一种聚光型紫外LED灯珠制造技术

本发明专利技术公开了一种聚光型紫外LED灯珠，属于LED封装技术领域。本发明专利技术的聚光型紫外LED灯珠包括基板和复合透镜单元，复合透镜单元通过围坝设置于基板上，围坝先通过预先机械加工再钎焊在基板上。本发明专利技术的基板上设有芯片，芯片与复合透镜单元对应设置；本发明专利技术的复合透镜单元包括m个透镜，m≥2，且复合透镜单元用于对芯片发出的光束进行聚焦和准直。针对现有技术中仅具有一次光学的封装的LED灯珠的聚光性能和准直性能较差的问题，本发明专利技术提供一种聚光型紫外LED灯珠，通过一次光学设计即可提高紫外LED灯珠的聚光性能和准直性能，进而可以满足远距离辐射固化应用的需求，进一步提高了紫外LED灯珠应用的广泛性。灯珠应用的广泛性。灯珠应用的广泛性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚光型紫外LED灯珠


[0001]本专利技术属于LED封装
，更具体地说，涉及一种聚光型紫外LED灯珠。

技术介绍

[0002]紫外LED主要用于辐射固化譬如印刷油墨的固化，医疗器械譬如治疗皮肤病，和杀菌消毒譬如物体表面消毒和空气净化。用于辐射固化、医疗器械、消毒杀菌的光源通常需要很高的辐照强度即单位面积的辐射能量，并且辐射能量具有某种方向性。有时候辐射固化的应用要求辐射光的准直度，譬如固化光刻胶。
[0003]LED芯片辐射能量在空间的角度分布是朗伯分布，即在0～180
°
的半空间所有方向上均匀的辐射分布。LED芯片组装成为照明产品后，其辐射能量的空间角度分布一般要经过两次光学透镜的改变，即所谓的“一次光学”和“二次光学”。一次光学是在封装LED芯片成为光电元件即灯珠时，填充硅胶和在灯珠发光面添加半球或类似形状的透镜，一次光学的主要功能是“出光”，因为芯片的折射系数2.4大于空气的折射系数1，光从芯片到空气的发出受到全反射的阻碍。填充折射系数为1.4的硅胶和加半球形透镜能使光输出提高25％。改变光束的空间角度分布不是一次光学的主要目的。与一次光学相比，二次光学的主要功能是“分配”，即改变光在空间的角度分布譬如聚光。二次光学的主要器件是反光杯和全反射透镜，反光杯一般是金属做成的，表面反光从而改变光路。全反射透镜一般是由PMMA和PC制成，利用全反射的光学原理改变光路。
[0004]一次光学加上二次光学的通常做法充分地满足了一般照明应用需要，但是对于需要很高辐照强度的紫外光源则遇到了困难。首先二次光学的常用材料PMMA和PC不能用，因为它们对紫外波长的透明程度远不如石英玻璃。另外PMMA和PC长时间受紫外光的照射会发生“老化
”‑
颜色发黄、脆化、裂纹。更致命的问题是二次光学透镜尺寸大，限制了灯珠的密集排列，因此很难取得高辐照强度。目前对于没有二次光学仅具有一次光学的封装的LED灯珠的发光角度一般约为90～110
°
，发光角度定义为半峰值全宽。将灯珠密集地排列起来，形成线光源或面光源是目前紫外LED光源的普遍做法，这对于近距离的辐射固化应用是可以的，但对于远距离、需要固化的油墨或涂料较厚的应用或者需要准直性光源的应用譬如曝光灯，则需要聚光性能和准直性较好的紫外LED灯珠。

技术实现思路

[0005]1.要解决的问题
[0006]针对现有技术中仅具有一次光学的封装的LED灯珠的聚光性能和准直性能较差的问题，本专利技术提供一种聚光型紫外LED灯珠，通过一次光学设计即可提高紫外LED灯珠的聚光性能和准直性能，进而可以满足远距离辐射固化应用的需求，进一步提高了紫外LED灯珠应用的广泛性。
[0007]2.技术方案
[0008]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术的一种聚光型紫外LED灯珠，其特征在于，包括基板和复合透镜单元，复合透镜单元通过围坝设置于基板上，基板上设有芯片，芯片与复合透镜单元对应设置；其中，复合透镜单元包括m个透镜，m≥2，且复合透镜单元用于对芯片发出的光束进行聚焦和准直，从而实现了通过一次光学设计提高紫外LED灯珠的聚光性能和准直性能。
[0010]作为本专利技术更进一步地改进，复合透镜单元包括两个透镜，两个透镜分别为第一透镜和第二透镜，第二透镜设置于第一透镜上方，且第一透镜不与芯片相接触。进一步地，第一透镜为球形透镜，第二透镜为半球透镜，第一透镜用于将芯片发出的光束聚焦于第二透镜的焦点。
[0011]作为本专利技术更进一步地改进，所述第一透镜为双凸透镜，第二透镜为半球透镜，其中，第一透镜靠近芯片的一侧面为凸形面。
[0012]作为本专利技术更进一步地改进，第一透镜的半径为R1，第一透镜的底端与芯片表面之间的距离为
[0013]作为本专利技术更进一步地改进，第二透镜的半径为R2，第二透镜的底平面与第一透镜的顶端之间的距离为
[0014]作为本专利技术更进一步地改进，围坝设有台阶，第一透镜设置于台阶上。
[0015]作为本专利技术更进一步地改进，第二透镜的平面与第一透镜的顶端之间的距离为
[0016]作为本专利技术更进一步地改进，还包括套环，该套环的内壁设有涂层，且该套环套设于第一透镜上。
[0017]作为本专利技术更进一步地改进，第二透镜的底平面与套环的顶部相接触。
[0018]3.有益效果
[0019]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术的一种聚光型紫外LED灯珠，通过设置围坝和复合透镜单元，实现了通过一次光学设计提高单颗聚光型紫外LED灯珠的聚光效果和准直性，并且大大增加了紫外LED灯珠的远程辐射强度，进一步通过形成方型光斑，从而可以将多颗聚光型紫外LED灯珠进行密集排列，进而可以满足远距离辐射固化应用的需求，进一步提高了紫外LED灯珠应用的广泛性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种聚光型紫外LED灯珠结构示意图一；
[0022]图2为本专利技术一种聚光型紫外LED灯珠结构示意图二；
[0023]图3为本专利技术的复合透镜单元的光路示意图。
[0024]图中：100、基板；110、芯片；120、围坝；121、台阶；122、套环；200、复合透镜单元；210、第一透镜；220、第二透镜；
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例
中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；而且，各个实施例之间不是相对独立的，根据需要可以相互组合，从而达到更优的效果。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。
[0027]实施例1
[0028]本专利技术的一种聚光型紫外LED灯珠，包括基板100、芯片110、围坝120和复合透镜单元200，基板100上设有芯片110，本实施例的芯片110为方形芯片，且芯片110设置于基板100的中心位置，值得说明的是，基板100不仅为芯片110提供机械支撑，还为芯片110提供传热通道和电路；本实施例的基板100采用陶瓷制作而成，且基板100表面蚀刻有电路，本实施例的芯片110为紫外LED芯片，且芯片110粘贴于基板100的表面。进一步地，芯片110环绕设置有围坝120，本专利技术围坝120的材质为金属，围坝120先通过机械加工方式进行制作，然后将制作完成的围坝120钎焊在基板100上，从而可以根据需求制作不同形状、不同高度的围坝120，进而可以通过一次光学设计提高紫外LED灯珠的聚光效果。
[0029]本专利技术的复合透镜单元200本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚光型紫外LED灯珠，其特征在于，包括基板(100)和复合透镜单元(200)，所述复合透镜单元(200)通过围坝(120)设置于基板(100)上，所述基板(100)上设有芯片(110)，所述芯片(110)与复合透镜单元(200)对应设置；其中，复合透镜单元(200)包括m个透镜，m≥2，且复合透镜单元(200)用于对芯片(110)发出的光束进行聚焦和准直。2.根据权利要求1所述的一种聚光型紫外LED灯珠，其特征在于，复合透镜单元(200)包括两个透镜，两个透镜分别为第一透镜(210)和第二透镜(220)，所述第二透镜(220)设置于第一透镜(210)上方，且第一透镜(210)不与芯片(110)相接触。3.根据权利要求2所述的一种聚光型紫外LED灯珠，其特征在于，所述第一透镜(210)为球形透镜，第二透镜(220)为半球透镜，所述第一透镜(210)用于将芯片(110)发出的光束聚焦于第二透镜(220)的焦点。4.根据权利要求2所述的一种聚光型紫外LED灯珠，其特征在于，所述第一透镜(210)为双凸透镜，第二透镜(220)为半...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛红帅，梅泽群，
申请(专利权)人：麦科勒滁州新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：