本實用新型涉及照明領(lǐng)域，特別是一種LED組件及其燈。

背景技術(shù)：

LED燈，作為一種大量使用的新型節(jié)能光源，雖然近年得到了空前的發(fā)展，但是散熱始終是LED燈的重要問題，散熱的好壞直接影響壽命以及光衰。特別是在大功率LED燈方面，這一問題尤為突出。如何在散熱和功率方面取得突破，是這一領(lǐng)域要重點考慮的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本實用新型提供一種LED組件，包括陶瓷基板和LED光源，其特征在于：

所述陶瓷基板為表面經(jīng)過粗糙化處理的陶瓷基板，其包括兩個側(cè)面，至少一側(cè)固定有兩個間隔一定距離的銅電極；

所述兩個銅電極通過其各自下底面與所述陶瓷基板固定，所述LED光源則被固定于所述兩個銅電極的上表面；

并且，在LED光源、兩個銅電極、陶瓷基板所包圍的空間內(nèi)，填充有導(dǎo)熱填料，所述導(dǎo)熱填料：

1)導(dǎo)熱膠或?qū)嵊湍蚱浣M合，并且導(dǎo)熱膠或?qū)嵊湍刑砑咏饘傺趸锓垠w或如下任一種粉體或如下粉體的任意組合：氮化硼粉，金剛石粉；

或

2)各向異性導(dǎo)電膠。

優(yōu)選的，所述銅電極的上表面與下底面之間的厚度根據(jù)LED燈的功率而定。

優(yōu)選的，所述陶瓷基板是利用氫氧化鈉進(jìn)行的粗糙化處理。

優(yōu)選的，所述陶瓷基板的寬度大于2mm，且陶瓷基板本體包括散熱結(jié)構(gòu)，其中所述散熱結(jié)構(gòu)的寬度根據(jù)LED燈的功率而定。

優(yōu)選的，所述LED光源為單個LED芯片，或多個同一顏色的LED芯片的組合，或多個不同顏色的LED芯片的組合。

優(yōu)選的，所述銅電極的表面上覆蓋反光油墨。

優(yōu)選的，至少所述LED光源上附有熒光層或硅膠，所述熒光層或硅膠的表面噴涂有疏水涂料或親水涂料，或噴涂有親水-疏水復(fù)合涂料，或附有疏水薄膜或親水薄膜，或附有親水-疏水復(fù)合薄膜。

優(yōu)選的，當(dāng)所述熒光層或硅膠的表面噴涂有親水涂料或親水-疏水復(fù)合涂料，或附有親水薄膜，或附有親水-疏水復(fù)合薄膜時，所述LED光源中包括紫外LED。

優(yōu)選的，所述LED光源上附有含有熒光粉的薄膜或其他薄膜。

優(yōu)選的，所述陶瓷基板的另一側(cè)也固定有LED光源。

優(yōu)選的，所述LED光源中的LED芯片為倒裝結(jié)構(gòu)。

此外，還公開了一種LED燈，其采用前述任一LED模組，其特征在于：

所述LED燈包括透光燈殼，所述LED模組的主體位于透光燈殼內(nèi)；

且所述透光燈殼包覆的LED燈的內(nèi)部充滿具有絕緣能力和散熱能力的、高折射率液體，或者內(nèi)部充有氮氣氣體或小分子惰性氣體。

優(yōu)選的，所述透光燈殼上包括注入孔和排出孔，所述液體或氮氣氣體或小分子惰性氣體通過注入孔和排出孔，在一通路中泵送和循環(huán)。

優(yōu)選的，所述透光燈殼用作透鏡，所述LED光源包括裸LED芯片，所述裸LED芯片位于所述透鏡的焦點，且所述裸LED芯片朝向透光燈殼。

優(yōu)選的，所述液體中添加有對光具有散射作用的粉體。

也就是說，本實用新型在散熱方面，實現(xiàn)了一種利用陶瓷基板的新技術(shù)方案，從而披露了一種新的LED組件。特別地，利用本實用新型的方案，能夠進(jìn)一步實現(xiàn)大功率LED燈，甚至是完全不采用任何散熱器就能解決有關(guān)LED燈的散熱和功率的平衡問題。

附圖說明

圖1為一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為另一個實施例中的光線入射和出射的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

在一個實施例中，本實用新型公開了一種LED組件，包括陶瓷基板和LED光源，其中：

所述陶瓷基板為表面經(jīng)過粗糙化處理的陶瓷基板，其包括兩個側(cè)面，至少一側(cè)固定有兩個間隔一定距離的銅電極；

所述兩個銅電極通過其各自下底面與所述陶瓷基板固定，所述LED光源則被固定于所述兩個銅電極的上表面；

并且，在LED光源、兩個銅電極、陶瓷基板所包圍的空間內(nèi)，填充有導(dǎo)熱填料，所述導(dǎo)熱填料：

1)導(dǎo)熱膠或?qū)嵊湍蚱浣M合，并且導(dǎo)熱膠或?qū)嵊湍刑砑咏饘傺趸锓垠w或如下任一種粉體或者如下粉體的任意組合：氮化硼粉，金剛石粉；

或

2)各向異性導(dǎo)電膠。

就該實施例而言，一方面，結(jié)合附圖1，其示意了LED光源、兩個銅電極、陶瓷基板所包圍的空間內(nèi)，填充有導(dǎo)熱填料。另一方面，陶瓷基板的表面經(jīng)過粗糙化處理，粗糙化處理后的陶瓷基板的表面積要大于原始表面積，這使得陶瓷基板的表面結(jié)構(gòu)被改良，微觀上相當(dāng)于陶瓷基板表面存在很多有利于散熱的齒片。綜合這兩方面的突出優(yōu)勢，該實施例的LED光源的散熱問題得到了有效的解決。

示例性的，金屬氧化物粉體可以是氧化鋁粉，氧化鎂粉，氧化鋅粉，氧化鎳粉等。

需要說明的是，各向異性導(dǎo)電膠用作導(dǎo)熱填料時，由于LED光源要通過銅電極來通電，那么不言自明的：使用各向異性導(dǎo)電膠，應(yīng)當(dāng)使得沿銅電極方向?qū)щ姸粦?yīng)該造成短路，假設(shè)銅電極方向為Z方向，那么各向異性導(dǎo)電膠在X，Y方向則是絕緣的。各向異性導(dǎo)電膠，一方面在此處的X，Y方向是絕緣的，另一方面，在使用該各向異性導(dǎo)電膠時，也能通過簡單的加熱來更好的在LED光源、銅電極以及陶瓷基板所包圍的空間內(nèi)起到固定各部件的作用。

優(yōu)選的，所述銅電極的上表面與下底面之間的厚度根據(jù)LED燈的功率而定。更優(yōu)選的，在某一功率范圍內(nèi)，銅電極的厚度根據(jù)燈的功率可以設(shè)定為0.01-0.3mm。也就是說，在不考慮成本的情況下，該實施例優(yōu)先考慮厚銅電極。容易理解，即使稍薄的銅電極，由于其散熱性能，其依然能夠有利于散熱而不是相反。

優(yōu)選的，所述陶瓷基板是利用氫氧化鈉進(jìn)行的粗糙化處理。就該實施例而言，其限定了一種粗糙化處理的實施方式。示例性的而不是限定的，可以采用420℃氫氧化鈉熔融狀態(tài)來浸泡陶瓷基板10-15分鐘以粗糙化處理。粗糙化處理過程可以在陶瓷敷銅前，亦可陶瓷敷銅后進(jìn)行，自然地，敷銅是為了制得銅電極。

優(yōu)選的，所述陶瓷基板的寬度大于2mm，且陶瓷基板本體包括散熱結(jié)構(gòu)，其中所述散熱結(jié)構(gòu)的寬度根據(jù)LED功率而定。本領(lǐng)域中，一般陶瓷基板的寬度都小于2mm，之所以反其道而行之，是在于本實用新型中的陶瓷基板不僅起基板的作用，還更加突出散熱作用，而沒有采用額外的散熱部件。例如，在較大功率情況下，如果將陶瓷基板寬度設(shè)計為1cm，那么超出2mm有4倍，超出的8mm甚至可以都設(shè)計為鰭片狀或類似結(jié)構(gòu)以便有利于散熱。這對于較大功率或更高功率是有現(xiàn)實意義的，且打破了現(xiàn)有技術(shù)方案中對于陶瓷基板寬度的設(shè)計原則。容易理解的，寬度隨功率變化，功率越大則越寬。容易理解的，雖然本實用新型可以不采用額外散熱部件，但是不意味著本實用新型排斥額外散熱部件，顯而易見的，適當(dāng)尺寸的額外散熱部件也可以設(shè)置于陶瓷基板上以進(jìn)一步實現(xiàn)其他散熱方式。

優(yōu)選的，所述LED光源為單個LED芯片，或多個同一顏色的LED芯片的組合，或多個不同顏色的LED芯片的組合。就該實施例而言，LED光源當(dāng)然可以選擇單個LED芯片，然而由于本實用新型有效的解決了散熱，那么為了更好的顯色性，完全可以采用多個同一顏色的LED芯片的組合，或多個不同顏色的LED芯片的組合，來實現(xiàn)更佳的單一顏色的顯色性，或色彩疊加原理下的更佳白色或某更佳單一顏色的方案，也容易配合有關(guān)電路實現(xiàn)色溫可調(diào)。附帶提及的，本實用新型的貢獻(xiàn)不在于披露電路連接或驅(qū)動電路部分，所以不對有關(guān)電路走線、驅(qū)動做出說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇適當(dāng)?shù)碾娐纷呔€、布線、圖樣電極以及驅(qū)動電路等方式。

優(yōu)選的，所述銅電極的表面上覆蓋反光油墨。就該實施例而言，對于銅電極的此種限定，是為了盡量有利于反光性。

優(yōu)選的，至少所述LED光源上附有熒光層或硅膠，所述熒光層或硅膠的表面噴涂有疏水涂料或親水涂料，或噴涂有親水-疏水復(fù)合涂料，或附有疏水薄膜或親水薄膜，或附有親水-疏水復(fù)合薄膜。

就該實施例而言，目的在于實現(xiàn)具備一定自凈能力的LED組件。所述LED光源上附有熒光層或硅膠，是為了實現(xiàn)一定的照明目的，例如熒光照明。然而，假如為了擴(kuò)大自凈的范圍這一目的，也可以對除了LED光源之外的陶瓷基板其他表面附有熒光層或硅膠。就自凈能力而言，疏水涂料或疏水薄膜，由于其疏水性，水滴(包括水蒸氣凝結(jié)后形成的水滴)，就與表面的作用力較小，相對的，水滴與灰塵間的作用力較大，從而使得水滴容易與灰塵結(jié)合后一起脫落從而實現(xiàn)自凈；此外，親水涂料或親水薄膜，則由于其親水性，使得水滴容易在表面平鋪開來而形成一層膜，形成膜的過程中同樣容易將灰塵洗掉；也就是說疏水性和親水性都能起到自凈能力，更進(jìn)一步的，就可以采用親水-疏水復(fù)合涂料或親水-疏水復(fù)合薄膜來實現(xiàn)自凈。

更優(yōu)選的，當(dāng)所述熒光層或硅膠的表面噴涂有親水涂料或親水-疏水復(fù)合涂料，或附有親水薄膜，或附有親水-疏水復(fù)合薄膜時，所述LED光源中包括紫外LED。一方面，紫外光能夠?qū)χ車h(huán)境起到殺菌消毒的作用，可使得本實施例應(yīng)用于有需要的場合；另一方面，紫外光能夠跟親水性協(xié)同，進(jìn)一步實現(xiàn)自凈。更典型的，所述紫外LED可以在需要時再受控發(fā)射紫外光,主動自凈。

本實用新型中，疏水涂料可以是納米二氧化硅，也可以是源于現(xiàn)有技術(shù)中其他材料，不論現(xiàn)在是否已有多少種可以用作疏水涂料的原材料，還是將來會出現(xiàn)更多適用的相關(guān)材料。類似的，疏水薄膜可以是硅樹脂薄膜或其他，親水涂料與親水薄膜均可以是源于納米二氧化鈦或其他，親水-疏水復(fù)合涂料則可以是源于中國專利公開號CN101225272A中的涂料或其他，親水-疏水復(fù)合薄膜則可以是二氧化硅-硅樹脂-偶氮苯組成的復(fù)合薄膜或其他結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜。

優(yōu)選的，所述LED光源上附有含有熒光粉的薄膜或其他薄膜。對于該實施例而言，其目的在于對LED光源進(jìn)行防水保護(hù)，含有熒光粉的薄膜可以起到熒光照明的效果的同時也能以貼膜的形式保護(hù)LED光源，特別是LED芯片，當(dāng)然，也可以用其他薄膜，例如普通的貼膜僅僅對LED光源進(jìn)行防水保護(hù)。

優(yōu)選的，所述LED光源中的LED芯片為倒裝結(jié)構(gòu)(flip-chip)。對于該實施例而言，倒裝結(jié)構(gòu)更有利于散熱，但是與前述理念類似，本實用新型的方案也并不排斥正裝結(jié)構(gòu)，同樣能用于適合功率下的正裝結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述陶瓷基板的另一側(cè)固定有LED光源。如此，就使得在解決了散熱的前提下，盡量實現(xiàn)360度照明，得到更好的照明效果。特別的，當(dāng)其與前述實施例中的：透光燈殼用作透鏡，所述LED光源包括裸LED芯片，所述裸LED芯片位于所述透鏡的焦點，且所述裸LED芯片朝向透光燈殼，相結(jié)合時，此時LED燈可以實現(xiàn)兩個不同方向的平行光照明，特別適用于探照等場合。更優(yōu)選的，兩側(cè)的LED光源為對稱的分布，容易理解，兩側(cè)的LED光源也可以為非對稱的以便實現(xiàn)非對稱光照效果。

此外，在一個實施例中，陶瓷基板兩面都可以固定有LED光源并附有熒光層，但是，當(dāng)透明基板只有一側(cè)有LED光源時，對于陶瓷基板而言，沒有熒光層的部分則可以通過前述鰭片形式作為散熱鰭片。容易理解，熒光層對于本實用新型不是必須的，只有適當(dāng)時，例如需要熒光照明時，可以考慮通過LED光源上附有熒光層來實現(xiàn)，也可以考慮是在透光殼體內(nèi)表面附有熒光層來實現(xiàn)，或其他適宜方式。

在另一個實施例中，本實用新型還公開了采用前述任一LED組件的LED燈，所述LED燈包括透光燈殼，所述LED模組的主體位于透光燈殼內(nèi)；且所述透光燈殼包覆的LED燈的內(nèi)部充滿具有絕緣能力和散熱能力的、高折射率液體，或者內(nèi)部充有氮氣氣體或小分子惰性氣體。對于該實施例，所述液體相比氣體，通過液體介質(zhì)的傳導(dǎo)，容易實現(xiàn)更好的散熱性能。例如，液體采用折射率可達(dá)1.57左右的超高真空擴(kuò)散泵硅油275。容易理解的，除上述要求外，粘度系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好、不腐蝕金屬或LED芯片的話，那么這樣的液體更好。更優(yōu)的，所述液體中添加有對光具有散射作用的粉體，這樣能提高該LED燈的散射性能，降低眩光?，F(xiàn)有技術(shù)中，這種對光具有散射作用的粉體有多種選擇，本實用新型不再對此贅述。

更優(yōu)選的，所述透光燈殼上包括一注入孔和排出孔，所述液體或氮氣氣體或小分子惰性氣體通過注入孔和排出孔，在一通路中泵送和循環(huán)。顯然，泵送以及隨之的循環(huán)，能更有利于散熱，容易實現(xiàn)更大功率的LED燈，實現(xiàn)數(shù)十瓦甚至是百瓦級別。

附帶提及的，本實用新型所公開實施例均考慮適當(dāng)功率和燈尺寸允許的情況下，優(yōu)先實現(xiàn)無散熱器的方案，但這不意味著本實用新型的方案無法和散熱器結(jié)合。例如，該實施例，一旦通路和散熱器有連接，甚至通路的一部分或大部分是在散熱器中形成的空腔，那么顯然可以通過與散熱器的結(jié)合實現(xiàn)更大功率的LED燈。

優(yōu)選的，所述透光燈殼用作透鏡，所述LED光源包括裸LED芯片，所述裸LED芯片位于所述透鏡的焦點，且所述裸LED芯片朝向透光燈殼。此時，由于透光燈殼充當(dāng)透鏡(自然地，這內(nèi)在要求了透光燈殼的形狀，容易理解，透光燈殼可以是石英玻璃或有機(jī)玻璃等透光性殼體)，那么LED芯片本身可以為裸LED芯片，無需額外在LED芯片上設(shè)置其透鏡。

此外，對于該實施例，在功率處于某合理范圍的情況下，即便不采用前文液體或氣體來散熱，依靠第一個實施例的方案，并在此基礎(chǔ)上，將前文透光燈殼用作透鏡，所述LED光源采用裸LED芯片，且使得所述裸LED芯片位于所述透鏡的焦點，以及使得所述裸LED芯片朝向透光燈殼，那么，正如圖2所示，裸LED芯片發(fā)出的光直接穿過透光燈殼時，該LED燈就可以實現(xiàn)理論上的平行光，從而使得該LED燈的指向性大幅提高。例如，圖2中裸LED芯片發(fā)出的光線照射到透光燈殼時，其入射角為A，其進(jìn)一步進(jìn)入空氣時出射角為B，然而由于裸LED芯片處于所述透鏡的焦點位置，則出射后的光線與S軸呈平行關(guān)系，從而實現(xiàn)了平行光。更優(yōu)的，如果結(jié)合前一實施例的液體或氣體來增強(qiáng)熱傳導(dǎo)，那么就能夠在平行光的前提下，進(jìn)一步實現(xiàn)大功率LED燈。

附帶的，上述透光燈殼并不排斥前文中自凈能力的有關(guān)涂料和薄膜的技術(shù)手段。

不言自明的，為了更優(yōu)的性能，一般性的原則是，光在出射過程中，經(jīng)過上述各實施例有關(guān)不同介質(zhì)時，無論基板材料、液體、金屬、殼體、還是熒光層，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，及未來技術(shù)發(fā)展可能性存在時，均應(yīng)優(yōu)先考慮有關(guān)介質(zhì)的折射率的匹配、膨脹系數(shù)的匹配以及其他必要參數(shù)的匹配。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可，在不排斥的情況下，各個實施例可以相互結(jié)合。

綜上所述，本實用新型實現(xiàn)了一種基于粗糙化處理的陶瓷基板和導(dǎo)熱填料的LED組件，解決了散熱問題，且容易實現(xiàn)大功率LED燈，甚至是完全不采用任何散熱器就解決有關(guān)LED燈的散熱和功率的平衡問題，能夠廣泛應(yīng)用于各種場合，特別是大功率使用場合，例如路燈、礦燈、舞臺燈、探照燈等等。

本說明書對所公開的實施例的上述說明，已使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種不經(jīng)創(chuàng)造性勞動的修改，對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的。此外，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。