条形光源的结构及其封装方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是利用半导体材料中的电子与空穴结合时能量带位阶的改变以发光形式释放出能量的器件，其具有体积小、寿命长、驱动电压低、耗电量低、反应速度快、耐震性佳等优点，为日常生活中各种应用设备中常见的元件，并且其已逐渐出现在传统照明市场的每个角落。条形光源作为半导体照明光源的一个重要产品类别，越来越多的得到各个领域的广泛应用。
现有的LED条形光源，是在用于装配芯片的金属线路板上安装一金属边框(或其他材质的边框)，在完成芯片的安放和引线连接后，在边框所形成的腔体内直接采用点胶设备覆盖一层含荧光粉的封装胶体。然而在封装胶体的覆盖过程中，由于点胶设备的气压不稳定，会出现个体与个体之间的差异，从而影响产品的一致性，并且封装LED条形光源所涉及的封装工艺及结构较为复杂，利用边框封装胶体的成本相对较高。
发明内容
有鉴于此，须提供一种生产工艺简单、成本低、色度均匀、一致性高的LED条形光源及其封装方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种LED条形光源，包括：具有线路的条形基板、设置于所述条形基板上并与所述条形基板上的线路电性连接的至少一个LED芯片、以及用于封装所述LED芯片的填充胶体，其特征在于：还包括有与所述条形基板相互配合、并形成腔体结构的条形透镜，所述条形基板上设有注胶孔与排气孔，所述填充胶体是通过所述注胶孔与排气孔被封装至所述腔体结构中。
上述的LED条形光源，其中：所述条形基板上具有用于固定所述条形透镜的多个定位孔，所述条形透镜的底部设有用于装配至条形基板定位孔中的多个定位柱。
上述的LED条形光源，其中：所述填充胶体中混合有用于实现白光光源的荧光粉。
上述的LED条形光源，其中：所述条形透镜可以是长条形平面结构、长条形曲面结构或者平面与曲面组合的长条形结构。
上述的LED条形光源，其中：所述条形透镜与条形基板之间的腔体结构是由一个空腔形成，并且所述条形透镜具有一个空腔的内表面为平面状。
上述的LED条形光源，其中：所述条形透镜与条形基板之间的腔体结构是由多个空腔连通组成，并且所述条形透镜具有多个空腔的内表面为多个内陷球面状。
上述的LED条形光源，其中：所述注胶孔与所述排气孔分别设置在所述条形基板的相对两端，并且位于所述条形透镜与条形基板之间腔体结构的内侧。
一种LED条形光源的封装方法，包括如下步骤：准备具有线路的条形基板，在所述条形基板上设置注胶孔和排气孔；在所述条形基板上安装至少一个LED芯片，并将所述LED芯片与条形基板上的线路电性连接；准备具有至少一个空腔的条形透镜，所述空腔的位置需保证能够覆盖所述LED芯片；将所述条形透镜安装至所述条形基板安装有LED芯片的一侧，所述条形基板与条形透镜之间形成腔体结构；从所述条形基板底部的注胶孔将填充胶体注入腔体结构中；以及待注胶完成后，将填充胶体硬化，即完成LED条形光源的成型。
上述的LED条形光源的封装方法，其中：所述准备具有线路的条形基板的步骤还包括在条形基板上加工多个定位孔，并且，在条形透镜的准备过程中，还包括有在条形透镜上设置多个与定位孔相对应的定位柱，在将所述条形透镜安装至所述条形基板上时，将条形透镜的定位柱固定插入至条形基板相应的定位孔中。
上述的LED条形光源的封装方法，其中：从所述条形基板底部的注胶孔注入的胶体是混合有荧光粉的填充胶体。
上述的LED条形光源的封装方法，其中：其特征在于所述条形透镜可加工成长条形平面结构、长条形曲面结构或者平面与曲面组合的长条形结构。
上述的LED条形光源的封装方法，其中：所述条形透镜的内表面可加工成平面状或者内陷球面状的空腔。
本发明的LED条形光源及其封装方法是通过条形基板与具有空腔的条形透镜相互配合从而形成腔体结构，并采用基板底部注胶的方式将填充胶体注入腔体结构中，此种封装能够简化生产工艺，降低生产成本，而且通过条形透镜与条形基板之间腔体结构的形状限定填充胶体的形状，可以提高LED条形光源产品的一致性，并实现色度均匀。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明LED条形光源的立体组合示意图；
图2为本发明LED条形光源的基板与透镜的立体分解图；
图3为本发明一实施方式中LED条形光源的基板与热沉的立体分解图；
图4为本发明一实施方式中LED条形光源的封装方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述：
请参阅图1与图2所示，本发明的LED条形光源1包括条形基板2、多个芯片3、条形透镜4以及填充胶体(未图示)。
请结合图2与图3所示，所述基板2可为金属线路板或者为装配有热沉的普通线路板。在本实施方式中，是采用普通线路板嵌入热沉6的条形光源基板2，所述条形基板2上设有用于安装芯片3的沉孔20，沉孔20的下孔200直径大于上孔201直径。在每个沉孔20中皆固定设有一个用于散热的热沉6，所述热沉6呈台阶状，并且其形状与沉孔20的结构相匹配。热沉6的上表面可被冲压形成凹陷部(未图示)，并在凹陷部表面镀银即可形成反射杯。所述芯片3固定设置在所述热沉6的反射杯内，并通过内引线(未图示)与印刷在条形基板2上面的线路21相互连接。在本实施方式中，线路21是印刷在条形基板2上，并设置在与条形透镜4相接触的一侧，而芯片3与热沉6之间采用粘合剂粘接。当然，在其他实施方式中，芯片3与热沉6之间可采用其他固定方式。
条形基板2的两端分别具有用于固定LED条形光源1的螺丝定位孔22，并且在所述两个螺丝定位孔22的内侧分别设有注胶孔23与排气孔24，所述注胶孔23与排气孔24皆为贯穿基板2的通孔。为了保证注入的胶体不被溢出，注胶孔23与排气孔24最好分别设置在条形基板2的相对两端。条形基板2的长边两侧还具有用于固定条形透镜4的定位孔25。
在本实施方式中，注胶孔23与排气孔24的数量各为1个，定位孔25的数量为3对，并且沉孔20与芯片3皆呈一字型排列。当然，在其他实施方式中，注胶孔23、排气孔24、定位孔25的数量可为其他数值，并且沉孔20与芯片3可设置为单个或者多个，在具有多个时，可采用多种排列方式分布在条形基板2上。
所述多个芯片3之间可采用串联连接、并联连接或者串联与并联的混合连接方式实现。
条形透镜4的底部边缘部分41具有自底面向外延伸的定位柱40，用于安装至条形基板2的定位孔25中，所述定位柱40的数量与位置与条形基板2上定位孔25的数量与位置相对应。在本实施方式中，所述定位柱40与透镜4为一体成型。条形透镜4的底部中空(未图示)，即自底部下表面向内凹陷形成多个空腔，所述多个空腔分别与设置在条形基板2上的多个芯片3相对应，在基板2与透镜4的安装完成后，二者之间通过多个空腔的相互连通而形成密闭的腔体结构。
在本实施方式中，所述条形透镜4为多曲面组合透镜结构，并具有预定的曲率，从而可以使得光照射方向得以控制，而在其他实施方式中，条形透镜4可为长条形平面等其他结构，并且条形透镜4的内表面可加工成一个平面状或者多个内陷球面状的空腔。本发明的条形透镜4可为透明环氧树脂、PVC、PC、有机玻璃等材料。
所述填充胶体中混合有荧光粉，用于实现LED白光光源，并且在本发明实施方式中，所述芯片3为用于产生白光光源的蓝光或紫外芯片。所述填充胶体可为硅胶或者环氧树脂等材质。填充胶体通过条形基板2上的注胶孔23注入至透镜4与基板2之间的腔体结构内，并通过排气孔24将腔体结构内的气体排出。由于荧光粉的浓度及用量将影响到白光的颜色，因此通过透镜4内腔体结构的形状限制混有荧光粉的填充胶体的形状，从而能够实现LED条形光源1色度的一致性。
图4所示为本发明一实施方式中LED条形光源封装方法的流程图，在本实施方式中，是采用普通线路板嵌入热沉的条形光源基板，其工艺流程如下：
在步骤S100，准备条形基板：
制备具有多个沉孔结构20的条形基板2，条形基板2的表面印刷有保证芯片3之间相互连接的线路21。在沉孔结构20及印刷线路21的外侧采用孔加工工艺制备注胶孔23、排气孔24以及多对用于固定条形透镜4的定位孔25。其中，注胶孔23与排气孔24的加工位置在透镜4腔体结构的下方，并且注胶孔23与排气孔24分别加工在条形基板2的相对两端。另外，需在条形基板2的两端加工有一对用于固定LED条形光源1的螺丝定位孔22。
在步骤S101，装配热沉：
采用锻压的工艺，制作呈台阶状的热沉6，使得台阶状的热沉6恰好与基板2上的沉孔结构20相匹配，并将热沉6以粘接或过盈配合的方式装配嵌入基板2的沉孔结构20内。在本发明实施方式中，可将热沉6的上表面向内冲压制成凹陷部，并在凹陷部表面镀银形成具有反射杯的热沉6，从而提高向前方的光的聚光性。
在步骤S102，安放芯片：
将多个芯片3采用粘合剂分别粘接在每个热沉6的反射杯内，所述粘合剂可为导电银浆等粘合剂。待芯片3安放完成后，采用内引线(未图示)将芯片3的电极与基板2上的线路21电性连接。在其他实施方式中，如热沉6不具有反射杯，则可将芯片3直接固定在每个热沉6上即可。
在步骤S103，准备条形透镜：
制备具有多曲面组合的条形透镜4，透镜4自底面向内凹陷形成多个中空腔体，每个中空腔体的位置与装配在基板2上芯片3的位置相对应。临近的两个中空腔体之间需保证在与基板2的安装完成后能够顺畅的导通填充胶体。在透镜4的底部边缘部分41一体成型的加工有自底面向外延伸的定位柱40。每个定位柱40的位置与数量需加工成与基板2上定位孔25的位置与数量相对应，并且所述定位柱40的大小需保证适于插入所述定位孔25中。
在步骤S104，组装条形透镜与条形基板：
将条形透镜4上的定位柱40分别装配至条形基板2的定位孔25中，从而在透镜4与基板2之间形成了密闭的腔体结构。在本实施方式中，是采用热压固定的方式将透镜4与基板2牢固固定。
在步骤S105，注入胶体：
将装配好的条形透镜4与条形基板2倒转放置，即条形基板2的下表面位于上方，条形透镜3的上表面位于下方。将混有荧光粉的液态填充胶体通过注胶设备(未图示)或者采用人工方式从基板2底部的注胶孔23注入透镜4与基板2之间的腔体结构内。随着所述填充胶体的注入，腔体结构内的空气通过基板2底部另一侧的排气孔24排出。当填充胶体充满整个排气孔24时，胶体的注入操作结束。
在步骤S106，硬化胶体：
采用加热的方式将混有荧光粉的填充胶体硬化，当然也可采用在自然环境中硬化的方式实现。待硬化完成后，即完成了整个LED条形光源的封装过程。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，例如，条形透镜可被加工成长条形平面结构、透镜表面呈曲面的形状、或者透镜表面为曲面与平面相结合的形状；条形基板也可不采用装配热沉的方式，而是将芯片直接装配在陶瓷基板或金属线路板等其他基板上；凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均包含本发明的保护范围内。