一种新型集成化半导体光源

技术领域

本发明涉及一种新型集成化半导体光源，属于半导体照明应用领域。

背景技术

LED光源作为一种新型半导体照明光源，具有优异的节能环保、低成本、长寿命、小体积等特点，因而在照明、显示等领域被广泛研究与应用。近年来，随着人们对光品质要求的不断提高，以及不同应用场景对光源选择的多样性需求，未来需要更多光色和高品质光源来满足日益增长的照明需求。

现有主流LED照明光源主要以LED蓝光(B)芯片激发黄色荧光粉制备而成，激发产生的红光(R)和绿光(G)与剩余的蓝光混合得到某一色温的白光，方法简单且成本低。但是现有LED照明光源的色温固定，且主要集中在白光色温段的区间或单色彩照明，对于其它任意色彩的光源由于受发光方式的限制而非常匮乏，因此对需特定色彩照明的场景，现主流光源已无法满足。

为了得到任意色彩光源，有研究通过短波长芯片激发红、绿、蓝、黄等荧光粉实现，但所得光源光效低，色差大；或者借鉴LED显示屏原理通过红、绿、蓝芯片混光实现，但需要配套设备和软件，实现难度较大，成本较高。

同时，现有照明光源的发光单元分布不均，且间距较大，存在严重的眩光问题，无法做到真正的面出光效果，因此无法满足在高端场景的应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种新型集成化半导体光源，该光源采用单电源驱动红、绿、蓝三种LED芯片，通过不同贴片电阻对各种类芯片的光学参数进行控制调节，可实现任意所需光色，光源结构简单，可匹配现有照明设施；同时通过将三者芯片集成式均匀交互分布，可使光线混合后光色更加均匀对称，可满足任何高端照明场景的应用需求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：半导体光源包含LED发光单元、LED基板、贴片电阻，其中LED发光单元包含红光(R)LED芯片、绿光(G)LED芯片和蓝光(B)LED芯片，且三者呈阵列式交互分布于LED基板上；LED基板上设置有LED芯片焊盘、芯片正负极焊盘及其电路走线，分别用于承载LED芯片和连接芯片正负极，同种类芯片相互连接并串联一组贴片电阻，后将三者芯片电路并联连接。

进一步的，LED芯片为正装或倒装结构，其中正装芯片采用引线键合、倒装芯片采用导电材料连接至基板的正负极焊盘上。

进一步的，LED芯片采用硅树脂或环氧树脂进行整体封装。

进一步的，R、G、B芯片排布方式在行、列之间均呈交互式循环排列，以R-G-B一组作为一个循环单元。

进一步的，R、G、B同种类芯片之间的连接方式可串联或并联，后统一串联一组贴片电阻；不同种类芯片之间并联。

进一步的，LED基板上设置有三组贴片电阻焊盘，分别连接至各种类的LED芯片电路上。

进一步的，贴片电阻数量为三组，分别安放在三组贴片电阻焊盘上，导通电路。

进一步的，每组贴片电阻的规格可根据光源的目标光色和电路特点进行选择，其中光色参数包含色坐标、光通或亮度、功率等。

进一步的，LED基板上设置有一组正、负极电源焊盘，分别连接并联电路的正负极。

进一步的，光源采用单一电源进行驱动点亮，驱动电源分别连接基板的正负极电源焊盘。

有益效果：通过以上技术方案得到的半导体光源，可达到如下效果：

(1)光源光色任意可调，可根据实际应用需求进行设计，可适用于或满足任何照明应用场景。

(2)光源采用R、G、B芯片集成式交互分布，可使光线混合后光色更加均匀对称，为高端照明场景的应用需求提供技术支持。

(3)光源可实现面出光效果，不在需要透镜协助，节约成本，简化结构。

(4)光源采用单电源驱动，可匹配现有照明光源的驱动设施，不增加额外成本。

(5)光源结构简单，实现方便，适合工业化批量生产。

附图说明

图1是本发明半导体光源的LED基板结构示意图

图2是本发明半导体光源的结构俯视图

图3是本发明半导体光源的结构剖视图

图4是本发明半导体光源的电路示意图

附图标记：

1-LED基板功能区；11-芯片焊盘；12-芯片正负极焊盘；2-贴片电阻焊盘；3-正负极电源焊盘；41-R芯片；42-G芯片；43-B芯片；5-贴片电阻；6-封装胶水；7-LED基板电路走线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请附权利要求所限定的范围。

实施例1

根据半导体光源的实际应用需求，设计光源的各项规格指标。本实施例列举的光源发光单元的阵列排布为9*9，如图1所示，发光单元包含R、G、B三种芯片，如图2所示，三者的排列方式为行列均交互循环排布，如首行/列：R-G-B-R-G-B-R-G-B、第二行/列：G-B-R-G-B-R-G-B-R、第三行/列：B-R-G-B-R-G-B-R-G，依次循环，发光单元的间距设置为0.9mm，每一种类芯片之间相互连接，本实施例采用列或行先并后串进行连接，如图4所示，后统一串联一个贴片电阻，不同种类芯片之间并联至整个电路回路中。

同时，设定光源的目标光色参数，设定目标色彩的色坐标为(x，y)，设定总光通为Y，设定光源功率为P，根据理论混光公式和修正方程式，结合电路设计机理，计算所得R、G、B各支路中所需的贴片电阻参数。

对于光源的具体实施操作流程参考如下：

如图1-4所示，按以上要求制作LED基板，将R芯片41、G芯片42、B芯片43按以上顺序分别固定在LED基板功能区1的芯片焊盘11上，其中R芯片为正装垂直结构，G和B芯片为正装水平结构，采用引线键合方式将各芯片的正负极与LED基板上的芯片正负极焊盘12进行连接，后用塑封方式对LED芯片进行封装处理，封装胶6采用硅树脂材料，封装完成后将R、G、B各支路中所对应的贴片电阻5贴合在LED基板上对应的贴片电阻焊盘2上，最后依据设计功率对光源进行驱动。

实施例2

本实施例的光源实现方式是在实施例1的基础上进行改进，与实施例1的不同之处在于：发光单元的阵列排布为15*15、间距为0.5mm；R、G、B芯片均采用倒装结构；每种类芯片之间的连接方式采用列或行先串后并。其余的实现形式或过程均参考实施例1进行实施，此处不再赘述。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。