一种led光电模组的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种LED光电模组，包括：具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的铝基板；分别设置在铝基板的第一表面和第二表面用于导热的第一陶瓷层和第二陶瓷层；设置在第一陶瓷层上的COB光源；设置在所述COB光源处且嵌入所述铝基板的第一表面和第二表面间的绝缘板；所述绝缘板上设有用于将COB光源的引线导出至铝基板的第二表面的金属化过孔；设置在铝基板的第二表面上且与从铝基板的第二表面的金属化过孔引出的COB光源的引线相连以对COB光源进行驱动的驱动电源；所述驱动电源为交流驱动电源。本发明通过陶瓷层导热，解决了现有技术中LED灯中由于光源和驱动电源发热量过大而无法集成在一起的问题。
【专利说明】—种LED光电模组
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED照明领域，特别是涉及一种LED光电模组。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED,Light-Emitting Diode)是一种能发光的半导体电子元件，由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)、氮(N)的化合物制成的二极管，它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，氮化镓二极管发紫光。
[0003]近年来，随着LED产业的飞速发展，LED照明灯具依靠其自身节能优势在市场上占据了很大的份额。LED的灯泡，一般由三部分:LED光源、驱动电源和灯壳组成，其中LED光源和驱动电源是决定LED灯泡的性能和价格的主要因素。本发明专利就是将LED光源和驱动电源集成为一个组件一LED光电模组，使其性能提高，成本下降。由于结构简化，更适合于大批量生产。
[0004]已有所有的LED光源与驱动电源都是分离的，这样做的原因一是驱动电源的体积较大，不可能与LED光源集成在一起，二是光源和电源的本身都是发热的主体。可见，在高功率和小体积时，散热成为不可逾越的障碍，而且LED在高温工作状态下，其光衰加速并且寿命特性将大大下降。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种LED光电模组，用于解决现有技术中LED灯中由于光源和驱动电源发热量过大而无法集成在一起的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种LED光电模组，包括:具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的铝基板；分别设置在铝基板的第一表面和第二表面用于导热的第一陶瓷层和第二陶瓷层；设置在第一陶瓷层上的COB光源；设置在所述COB光源处且嵌入所述铝基板的第一表面和第二表面间的绝缘板；所述绝缘板上设有用于将COB光源的引线导出至铝基板的第二表面的金属化过孔；设置在铝基板的第二表面上且与从铝基板的第二表面的金属化过孔引出的COB光源的引线相连以对COB光源进行驱动的驱动电源。
[0007]优选地，所述驱动电源为交流驱动电源。
[0008]优选地，所述驱动电源包括内置或外置MOSFET管的驱动芯片和该驱动芯片的外围电路，其中所述驱动芯片按将COB光源中的LED灯分成多段的连接驱动方式分别对LED灯进行驱动。[0009]优选地，所述驱动电源包括一个恒流驱动源和外围电路，其中所述恒流驱动源与COB光源中一定数量的LED灯串联的连接驱动方式对串联的LED灯进行驱动。
[0010]优选地，所述第一陶瓷层通过丝印或喷涂工艺设置在铝基板的第一表面烧结后形成；所述第二陶瓷层通过丝印或喷涂工艺设置在铝基板的第二表面烧结后形成。
[0011]优选地，在第一陶瓷层和第二陶瓷层上，采用丝印工艺将银浆按预设的连接线路，固化后制成用于所述COB光源和所述驱动电源连接的印制电路。
[0012]优选地，所述绝缘板的厚度与所述铝基板的厚度一致。
[0013]优选地，所述铝基板的形状为圆形、椭圆形或多边形。
[0014]优选地，所述COB光源为环形COB光源、条形COB光源、圆形COB光源或多边形COB光源。
[0015]优选地，所述环形COB光源中设有均匀分布的若干LED，所述LED的数量为30?48个或72?96个。
[0016]优选地，所述铝基板上设有至少一个将光电模组与散热装置或灯具外壳相接的安装孔。
[0017]如上所述，本发明的LED光电模组，具有以下有益效果:
[0018]1、本发明的LED光电模组通在在铝基板的两个表面分别涂覆陶瓷浆料，且使用了高导热系数、高耐压(DC 4000V)的陶瓷材料高温烧结后形成陶瓷层，之后将COB光源和驱动电源分别设置在铝基板的两个表面，COB光源和驱动电源产生的热量可以分别通过陶瓷层导热至铝基板，所以本发明可以使得COB光源和驱动电源集成一体，解决了现有技术中LED灯中由于光源和驱动电源发热量过大而无法集成在一起的问题。
[0019]2、此外，本发明中使用交流直接驱动电源，可以解决驱电源元器件数量少、体积小的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1显示为本发明的LED光电模组的正面结构示意图。
[0021]图2显示为本发明的LED光电模组中的反面结构示意图。
[0022]元件标号说明
[0023]I LED光电模组
[0024]11铝基板
[0025]12 COB 光源
[0026]13第一陶瓷层
[0027]14绝缘板
[0028]141金属化过孔
[0029]15安装孔
[0030]16驱动电源
[0031]17第二陶瓷层
【具体实施方式】
[0032]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0033]本【具体实施方式】涉及图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0034]本发明的目的在于提供一种LED光电模组，用于解决现有技术中LED灯中由于光源和驱动电源发热量过大而无法集成在一起的问题。以下将详细描述本发明的一种LED光电模组的原理和实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的一种LED光电模组。
[0035]请参阅图1及图2，图1显示为本发明的LED光电模组的正面结构示意图，图2显示为本发明的LED光电模组中的反面结构示意图。如图1和图2所示，本发明提供一种LED光电模组，具体地，所述的LED光电模组I包括:铝基板11、第一陶瓷层13、第二陶瓷层17、COB光源12、绝缘板14和驱动电源16。
[0036]本发明通过在铝基板11的两个表面分别涂覆陶瓷浆料，烧结后形成陶瓷层，之后在第一陶瓷层和第二陶瓷层上，采用丝印工艺将银浆按预设的连接线路，固化后制成用于所述COB光源和所述驱动电源连接的印制电路。再将COB光源12和驱动电源16分别设置在铝基板11的两个陶瓷层表面，COB光源12和驱动电源16产生的热量可以分别通过陶瓷层导热，所以本发明可以使得COB光源12和驱动电源16集成一体。
[0037]所述铝基板11是整个LED光电模组I的基体，COB光源12和驱动电源16发出的热量通过高导热系数的第一陶瓷层13、第二陶瓷层17传导至铝基板11，再通过铝基板11传导至灯泡的散热外壳。
[0038]在本发明中，所述铝基板11具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，具体地，所述铝基板11的形状可以为圆形、椭圆形或多边形，但并不局限于上述形状，本领域技术人员可根据实际需求，设定所述铝基板11的形状。
[0039]此外，在本实施例中，所述铝基板11上设有至少一个安装孔15。通过安装孔15可用螺钉或螺栓将所述LED光电模组I与散热装置或灯具外壳相接。具体地，在本实施例中，所述安装孔15设置在铝基板11的边缘，数量为三个或其它任意个。
[0040]第一陶瓷层13和第二陶瓷层17分别设置在铝基板11的第一表面和第二表面用于导热，而且，所述第一陶瓷层13通过丝印或喷涂等工艺设置在铝基板11的第一表面，再经过高温烧结形成；所述第二陶瓷层17通过丝印或喷涂设置在铝基板11的第二表面，再经过高温烧结形成。
[0041]也就是说，在铝基板11的两个表面涂覆陶瓷层，具体可采用用丝印、喷涂等工艺技术将膏状陶瓷浆料涂覆在铝基板11的第一表面和第二表面，烧结后形成第一陶瓷层13和第二陶瓷层17。在第一陶瓷层13和第二陶瓷层17上，采用丝印工艺将银浆按预设的连接线路，固化后制成用于所述COB光源12和所述驱动电源16连接的印制电路。根据驱动电源16和COB光源12的电子线路将导电银浆丝印在第一陶瓷层13和第二陶瓷层17表面，固化后可进行LED芯片绑定或将元件用表面贴装技术进行加工。
[0042]此外，在本发明中，第一陶瓷层13和第二陶瓷层17所采用的陶瓷均应具有高导热系数，导热系数大于30W/m/K为宜。
[0043]COB光源12就是LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源，COB光源12剔除了支架概念，这种技术无电镀、无回流焊、无贴片工序，因此工序减少近三分之一，成本也节约了三分之一。
[0044]COB板上芯片(Chip On Board，COB)工艺过程首先是在基底表面用绝缘、耐高压和导热环氧树脂(一般用掺银颗粒的环氧树脂)覆盖硅片安放点，然后将硅片直接安放在基底表面，热固化至硅片牢固地固定在基底为止，随后再用点焊的方法在Chip和基底、Chip和Chip之间直接建立电气连接。裸芯片技术主要有两种形式:一种COB技术，另一种是倒装片技术(FlipChip)。板上芯片封装(C0B)，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与基板的电气连接用弓I线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用弓I线缝合方法实现，并用树脂覆盖以确保可靠性。
[0045]在本发明中，所述COB光源12设置在第一陶瓷层13上。在本实施例中，具体地，所述COB光源12可以为环形COB光源、条形COB光源、圆形COB光源或多边形COB光源，但并不局限于上述形状，本领域技术人员可根据实际需求，设定所述COB光源12的形状。
[0046]若采用环形COB光源，所述环形COB光源中若干LED均匀分布，更近一步地，根据工作电压和LED的Vf电压值，所述LED的数量为30?48个或72?96个。环形COB光源中环的直径可视灯功率和LED数量而定。
[0047]所述绝缘板14设置在所述COB光源12处且嵌入所述铝基板11的第一表面和第二表面间，而且，所述绝缘板14的厚度与所述铝基板11的厚度一致，以便设置陶瓷层。所述绝缘板14上设有用于将COB光源12的引线导出至铝基板11的第二表面的金属化过孔141。所述绝缘板14的功能是将铝基板11第一表面(正面)的COB光源12中的LED引出线，通过“过孔”(即所述金属化过孔141)导至第二表面(反面)，接到驱动电源16中驱动芯片的输出端。所述绝缘板14以特殊的工艺压入铝基板11，这一技术是必须的，且是本领域技术人员所熟知的，以保证满足绝缘、耐压等安规的要求。
[0048]所述驱动电源16设置在铝基板11的第二表面上且与从铝基板11的第二表面的金属化过孔141引出的COB光源12的引线相连以对COB光源12进行驱动。
[0049]在本发明中，所述驱动电源16为交流驱动电源。本发明中使用交流直接驱动电源，可以解决驱电源元器件数量少、体积小的问题。同时正因为交流直接驱动方式的线路的元件数量少、可靠性高、性能好，才使得交流驱动电源能够实现整体安装在LED光电模组I的反面。使用时只需焊接两根线，作为电源输入即可，整个LED光电模组I就可正常工作。
[0050]所述交流电源可采用以下几种具体形式。
[0051]1、所述驱动电源16可以采用内置MOSFET管的驱动芯片和该驱动芯片的外围电路，其中所述驱动芯片按将COB光源12中的LED灯分成多段的连接驱动方式分别对LED灯进行驱动。
[0052]即采用多段驱动的方式，在驱动芯片内置MOSFET管，将LED灯串分成多段来驱动，这种多段驱动技术的优点是功率因数高、谐波小、外围电路简单，很容易实现调光等功能。由于内置高压功率型MOSFET管，成本较高。[0053]2、所述驱动电源16还可以采用外置MOSFET管的驱动芯片和该驱动芯片的外围电路，其中所述驱动芯片按将COB光源12中的LED灯分成多段的连接驱动方式分别对LED灯进行驱动。
[0054]即采用多段驱动的方式，在驱动芯片外置MOSFET管，将驱动电路(数字电路或模拟、数字混合电路)与高压MOSFET管分离，由于驱动电路与高压MOSFET管分离，芯片的成本大大下降，但是外围电路零件较多(M0SFET管外接)，其优点是应用灵活，可以扩展成大功率输出(10W-50W),而且在大功率应用时，成本低，具有突出的优势。
[0055]3、所述驱动电源16又可以采用一个恒流驱动源和外围电路，其中所述恒流驱动源与COB光源12中一定数量的LED灯串联的连接驱动方式对串联的LED灯进行驱动。
[0056]即采用LED单段、恒流源驱动的方式，视工作电压将LED以不同的数量串联，接入恒流芯片，其优点是外围电路的零件最少，成本最低，缺点是不能调光，功率因数较低、谐波较高，而且只适合在小电流、小功率应用的场合。
[0057]在实际使用中，所述驱动电源16包括但不限于上述三种形式的驱动电源16，本领域技术人员，可根据实际情况结构各驱动电源16的优缺点，决定具体选用何种驱动电源16。
[0058]综上所述，本发明的LED光电模组，达到了以下有益效果:
[0059]1、本发明的LED光电模组通在在铝基板的两个表面分别涂覆陶瓷浆料，且使用了高导热系数、高耐压(DC 4000V)的陶瓷材料高温烧结后形成陶瓷涂层，之后将COB光源和驱动电源分别设置在铝基板的两个表面，COB光源和驱动电源产生的热量可以分别通过陶瓷层导热至铝基板，所以本发明可以使得COB光源和驱动电源集成一体，解决了现有技术中LED灯中由于光源和驱动电源发热量过大而无法集成在一起的问题。
[0060]2、此外，本发明中使用交流直接驱动电源，可以解决驱电源元器件数量少、体积小的问题。
[0061]所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0062]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种LED光电模组,其特征在于,包括: 具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的招基板； 分别设置在铝基板的第一表面和第二表面用于导热的第一陶瓷层和第二陶瓷层； 设置在第一陶瓷层上的COB光源； 设置在所述COB光源处且嵌入所述铝基板的第一表面和第二表面间的绝缘板；所述绝缘板上设有用于将COB光源的引线导出至铝基板的第二表面的金属化过孔； 设置在铝基板的第二表面上且与从铝基板的第二表面的金属化过孔引出的COB光源的引线相连以对COB光源进行驱动的驱动电源。
2.根据权利要求1所述的LED光电模组，其特征在于，所述驱动电源为交流驱动电源。
3.根据权利要求1或2所述的LED光电模组，其特征在于，所述驱动电源包括内置或外置MOSFET管的驱动芯片和该驱动芯片的外围电路，其中所述驱动芯片按将COB光源中的LED灯分成多段的连接驱动方式分别对LED灯进行驱动。
4.根据权利要求1或2所述的LED光电模组，其特征在于，所述驱动电源包括一个恒流驱动源和外围电路，其中所述恒流驱动源与COB光源中一定数量的LED灯串联的连接驱动方式对串联的LED灯进行驱动。
5.根据权利要求1所述的LED光电模组，其特征在于，所述第一陶瓷层通过丝印或喷涂工艺设置在铝基板的第一表面烧结后形成；所述第二陶瓷层通过丝印或喷涂工艺设置在铝基板的第二表面烧结后形成。
6.根据权利要求5所述的LED光电模组，其特征在于，在第一陶瓷层和第二陶瓷层上，采用丝印工艺将银浆按预设的连接线路，固化后制成用于所述COB光源和所述驱动电源连接的印制电路。
7.根据权利要求1所述的LED光电模组，其特征在于，所述绝缘板的厚度与所述铝基板的厚度一致。
8.根据权利要求1所述的LED光电模组，其特征在于，所述铝基板的形状为圆形、椭圆形或多边形。
9.根据权利要求1所述的LED光电模组，其特征在于，所述COB光源为环形COB光源、条形COB光源、圆形COB光源或多边形COB光源。
10.根据权利要求9所述的LED光电模组，其特征在于，所述环形COB光源中设有均匀分布的若干LED，所述LED的数量为30?48个或72?96个。
11.根据权利要求1所述的LED光电模组，其特征在于，所述铝基板上设有至少一个将光电模组与散热装置或灯具外壳相接的安装孔。
【文档编号】F21S19/00GK103528010SQ201310433204
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】陈卫平, 张高柏 申请人:上海俪德照明科技股份有限公司