一种提高光通量密度的LED发光装置的制作方法

本实用新型涉及LED发光装置领域，具体涉及的是一种提高光通量密度的LED发光装置，其还可以进一步解决光均匀度以及重叠影的问题。

背景技术：

LED发光装置的每一次功率，尤其是单位面积内光通量大小(即光密度)的提升，都必须同步优化其随之带来的散热难度，如果LED 发光装置中LED晶粒的散热性能没法和功率同步提升，那么整个LED 发光装置将无法实际投入使用。

现有技术中的LED发光装置，由于上述限制，要么是采用分散布置的LED晶粒，要么是功率较小，如此使得灯光的光通量密度一直无法有效提升，又进一步还存在均匀性较差以及容易产生重影的缺陷，存在改进空间。

有鉴于此，本申请人针对上述问题深入研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种提高光通量密度的LED发光装置，其采用光源组件的布局方式，再结合新型正负分离的导热方式，最新降低焊锡空洞率的加工方式以及散热器的冷锻造加工方式，从而大幅提高整个LED发光装置的光通量密度。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种提高光通量密度的LED发光装置，包括电源、散热器、光源组件以及位于光源组件前方的透镜组件；

其中，所述光源组件具有光源基板以及焊接连接在光源基板上的若干个LED晶粒，所述光源基板采用正负分离式基板；所述散热器为采用冷锻造一体成型的散热基板以及连接在散热基板上的散热鳍片；所述散热基板和光源基板的焊接面上还均形成有镀镍层，所述散热基板或光源基板的焊接面上还形成有连通焊接面内部区域和外部区域的沟槽，所述沟槽的深度大于或等于镀镍层的厚度，并且所述沟槽的深度小于镀镍层和散热基板/光源基板的厚度之和。

进一步，所述散热基板的焊接面上形成有网格式沟槽、十字线沟槽或者太阳放射线沟槽。

进一步，所述散热基板分为基板本体和镶块，所述基板本体形成有供镶块嵌设其内的凹槽，所述镶块表面形成有镀镍层，所述镀镍层上形成有沟槽。

进一步，所述正负分离式基板具有导电导热正极板、导电导热负极板以及位于导电导热正极板和导电导热负极板之间的沟槽，所述导电导热正极板与LED晶粒的阳极电热相连，该导电导热负极板与LED 晶粒的阴极电热相连；所述导电导热正极板和导电导热负极板下方还设置有绝缘耐压层，所述绝缘耐压层选自氮化铝或氧化铝或石墨稀；所述绝缘耐压层下部还设置有镀镍层，或者在所述绝缘耐压层下部先设置一层铝板，再在铝板下部设置一层镀镍层。

进一步，所述透镜组件所述透镜组件包括复眼透镜以及与复眼透镜一体成型或分体成型的反光罩，所述复眼透镜位于光源组件的正前方，所述反光罩绕着复眼透镜周缘呈环形体，所述反光罩罩设在光源组件外围以将光源组件发出的余光折射到复眼透镜中去。

进一步，所述透镜组件还包括一体成型在反光罩外围的环形外壳，所述环形外壳上形成有供螺钉将环形外壳固定光源组件前方的安装孔，所述环形外壳上还安装有防尘防水硅胶圈。

进一步，所述复眼透镜在靠近光源组件一侧形成有锥形表面，所述锥形表面的顶点位于光源组件的中心的正前方。

进一步，所述锥形表面由若干个等分的扇形面构成，所述若干个扇形面均以锥形表面的顶点为圆心。

进一步，所述光源基板与LED晶粒之间采用第一焊锡来焊接相连，所述光源基板与散热基板之间采用第二焊锡焊接相连，所述第一焊锡的熔点高于第二焊锡的熔点，所述第一焊锡的熔点比第二焊锡的熔点高出至少20度。

进一步，所述光源组件采用COB板，所述COB板在对应单个所述 LED晶粒或者整个发光区域的晶粒上还罩设形成有荧光膜或荧光粉层。

采用上述结构后，本实用新型涉及的一种提高光通量密度的LED 发光装置，首先通过正负分离的导热方式，可以让LED晶粒发出的热量直接通过光源基板传导至散热基板上，之间不存在传统的绝缘导热胶；其次本实用新型还进一步通过光源基板和散热基板之间形成的沟槽，确保光源基板和散热基板之间焊锡空洞率达到最低，提高光源基板和散热基板之间导热桥梁的通畅；最后通过采用冷锻造的方式，让传导至散热基板上的热量可以马上传导至散热鳍片，由散热鳍片快速散发出去。如此本实用新型通过上述三个方式一起整合，从而大幅提高LED晶粒的散热效率，从而确保LED晶粒做到大功率以及较为密集排布时不会存在散热问题，进而为大幅提高光通量密度提供保障。

与现有技术相比，本实用新型从LED晶粒发热的源头到散热鳍片的散热末端之间构建了非常完备的导热散热桥梁，确保了热量可以畅通无阻的散发出去，从而可以大幅提高光通量的密度。

附图说明

图1为本实用新型涉及一种提高光通量密度的LED发光装置较佳实施例的立体结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为本实用新型涉及LED发光装置中散热器一种具体实施例的结构示意图。

图4为本实用新型中沟槽一种实施结构的示意图；

图5为本实用新型中沟槽另一种实施结构的示意图；

图6为本实用新型中沟槽又一种实施结构的示意图；

图7为本实用新型采用一体成型的透镜组件安装在镶块上的示意图；

图8为本实用新型中一体式透镜组件一种实施结构的立体示意图；

图9为图8中一体式透镜组件另一角度的立体示意图；

图10为图8中一体式透镜组件半剖时的结构示意图；

图11为图8中一体式透镜组件半剖时另一角度的示意图；

图12为本实用新型中分体式透镜的组合剖视图；

图13为图12中分体式透镜一个角度的立体分解图；

图14为图12中分体式透镜另一个角度的立体分解图；

图15为本实用新型采用正负分离式基板的剖视图；

图16为本实用新型采用正负分离式基板的立体图；

图17为本实用新型采用正负分离式基板一种具体应用的结构示意图。

图18为本实用新型采用正负分离式基板另一实施例的结构示意图。

图中：

电源-1；散热器-2；散热基板-21；

基板本体-211；镶块-212；凹槽-213；

散热鳍片-22；光源组件-3；光源基板-31；

LED晶粒-32；透镜组件-4；复眼透镜-41；

锥形表面-411；顶点-412；扇形面-413；

反光罩-42；环形外壳-43；安装孔-431；

镀镍层51沟槽52导电导热正极板-61；

导电导热负极板-62；绝缘体-63；扇形结构-64；

沟槽-65；绝缘耐压层-66；镀镍层-67。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1至图17所示，其为本实用新型涉及的一种提高光通量密度的LED发光装置各种具体实施例的展示。

图1和图2所示，本实用新型涉及的一种提高光通量密度的LED 发光装置，包括电源1、散热器2、光源组件3以及位于光源组件3 前方的透镜组件4。

本实用新型的主要特点在于：

第一：所述光源组件3具有光源基板31以及焊接连接在光源基板31上的若干个LED晶粒32，所述光源基板31采用正负分离式基板；利用正负分离式基板，从而大幅提高LED晶粒32产生热量的快速传导能力。

第二：所述散热器2为采用冷锻造一体成型的散热基板21以及连接在散热基板21上的散热鳍片22；利用冷锻造成型的方式，从而可以让散热基板21和散热鳍片22可以基本处于一个相同的温度，提高散热性能。

第三：所述散热基板21和光源基板31的焊接面上还均形成有镀镍层51，所述散热基板21或光源基板31的焊接面上还形成有连通焊接面内部区域和外部区域的沟槽52，所述沟槽52的深度大于或等于镀镍层51的厚度，并且所述沟槽52的深度小于镀镍层51和散热基板21/光源基板31的厚度之和。

利用沟槽52的结构设计，让焊锡过程中助焊剂以及空气等可以快速排出，从而大大降低散热基板21和光源基板31之间的焊锡空洞率，提升散热基板21和光源基板31之间的实际连接面积，从而提升热量的传导性能，沟槽52的深度设计是让沟槽52要贯穿镀镍层51，但是又不能是完全贯通孔。

如此，本实用新型涉及的一种提高光通量密度的LED发光装置，首先通过正负分离的导热方式，可以让LED晶粒32发出的热量直接通过光源基板31传导至散热基板21上，之间不存在传统的绝缘导热胶；其次本实用新型还进一步通过光源基板31和散热基板21之间形成的沟槽52，确保光源基板31和散热基板21之间焊锡空洞率达到最低，提高光源基板31和散热基板21之间导热桥梁的通畅；最后通过采用冷锻造的方式，让传导至散热基板21上的热量可以马上传导至散热鳍片22，由散热鳍片22快速散发出去。如此本实用新型通过上述三个方式一起整合，从而大幅提高LED晶粒32的散热效率，从而确保LED晶粒32做到大功率以及较为密集排布时不会存在散热问题，进而为大幅提高光通量密度提供保障。

与现有技术相比，本实用新型从LED晶粒32发热的源头到散热鳍片22的散热末端之间构建了非常完备的导热散热桥梁，确保了热量可以畅通无阻的散发出去，从而可以大幅提高光通量的密度。

如图4至图6所示，所述沟槽52的结构可以为多种具体实现方式，具体地，所述散热基板21的焊接面上形成有网格式沟槽52、十字线沟槽52或者太阳放射线沟槽52。

如图3所示，由于整个散热器2和散热基板21具有较大的体积，为了提高整个LED发光装置的加工效率，所述散热基板21分为基板本体211和镶块212，所述基板本体211形成有供镶块212嵌设其内的凹槽213，所述镶块212表面形成有镀镍层51，所述镀镍层51上形成有沟槽52。如此在进行镀镍以及焊接工序时，只需要对镶块212 进行处理即可，待完全焊接而成型之后，只需要将带有光源组件3的镶块212嵌设在基板本体211的凹槽213中即可。

如图15至图16所示，所述正负分离式基板具有导电导热正极板 61、导电导热负极板62以及位于导电导热正极板61和导电导热负极板62之间的绝缘体63，所述导电导热正极板61与LED晶粒32的阳极电热相连，该导电导热负极板62与LED晶粒32的阴极电热相连。

如图17所示，其为将整个焊接面分割为若干个扇形结构64，然后让若干个LED晶粒32可以呈环形布置在基板上的示意图。

如图18所示，在本实施例中，所述绝缘体63直接被在导电导热正极板61和导电导热负极板62之间形成的沟槽65来实现，在具体应用时还包括设置有绝缘耐压层66，所述绝缘耐压层66可以为氮化铝或氧化铝或石墨稀构成；所述绝缘耐压层66起到固定导电导热正极板61和导电导热负极板62的作用，图中所述绝缘耐压层66下部还设置有镀镍层67，或者在所述绝缘耐压层66下部先设置一层铝板，再在铝板下部设置一层镀镍层67。

如图7至图11所示，其为透镜组件4采用一体成型结构的示意图，所述透镜组件4所述透镜组件4包括复眼透镜41以及与复眼透镜41一体成型的反光罩42，所述复眼透镜41位于光源组件3的正前方，所述反光罩42绕着复眼透镜41周缘呈环形体，所述反光罩 42罩设在光源组件3外围以将光源组件3发出的余光折射到复眼透镜41中去。如此利用复眼透镜41的均光性能，从而将光源组件3在中心位置产生的强光分散出去，从而大大提升灯具照射到地面上时光斑的均匀性。

如图7至图11所示，所述透镜组件4还包括一体成型在反光罩 42外围的环形外壳43，所述环形外壳43上形成有安装孔431，所述安装孔431是供螺钉将环形外壳43固定光源组件3前方，所述环形外壳43上还安装有防尘防水硅胶圈，利用此防尘防水硅胶圈，其可以对光源组件3起到防水防尘的作用。进一步地，所述复眼透镜41 在靠近光源组件3一侧形成有锥形表面411，所述锥形表面411的顶点412位于光源组件3的中心的正前方。如此射向中心的光线会被朝外折射，从而降低中心区域光线的聚集度。

在本实施例中，更优选地，所述锥形表面411由若干个等分的扇形面413构成，所述若干个扇形面413均以锥形表面411的顶点412 为圆心。

如图12至图14所示，其为透镜组件4采用分体设置时的结构示意图。采用分体设置，如此在面向各式各样的需求时，整个环形外壳 43部分并无需做出结构改变，仅需要一套模具即可完成，其只需要对反光罩42进行变化即可，如此不仅仅可以降低将近一半的模具开发成本，而且在成型时间上也可以节省25％-30％，非常高效。此外，由于所述反光罩42采用了单独制作的方式成型，如此在进行诸如电镀反光材料时，操作非常便利，而不会受到环形外壳43的干扰；再者，在实现应对大功率LED灯具时，可以直接改变反光罩42实现远离光源，而无需对整个透镜进行完全改变，所述整个环形外壳43不需要配合性调整，从而降低了成本。

另外，优选地，所述光源基板31与LED晶粒32之间采用第一焊锡来焊接相连，所述光源基板31与散热基板21之间采用第二焊锡焊接相连，所述第一焊锡的熔点高于第二焊锡的熔点。更具体地，所述第一焊锡的熔点比第二焊锡的熔点高出至少20度。如此让在进行第二道焊接工序时，大幅降低了同时造成第一焊锡脱焊的问题，确保了产品的质量。

另外，作为LED晶粒的荧光粉设置，可以直接对每个LED晶粒进行设置，也可以在整个COB板上方再加设一层荧光膜或者荧光粉层。具体的，所述光源组件采用COB板，所述COB板在对应单个所述LED 晶粒或者整个发光区域的晶粒上还罩设形成有荧光膜或荧光粉层。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。