CN117239042B - 一种全彩贴片式led结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及全彩LED技术领域，具体为一种全彩贴片式LED结构，其包括：LED支架，所述LED支架上装配有焊盘区和固晶区；与固晶区装配的三个LED芯片；分别封罩在每个LED芯片外部的独立透镜；三个所述独立透镜之间设计有防干扰部，三个所述LED芯片以等边三角形的三顶点进行分布，所述独立透镜为包括下柱体和上圆顶的蒙古包结构，所述防干扰部包括安装在三个独立透镜之间的反光部，所述反光部的外壁与任一个独立透镜的下柱体相贴合，所述反光部的高度不低于独立透镜上圆顶的高度，所述反光部为不透光材质制成，本发明加强了LED芯片的防水汽侵扰的能力，同时也提升了LED芯片的发光一致性和出光效率。
Description
技术领域
本发明涉及全彩LED技术领域，具体为一种全彩贴片式LED结构。
背景技术
全彩贴片式LED是一种可以发出多种颜色的LED灯珠，它由三个单色的LED芯片（红、绿、蓝）组成，将三种LED芯片封装至一个小型的塑料外壳中，通过调节每个LED芯片的亮度来混合出不同的颜色，其具有体积小、亮度高和耗能低等实用性优点。
在现有技术中，如中国专利“一种户外全彩显示屏SMD LED器件”中提出的在户外环境中使用时水汽易渗入灯珠内部导致其损坏，灯珠在潮湿环境中的可靠性较差，且填充物也会由于水汽的进入导致吸水失位。
发明内容
本发明提供一种全彩贴片式LED结构，加强了LED芯片的防水汽侵扰的能力，同时也提升了LED芯片的发光一致性和出光效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全彩贴片式LED结构，包括：
LED支架，所述LED支架上装配有焊盘区和固晶区；
与固晶区装配的三个LED芯片；
分别封罩在每个LED芯片外部的独立透镜；
三个所述独立透镜之间设计有防干扰部。
三个所述LED芯片以等边三角形的三顶点进行分布，所述独立透镜为包括下柱体和上圆顶的蒙古包结构。
所述防干扰部包括安装在三个独立透镜之间的反光部，所述反光部的外壁与任一个独立透镜的下柱体相贴合，所述反光部的高度不低于独立透镜上圆顶的高度，所述反光部为不透光材质制成。
所述焊盘区包括公共焊盘及其三个独立焊盘，所述公共焊盘位于反光部的内部，且三个所述LED芯片均与公共焊盘之间通过金线完成连接，且三个所述LED芯片分别通过金线与相近的独立焊盘连接，且所述公共焊盘位于等边三角形的中心处。
所述独立透镜的内部填充有第二填充物，所述LED支架上通过预制模具填充成型有第一填充物，所述第一填充物包覆在独立透镜及反光部的上方和外围。
围绕在三个独立透镜外部的所述LED支架上开设有嵌装槽，所述嵌装槽的内部上凸起有隔断层，隔断层两侧分别安装有第一干燥部和第二干燥部，所述第一干燥部位于所述嵌装槽的内侧，所述第二干燥部位于所述嵌装槽的外侧，且所述第一干燥部的吸水率大于第二干燥部的吸水率。
可选的，所述独立透镜的顶部为封闭式，所述LED支架内开设有三个胶道，三个所述胶道的一端均穿透至反光部的内部，三个所述胶道的另一端分别穿透至三个独立透镜的内部，所述反光部上设计有与外部预设注射器对接的注射孔。
可选的，所述第二填充物中胶水的折射率大于所述第一填充物中胶水的折射率，且所述第二填充物的折射率接近LED芯片的折射率，所述第一填充物的折射率接近空气的折射率，所述第二填充物的内部填充有荧光剂。
可选的，所述LED支架的底部安装有公共引脚及三个独立引脚，所述公共引脚及三个独立引脚分别向四个方向作发散状且互不干扰，三个所述独立引脚通过金属通道分别与三个相对应的独立焊盘形成电连接，所述公共引脚通过金属通道与公共焊盘形成电连接，所述金属通道的内部可装配金属线。
可选的，所述固晶区设计在独立透镜的内部，所述固晶区与对应的LED芯片之间通过导电胶形成连接。
本发明提供一种全彩贴片式LED结构，通过设计精密封罩住LED芯片的独立透镜，且独立透镜的结构和材质不会被水汽侵扰，能够对独立透镜及其固晶部分提供高质量的防护，同时在三个独立透镜之间设计防干扰部，能够使三个LED芯片射出的光不会相互干扰，提高LED芯片的出光效率。
通过将三个LED芯片进行等距三角分布，能够使三个LED芯片向外出光能够以同样的角度进行射出，同时提高发光一致性，确保各角度的色温质量，减少色域偏差，且通过设计独立透镜下柱体上圆顶的结构，能够使独立透镜的发光能够以下柱体以上为基准面进行四散的发光，减少发光的初始反射，提高了LED芯片的发光质量，再通过设计反光部的高度，能够避免LED芯片的独立出光受到干扰，通过三个独立透镜和反光部的配合，能够使三个LED芯片形成独立的出光路线，避免干扰，也提高了LED芯片的出光质量。
附图说明
图1为全彩贴片式LED结构的内部剖面示意图；
图2为全彩贴片式LED结构的立体示意图；
图3为本发明图2的正视结构示意图；
图4为全彩贴片式LED结构封装胶水后的示意图；
图5为本发明图2的俯视结构示意图（包括胶道部分的结构透视图）；
图6为本发明图2的仰视结构示意图（包括焊盘与引脚部分的结构透视图）；
图7为本全彩贴片式LED结构中焊盘、金线和LED芯片之间的连接示意图；
图8为本发明LED支架内部的结构示意图；
图9为本发明焊盘与引脚部分的立体结构透视图；
图10为图8中A处结构放大示意图。
图中：1、LED支架；2、公共焊盘；3、独立焊盘；4、独立透镜；5、反光部；6、公共引脚；7、独立引脚；8、LED芯片；9、胶道；12、金线；13、金属通道；14、第一填充物；15、第二填充物；16、第一干燥部；17、第二干燥部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图10，本发明提供一种技术方案：一种全彩贴片式LED结构，包括：
LED支架1，LED支架1上装配有焊盘区和固晶区；与固晶区装配的三个LED芯片8；分别封罩在每个LED芯片8外部的独立透镜4；三个独立透镜4之间设计有防干扰部。
在现有技术中，水汽的进入是较为复杂的问题，封装厂比较常用的处理手段是改进LED支架结构，通过拉伸折弯等方式延长支架的水汽进入路径，但是水汽在高压或丰富的情况下还是会突破延长的路径，只能起到拖延的作用，而在本发明中，通过设计精密封罩住LED芯片8的独立透镜4，且独立透镜4的结构和材质不会被水汽侵扰，能够对独立透镜4及其固晶部分提供高质量的防护，同时在三个独立透镜4之间设计防干扰部，能够使三个LED芯片8射出的光不会相互干扰，提高LED芯片8的出光效率。
其中较为优选的实施例，三个LED芯片8以等边三角形的三顶点进行分布，独立透镜4为包括下柱体和上圆顶的蒙古包结构，请结合参阅图1、图2、图5和图7，在本实施例中，通过将三个LED芯片8进行等距三角分布，能够使三个LED芯片8向外出光能够以同样的角度进行射出，同时提高发光一致性，确保各角度的色温质量，减少色域偏差，且通过设计独立透镜4下柱体上圆顶的结构，能够使独立透镜4的发光能够以下柱体以上为基准面进行四散的发光，减少发光的初始反射，提高发光质量，其中，下柱体的高度可以根据LED芯片8的发光基准面进行调节。
在独立透镜4的实施例基础上，其中较为优选的实施例，防干扰部包括安装在三个独立透镜4之间的反光部5，反光部5的外壁与任一个独立透镜4的下柱体相贴合，反光部5的高度不低于独立透镜4上圆顶的高度，反光部5为不透光材质制成，请参阅图1至图4，在本实施例中，反光部5的外壁为反光设计，例如在反光部5的外壁覆着反射涂层，提高反射效率，其次通过设计反光部5的高度，能够避免LED芯片8的独立出光受到干扰，通过三个独立透镜4和反光部5的配合，能够使三个LED芯片8形成独立的出光路线，避免干扰，也提高了LED芯片8的出光质量。
在防干扰部实施例的基础之上，其中较为优选的实施例，独立透镜4的内部填充有第二填充物15，LED支架1上通过预制模具填充成型有第一填充物14，第一填充物14包覆在独立透镜4及反光部5的上方和外围，请参阅图4，利用独立焊盘3和预制模具，能够在LED芯片8的外部形成内层和外层的封装层，提高封装质量。
进一步地，独立透镜4的顶部为封闭式，LED支架1内开设有三个胶道9，三个胶道9的一端均穿透至反光部5的内部，三个胶道9的另一端分别穿透至三个独立透镜4的内部，反光部5上设计有与外部预设注射器对接的注射孔，请结合参阅图5、图8和图9，在本实施例中，通过设计胶道9在独立透镜4与反光部5之间的连接关系，且使反光部5的内部为密封和中空的，能够通过反光部5和胶道9的配合，将注射的第二填充物15能够快速的分配至三个独立透镜4之中，完成填充和包覆LED芯片8，形成内层的封装。
进一步地，第二填充物15中胶水的折射率大于第一填充物14中胶水的折射率，且第二填充物15的折射率接近LED芯片8的折射率，第一填充物14的折射率接近空气的折射率，第二填充物15的内部填充有荧光剂，通过第二填充物15和第一填充物14形成内外双层的组合式封装，且第二填充物15的折射率接近LED芯片8的折射率，能够减少光线从LED芯片8至第二填充物15的全反射，且外层第一填充物14的折射率与空气环境的折射率相接近，能够减少光线从第一填充物14至空气的全反射，且第二填充物15与第一填充物14能够形成一个折射率梯度，从而能够减少光线从LED芯片8至空气的全反射，进而提高LED芯片8的出光效率，其中，对于GaN基的芯片，其折射率约为2.5，可以选择折射率为1.8-2.0的环氧树脂作为内层胶水，折射率为1.4-1.5的有机硅树脂作为外层胶水，本实施例中接近，可以理解为在特定范围内接近。
其次，在本实施例中，荧光剂可以提高LED芯片8的出光效率，因为荧光剂可以将LED芯片8发出的部分无法被人眼感知的紫外光或蓝光转换为可见光，从而增加了LED芯片8的亮度，其次，荧光剂可以改善LED芯片8的显色性，因为荧光剂可以调节LED芯片8发出的光谱分布，使其更接近自然光或符合人们的需求。
进一步地，围绕在三个独立透镜4外部的LED支架1上开设有嵌装槽，嵌装槽的内部上凸起有隔断层，隔断层两侧分别安装有第一干燥部16和第二干燥部17，第一干燥部16位于嵌装槽的内侧，第二干燥部17位于嵌装槽的外侧，且第一干燥部16的吸水率大于第二干燥部17的吸水率，目前，在现有技术中，LED支架1是PPA与金属结构的物理结合，在进行回流焊或者高温环境烘烤后，PPA与金属结构之间的缝隙会增大，导致水汽容易进入器件内部，或者LED结构的外部透镜或塑料壳与LED支架1之间的连接处也会出现水汽侵扰的现象，在本实施例中，请参阅图8及其细节放大图，通过设计嵌装槽和隔断层的配合，能够形成防水槽台，增加水汽进入的路径，其次，第一干燥部16与第二干燥部17能够形成双层的干燥层，对进入的水汽进行吸收，且第一干燥部16与第二干燥部17之间的吸收能力不同，对水汽的阻挡能力也不同，能够有效的对水汽形成吸收阻挡。
在防干扰部实施例的基础之上，其中较为优选的实施例，请参阅图5至图9，焊盘区包括公共焊盘2及其三个独立焊盘3，公共焊盘2位于反光部5的内部，且三个LED芯片8均与公共焊盘2之间通过金线12完成连接，且三个LED芯片8分别通过金线12与相近的独立焊盘3连接，且公共焊盘2位于等边三角形的中心处。
进一步地，LED支架1的底部安装有公共引脚6及三个独立引脚7，公共引脚6及三个独立引脚7分别向四个方向作发散状且互不干扰，三个独立引脚7通过金属通道13分别与三个相对应的独立焊盘3形成电连接，公共引脚6通过金属通道13与公共焊盘2形成电连接，金属通道13的内部可装配金属线。
更进一步地，固晶区设计在独立透镜4的内部，固晶区与对应的LED芯片8之间通过导电胶形成连接，通过将固晶区集成设计在独立透镜4内，能够对固晶区也形成防护，详细的，LED支架1可为支架和基板的结合部件，本发明中并未对基板这一现有技术进行详细说明。
利用上述等结构的配合，加强了LED芯片8的防水汽侵扰的能力，同时也提升了LED芯片8的发光一致性和出光效率。
本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种全彩贴片式LED结构，其特征在于：包括：
LED支架（1），所述LED支架（1）上装配有焊盘区和固晶区；
与固晶区装配的三个LED芯片（8）；
分别封罩在每个LED芯片（8）外部的独立透镜（4）；
三个所述独立透镜（4）之间设计有防干扰部；
三个所述LED芯片（8）以等边三角形的三顶点进行分布，所述独立透镜（4）为包括下柱体和上圆顶的蒙古包结构；
所述防干扰部包括安装在三个独立透镜（4）之间的反光部（5），所述反光部（5）的外壁与任一个独立透镜（4）的下柱体相贴合，所述反光部（5）的高度不低于独立透镜（4）上圆顶的高度，所述反光部（5）为不透光材质制成；
所述焊盘区包括公共焊盘（2）及其三个独立焊盘（3），所述公共焊盘（2）位于反光部（5）的内部，且三个所述LED芯片（8）均与公共焊盘（2）之间通过金线（12）完成连接，且三个所述LED芯片（8）分别通过金线（12）与相近的独立焊盘（3）连接，且所述公共焊盘（2）位于等边三角形的中心处；
所述独立透镜（4）的内部填充有第二填充物（15），所述LED支架（1）上通过预制模具填充成型有第一填充物（14），所述第一填充物（14）包覆在独立透镜（4）及反光部（5）的上方和外围；
围绕在三个独立透镜（4）外部的所述LED支架（1）上开设有嵌装槽，所述嵌装槽的内部上凸起有隔断层，隔断层两侧分别安装有第一干燥部（16）和第二干燥部（17），所述第一干燥部（16）位于所述嵌装槽的内侧，所述第二干燥部（17）位于所述嵌装槽的外侧，且所述第一干燥部（16）的吸水率大于第二干燥部（17）的吸水率；
所述独立透镜（4）的顶部为封闭式，所述LED支架（1）内开设有三个胶道（9），三个所述胶道（9）的一端均穿透至反光部（5）的内部，三个所述胶道（9）的另一端分别穿透至三个独立透镜（4）的内部，所述反光部（5）上设计有与外部预设注射器对接的注射孔；
所述第二填充物（15）中胶水的折射率大于所述第一填充物（14）中胶水的折射率，且所述第二填充物（15）的折射率接近LED芯片（8）的折射率，所述第一填充物（14）的折射率接近空气的折射率，所述第二填充物（15）的内部填充有荧光剂。
2.根据权利要求1所述的全彩贴片式LED结构，其特征在于：所述LED支架（1）的底部安装有公共引脚（6）及三个独立引脚（7），所述公共引脚（6）及三个独立引脚（7）分别向四个方向作发散状且互不干扰，三个所述独立引脚（7）通过金属通道（13）分别与三个相对应的独立焊盘（3）形成电连接，所述公共引脚（6）通过金属通道（13）与公共焊盘（2）形成电连接，所述金属通道（13）的内部可装配金属线。
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的全彩贴片式LED结构，其特征在于：所述固晶区设计在独立透镜（4）的内部，所述固晶区与对应的LED芯片（8）之间通过导电胶形成连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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