專利名稱：大功率led光源模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于照明用光源模組，尤其涉及以大功率、高亮度發(fā) 光二極管作為照明光源的LED光源模組，屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，LED光源在照明領(lǐng)域的應(yīng)用備受矚目。白熾燈消耗電能大， 熒光燈帶來(lái)的電磁干擾和電磁污染比較嚴(yán)重，而高壓氣體放電燈的穩(wěn)定性 和安全性都較差，相比之下，LED用作照明光源具有超強(qiáng)節(jié)能、環(huán)保、低 壓、易控、不易損壞、無(wú)紫外線等絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，它將成為替代白熾燈、熒光 燈和高壓氣體放電燈等傳統(tǒng)光源的新一代光源。
具體到霓虹燈以及各類商業(yè)、娛樂(lè)場(chǎng)所的室內(nèi)外廣告、招牌、顯示幕 墻和背景幕墻等所使用的光源模組，它們大多色彩單一，缺少光源色彩變 化。相比之下，白光LED具有豐富的光譜，是一種多顏色的混合光，如藍(lán) 色光加黃色光可得二波長(zhǎng)白光，藍(lán)色光、綠色光與紅色光混合可得三波長(zhǎng) 白光，這一特性決定了LED在光源模組領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景， 一些功 率在1W以下的LED光源模組已經(jīng)面市，它們?cè)谝欢ǔ潭壬险故玖说凸β?LED光源模組的魅力。
然而功率增大以后，LED光源模組的使用特性和壽命在很大程度上受 到散熱因素的制約，據(jù)申請(qǐng)人所知，目前尚未有較好的大功率LED光源模 組設(shè)計(jì)方案，這不能不說(shuō)是現(xiàn)有技術(shù)的一大缺憾。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、 散熱效果好、使用壽命長(zhǎng)的大功率LED光源模組。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是大功率LED光源模組，包括殼體和底 板，光源組件置于殼體內(nèi)部，底板襯在光源組件的下方，殼體的出光面裝 有出光玻璃，其特征在于所述光源組件是以直接焊接或貼裝在鋁基印刷
電路板上的大功率LED芯片為發(fā)光體的LED 二維光源，該LED 二維光源 的上方裝有出光透鏡、下方與散熱器接觸，散熱器的下側(cè)固定有驅(qū)動(dòng)電路， 并配裝電氣連接結(jié)構(gòu)；所述散熱器和LED 二維光源，通過(guò)緊固件與殼體固 定而連為一體。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)解決方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) 上述的大功率LED光源模組，其中，所述LED 二維光源包括大功率 LED芯片、鋁基印刷電路板、光反射碗和透鏡，鋁基印刷電路板的厚度為 0.5 lmm，其下側(cè)布有印刷電路，上側(cè)在LED芯片焊裝區(qū)域設(shè)有直徑0.5 2mm、深度0.5 lmm的凹坑，LED芯片直接焊接或貼裝在凹坑內(nèi)部，凹 坑四周設(shè)有光反射碗，光反射碗固定在鋁基印刷電路板上面，其內(nèi)表面為 拋光鍍銀面，上方罩有透鏡，LED芯片的出光口與光反射碗之間封有透明 樹(shù)脂。
更進(jìn)一步地，上述的大功率LED光源模組，其中，所述光反射碗是 ABS塑料注塑件，其高度為1.5 6mm，錐角為30° 120°。
更進(jìn)一步地，上述的大功率LED光源模組，其中，所述大功率LED 芯片是單色或RGB三基色芯片。
更進(jìn)一步地，上述的大功率LED光源模組，其中，所述散熱器是梅花 形散熱器。
再進(jìn)一步地，上述的大功率LED光源模組，其中，所述LED二維光 源與散熱器之間涂有導(dǎo)熱膠。
本實(shí)用新型技術(shù)方案的特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在 (1 )大功率LED光源模組是將LED芯片直接封裝在帶有散熱器的金 屬鋁基印刷電路板上，封裝方式獨(dú)特，散熱好、耐腐蝕、強(qiáng)度高、韌性好、
安全防水，產(chǎn)品性能更為可靠，且縮小了體積，顯著降低了加工成本；
(2) LED組件由安全范圍內(nèi)的低壓直流電源恒流供電，耗電量低， 節(jié)能效果顯著，比同等亮度的白熾燈耗電減少約80%，光源壽命長(zhǎng)達(dá)50000 小時(shí)；
(3) LED組件的主體采用超薄散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用高導(dǎo)熱膠均勻貼 裝在鋁基印刷電路板上，鋁基印刷電路板與散熱器之間同樣采用高導(dǎo)熱膠 均勻涂抹，LED產(chǎn)生的熱量能夠順利散逸，熱阻小、導(dǎo)熱快，無(wú)熱量積累 效應(yīng)；
(4) 可以直接使用日常交流市電供電，交流市電經(jīng)過(guò)整流變換形成 2.7 3.6V低壓直流電，徹底杜絕觸電事故的發(fā)生，有效消除了熒光燈帶來(lái) 的電磁干擾和電磁污染，且耗電量低，節(jié)能效果顯著；
(5) LED光源顏色多樣，有白、暖白、紅、橙、琥珀、綠、藍(lán)等 系列產(chǎn)品，它們?cè)隍?qū)動(dòng)電路的控制下，能夠有機(jī)組合，形成豐富的色彩變 化效果，是傳統(tǒng)霓虹燈的最佳替代品，可適用于各類商業(yè)、娛樂(lè)場(chǎng)所的室 內(nèi)外廣告字體、招牌、顯示幕墻和背景幕墻，應(yīng)用范圍十分寬廣。


圖1是本實(shí)用新型大功率的立體結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型的剖視圖3是本實(shí)用新型內(nèi)部LED 二維光源的剖視圖。
圖中各附圖標(biāo)記的含義是1一LED 二維光源，2—出光透鏡，3 —出 光玻璃，4一散熱器，5 —?dú)んw，6 —底板，7 —連接導(dǎo)線，8 —緊固件，10 一LED芯片，ll一鋁基印刷電路板，12 —光反射碗，13 —透明樹(shù)脂，14一 透鏡，15_金絲，16—電極，17—印刷電路，18 —凹坑，19一曲面。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
本實(shí)用新型提供一種大功率LED光源模組，如圖1和圖2所示，其外 形呈圓筒狀，包括殼體5和底板6， LED 二維光源1置于殼體5內(nèi)部，底 板6襯在LED二維光源1的下方，殼體5的出光面裝有出光玻璃3。所述 LED二維光源1是該產(chǎn)品的核心，其上方裝有出光透鏡2、下方與散熱器 4接觸，散熱器4的下側(cè)固定有驅(qū)動(dòng)電路，并配裝電氣連接結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的 連接導(dǎo)線7。上述散熱器4和LED二維光源1，通過(guò)緊固件8與殼體5固 定而連為一體。
LED 二維光源1是以直接焊接或貼裝在鋁基印刷電路板11上的大功 率(至少1W以上)LED芯片10為發(fā)光體，包括大功率LED芯片10、鋁 基印刷電路板11、光反射碗12和透鏡14。鋁基印刷電路板11的厚度為 0.5 lmm，其下側(cè)布有印刷電路17，上側(cè)在LED芯片10焊裝區(qū)域設(shè)有 直徑0.5 2mm、深度0.5 lmm的凹坑18， LED芯片10直接焊接或貼裝 在凹坑18內(nèi)部。凹坑18四周設(shè)有光反射碗12，光反射碗12固定在鋁基 印刷電路板ll上面，其內(nèi)表面為拋光鍍銀面，上方罩有透鏡14。透鏡14 為凸透鏡，而出光透鏡2是凹透鏡，它們相互匹配，組裝后貼合在一起， 使點(diǎn)光源變成發(fā)光均勻的面光源，提高光線的均勻性和柔和性，保證出光 效果。LED芯片10的兩側(cè)引出兩根金絲15，它們與鋁基印刷電路板11 的導(dǎo)電線路進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)電氣連接；LED芯片10的出光口與光反射碗 12之間封有透明樹(shù)脂13，透明樹(shù)脂13多用硅類樹(shù)脂，其上表面19 一般 處理成光滑曲面，以利于出光。
具體設(shè)計(jì)和加工時(shí)，可以選用優(yōu)質(zhì)品牌的大功率LED芯片，經(jīng)嚴(yán)格檢 測(cè)，在小熱阻結(jié)構(gòu)下實(shí)現(xiàn)超高亮度工作，散熱器4的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成梅花 形，而光反射碗12選用ABS塑料注塑件，其高度為1.5 6mm，錐角為 30° 120°，內(nèi)表面為鍍銀面，具有良好的反射效果和防靜電功能，且強(qiáng)度 高、穩(wěn)定性好，作為透鏡的底座，起到防護(hù)芯片和固定透鏡的雙重作用。 鋁基印刷電路板11采用鋁或鋁合金板材，板材上貼一層絕緣層，在絕緣層上進(jìn)行銅層貼合，通過(guò)相關(guān)工藝完成鋁基印刷電路板的加工，并在兩側(cè)引
出兩處導(dǎo)電電極16。梅花形散熱器4與鋁基印刷電路板11下側(cè)接觸，LED 芯片IO與鋁基印刷電路板11之間、鋁基印刷電路板11與梅花型散熱器4 之間可用高導(dǎo)熱膠均勻涂抹，起到導(dǎo)熱、防水的作用。另外，鋁基印刷電 路板ll的四周與外殼5之間也緊密連貼，可使LED芯片IO產(chǎn)生的熱量能 夠順利散逸。
根據(jù)大功率LED光源模組的應(yīng)用場(chǎng)合，焊接或貼裝的LED芯片10 可以是大功率單色芯片，也可以是RGB三基色芯片。是后者時(shí)，可用數(shù) 字混合控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過(guò)配置RGB三基色的工作電流調(diào)整二維光 源的亮度和顏色，獲得包括白、暖白、紅、橙、琥珀、綠、藍(lán)等繽紛色彩， 其能見(jiàn)度高，更具有視覺(jué)吸引力，可實(shí)現(xiàn)跳變、漸變等多種變化。當(dāng)混色 為白光而作為照明時(shí)，可通過(guò)配置RGB三基色的工作電流數(shù)值來(lái)調(diào)整白 光的色溫，得到非常滿意的舒適度和顯色評(píng)價(jià)指數(shù)，并獲得較大的光輸出 能量。
本實(shí)用新型大功率LED光源模組可以配套連接導(dǎo)線及固定卡糟，方便 快捷、帶有自鎖的連接頭可使產(chǎn)品組裝連接更為自由，有效防止PCB焊點(diǎn) 與金屬殼的接觸而產(chǎn)生短路。連接頭可以直接與控制線路相連，連接成"共 陽(yáng)"或者"共陰"的出線方式，也可進(jìn)行二次電氣的任意串并聯(lián)組合，擴(kuò) 展光源模組的數(shù)量，具有極大的靈活性。
本實(shí)用新型單個(gè)模組都帶有插頭、插座，結(jié)構(gòu)緊密、連接方便，可以 單個(gè)使用，也可多個(gè)組合使用。采用日常交流市電供電，交流市電經(jīng)過(guò)整 流變換形成2.7 3.6V低壓直流電，每顆LED的電流均為恒定值，從而保 證LED穩(wěn)定工作、 一致性好。優(yōu)化設(shè)計(jì)的低壓電路配以具有防靜電、耐腐 蝕、高強(qiáng)度、高韌性的底槽以及表面灌膠密封，使產(chǎn)品整體具有優(yōu)異的防 水性能及使用安全性，徹底杜絕觸電事故的發(fā)生，有效消除熒光燈帶來(lái)的 電磁干擾和電磁污染，且耗電量低，節(jié)能效果顯著。
總之，本實(shí)用新型是發(fā)光二極管直接電路板上封裝工藝COB (Chip on Board)的又一應(yīng)用范例，大功率LED芯片通過(guò)金屬鋁基印刷電路板直接 封裝，尺寸減小，結(jié)構(gòu)緊湊，集成度高，改善了燈具的散熱效果，實(shí)現(xiàn)了 燈具的超薄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可平面封裝易開(kāi)發(fā)成輕薄短小產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，具有超 強(qiáng)節(jié)能、環(huán)保、低壓、易控、全彩、不易損壞、無(wú)紫外線等優(yōu)勢(shì)，是取代 傳統(tǒng)霓虹燈和熒光燈的新一代照明解決方案。
本實(shí)用新型是符合環(huán)保理念的綠色光源，可廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外樓宇景 觀亮化工程，適用于各類商業(yè)、娛樂(lè)場(chǎng)所的室內(nèi)外廣告字體、招牌、顯示 幕墻和背景幕墻。體積小巧、線條優(yōu)美、色彩豐富、組合與安裝極為方便 的LED立體字發(fā)光燈，使照明燈具與建筑融合一體，為建筑師提供了豐富 的想象空間，為美化人居環(huán)境拓展出一片新天地。
當(dāng)然，以上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均 落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.大功率LED光源模組，包括殼體[5]和底板[6]，光源組件置于殼體[5]內(nèi)部，底板[6]襯在光源組件的下方，殼體[5]的出光面裝有出光玻璃[3]，其特征在于所述光源組件是以直接焊接或貼裝在鋁基印刷電路板[11]上的大功率LED芯片[10]為發(fā)光體的LED二維光源[1]，該LED二維光源[1]的上方裝有出光透鏡[2]、下方與散熱器[4]接觸，散熱器[4]的下側(cè)固定有驅(qū)動(dòng)電路，并配裝電氣連接結(jié)構(gòu)；所述散熱器[4]和LED二維光源[1]，通過(guò)緊固件[8]與殼體[5]固定而連為一體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED光源模組，其特征在于所述 LED 二維光源[l]包括大功率LED芯片[IO]、鋁基印刷電路板[ll]、光反射 碗[12]和透鏡[14]，鋁基印刷電路板[ll]的厚度為0.5 lmm，其下側(cè)布有印 刷電路[17]，上側(cè)在LED芯片[10]焊裝區(qū)域設(shè)有直徑0.5 2mm、深度0.5 lmm的凹坑[18]， LED芯片[10]直接焊接或貼裝在凹坑[18]內(nèi)部，凹坑[1S] 四周設(shè)有光反射碗[12]，光反射碗[12]固定在鋁基印刷電路板[11]上面，其 內(nèi)表面為拋光鍍銀面，上方罩有透鏡[14]， LED芯片[10]的出光口與光反射 碗[12]之間封有透明樹(shù)脂[13]。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率LED光源模組，其特征在于所述 光反射碗[12]是ABS塑料注塑件，其高度為1.5 6mm，錐角為30° 120°。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大功率LED光源模組，其特征在 于所述大功率LED芯片[10]是單色或RGB三基色芯片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大功率LED光源模組，其特征在 于所述散熱器[4]是梅花形散熱器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED光源模組，其特征在于所述 LED 二維光源[1]與散熱器[4]之間涂有導(dǎo)熱膠。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種大功率LED光源模組，包括殼體和底板，殼體內(nèi)部安裝以直接焊接或貼裝在鋁基印刷電路板上的大功率LED芯片為發(fā)光體的LED二維光源，二維光源的上方裝有出光透鏡、下方與散熱器接觸，散熱器的下側(cè)固定有驅(qū)動(dòng)電路，并配裝電氣連接結(jié)構(gòu)和連接導(dǎo)線，散熱器和二維光源通過(guò)緊固件與殼體固定連為一體。該光源模組采用超薄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，散熱效果好，具有亮度高、功耗低、一致性好、角度大、無(wú)輻射、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，且光源色彩豐富鮮艷、能見(jiàn)度高、更具視覺(jué)吸引力，可廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外樓宇景觀亮化工程，適用于各類商業(yè)、娛樂(lè)場(chǎng)所的室內(nèi)外廣告字體、招牌、顯示幕墻和背景幕墻。
文檔編號(hào)F21V29/00GK201072105SQ20072004613
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者劉乃濤, 孫建國(guó), 梁秉文 申請(qǐng)人:南京漢德森科技股份有限公司