本实用新型涉及一种光热一体化LED照明灯具,属于LED领域。
背景技术:
LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED具有低功耗、绿色节能等特点,因此可以被广泛使用在各种大功率灯具,如大功率场馆投光灯、灯塔高空射灯等;当灯具需要做较大功率时,常规的LED灯具需要设计出多个LED模组来拼组成大功率灯具,所以需要很多LED模组通过导热硅脂贴装在散热器上;导热硅脂导热系数低,热阻较大,极易导致LED光源衰减和损坏。然而这些组件在设计安装时,需要有较高的配合精度,同时占用较大面积,发光面积较大不利于灯具配光。
技术实现要素:
本实用新型的目的是提供一种光热一体化LED照明灯具;本实用新型光热一体化 LED照明灯具具有较大的功率;其简化了LED模组与散热器之间的连接,降低热阻。
本实用新型提供的光热一体化LED照明灯具,它包括散热器和LED发光光源;
所述散热器包括均温板和散热鳍片,所述均温板设于所述散热鳍片上;
所述LED发光光源设置于所述均温板上。
上述的LED照明灯具中,所述LED发光光源包括由上到下依次设置的荧光层、倒装芯片和光源基板;
所述光源基板的一面上布置线路并设置固晶区,另一面布置可焊层;
所述倒装芯片设置于所述固晶区上,所述倒装芯片上沿着所述固晶区边缘设置围坝胶;
所述LED发光光源通过所述可焊层设置于所述均温板上。
上述的光热一体化LED照明灯具中,所述光源基板选自氮化铝基板、氧化铝基板、铝基板和铜基板中的至少一种;
所述倒装芯片为倒装LED芯片;
所述荧光层的材料为荧光粉胶和/或荧光晶体,所述荧光粉胶为硅胶混合荧光粉或环氧树脂混合荧光粉,所述硅胶混合荧光粉或所述环氧树脂混合荧光粉中含有20~80%的荧光粉,所述荧光晶体为玻璃荧光晶体或透明荧光陶瓷。
上述的光热一体化LED照明灯具中,所述荧光层的厚度可为0.1~0.8mm,具体可为0.2mm、0.1~0.2mm或0.2~0.8mm;
所述光源基板的厚度可为0.5~3mm,具体可为1.0mm、0.5~1mm、1~3mm。
上述的光热一体化LED照明灯具中,所述LED发光光源经所述可焊层焊接或直接倒装在所述均温板上,具体采用可焊层上的光源焊盘焊接或直接倒装在所述均温板上;
所述可焊层采用蜂窝状。
本实用新型中上述光热一体化LED照明灯具可按照如下的制备方法制得,其方法包括如下步骤:
1)将所述光源基板的一面布置电路并设置固晶区,所述光源基板的另一面设置可焊层;
2)将倒装芯片固定在所述固晶区上,进行共晶焊接,形成蓝光光源;
3)沿着所述固晶区将所述蓝光光源围围坝胶,烘烤、冷却;
4)经上述步骤3)处理的所述倒装芯片上涂覆荧光层,然后进行烘烤固定,得到所述LED发光光源;
5)将步骤4)处理得到的所述LED发光光源经所述可焊层焊接到所述散热器的所述均温板上;
所述散热器包括均温板和散热鳍片,所述均温板设于所述散热鳍片上。
上述的制备方法中,所述电路、固晶区与所述可焊层均采用丝印方法印刷得到;
所述倒装芯片的固定的方法为固晶法,所述倒装芯片的固定采用固晶机;采用共晶炉进行所述共晶焊接;
采用点胶机设置所述围坝胶;
所述围坝胶的材料为白色RTV硅胶、乳白色硅胶或透明硅胶。
上述的制备方法,步骤3)中,所述烘烤的温度可为135~165℃,具体可为150℃,所述烘烤的时间可为0.5~3h,具体可为1h;
上述步骤4)中,所述烘烤的温度可为145~175℃,具体可为165℃,所述烘烤的时间可为0.5~3h,具体可为2h。
上述的制备方法,步骤5)中,通过回流焊方法进行所述焊接。
本实用新型具有以下优点:
1)倒装芯片与氮化铝基板紧密结合成一体化结构。
2)氮化铝基板与散热器热沉之间通过回流焊接连接成一体化结构,至此倒装芯片、氮化铝基板、散热器均温板形成一体化,传热通道畅通,热阻会非常小,倒装芯片点亮过程中产生的热量能快速良好的导出来,并且通过散热鳍片发散到大气中,极大提高了产品的使用寿命。
3)本实用新型具有热电分离效果好、芯片结合牢固不易脱落、光通量高、光效好、生产工艺先进及生产效率高等特点。
附图说明
图1为传统LED灯具正面结构示意图。
图1中各标记如下:
1’LED发光源光基板;2’LED发光光源;3’基板导线孔;4’光源焊盘。
图2为图1的侧面结构示意图。
图2中各标记如下:
1’LED发光光源基板;2’LED发光光源;5’焊接锡膏;6’导热硅脂;7’散热器均温板;8’散热鳍片。
图3为本实用新型光热一体化LED大功率照明灯具的光源氮化铝基板一面的结构示意图。
图4为本实用新型光热一体化LED大功率照明灯具正面的结构示意图。
图5为光热一体化LED大功率照明灯具侧面的结构示意图。
图3-5中各标记如下:
1均温板、2光源焊盘、3光源基板、4围坝胶、5LED发光光源;6可焊层;7 散热鳍片。
图6为光源基板的线路图。
图6中各标记如下:
61固晶位置;62线路层;63供电源线焊点。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1、光热一体化LED大功率照明灯具及其制备方法
如图5所示,本实用新型光热一体化LED大功率照明灯具,它包括散热器和LED 发光光源5;散热器包括均温板1和散热鳍片7,均温板1设于散热鳍片7上。LED 发光光源5具体包括由上到下依次设置的厚度为0.2mm的荧光层、倒装芯片和厚度为 1.0mm的光源基板3;光源基板3的一面上布置线路并设置固晶区,另一面布置蜂窝状可焊层;倒装芯片设置于固晶区上,倒装芯片上沿着固晶区边缘设置围坝胶4;LED 发光光源5通过可焊层6的光源焊盘2设置于均温板1上。
其中,光源基板选自氮化铝基板;
倒装芯片为倒装LED芯片;
荧光层的材料具体为透明荧光陶瓷。
本实用新型光热一体化LED大功率照明灯具与如图1和图2所示的传统LED灯具相比,本发明倒装芯片、氮化铝基板、散热器均温板形成一体化,传热通道畅通,热阻会非常小,倒装芯片点亮过程中产生的热量能快速良好的导出来,并且通过散热鳍片发散到大气中,极大提高了产品的使用寿命。
本实用新型光热一体化LED大功率照明灯具的制备方法,包括如下步骤:
1)在氮化铝基板的一面上通过丝印印刷设置相应的线路图如图6所示(61固晶位置;62线路层;63供电源线焊点)的电路线和固晶区,氮化铝基板的另一面通过丝印方法印刷蜂窝状可焊层,如图3所示;
2)采用固晶机通过固晶方法将倒装LED芯片固定在氮化铝基板的固晶区上;
3)固好倒装芯片的氮化铝基板通过共晶炉进行共晶焊接,完成共晶工艺并形成蓝光光源;
光源焊盘和芯片电极通过回流焊焊接结合;
4)蓝光光源通过点胶机沿着固晶区围围坝胶并形成挡墙结构,烘烤,烘烤的温度 150℃,烘烤的时间1h,冷却;
5)将经步骤4)处理的荧光晶体通过固晶机贴装在倒装芯片正上方并后行烘烤固定,烘烤温度165℃,烘烤的时间2h,得到设有LED发光光源的氮化铝基板;
6)将上述设有LED发光光源的氮化铝基板通过回流焊方式焊接到散热器的均温板上,使倒装芯片、氮化铝基板、散热器的均温板形成一体化;
其中散热器包括均温板和散热鳍片,均温板设于散热鳍片上。
本发明得到的光热一体化LED照明灯具的光谱测试数据如下:
测试条件:测试方法采用积分球测试;
环境温度:25.3Deg;环境湿度:65%;
测试范围:380nm-780nm;峰值IP:50917(78%);
测量模式:精确测试积分时间:114ms。
其中,CIE颜色参数如表1所示。
表1CIE颜色参数
光参数结果如下:光通量Φ=28674lm光效:118lm/w辐射通量Φe=111.744w暗视觉:7348.9S/P:1.7603;
电参数结果如下:设定输入电压V=54V,输入电流I=4.5A,测试结果为该LED 光源的功率P=243W;功率因数PF=1.000。
从上述数据可以看出,本实用新型提供的光热一体化LED灯具实现了稳定的高光通量和高光效,其光效值大于118lm/W,光通量大于28674lm。