Led光引擎模塊的製作方法

2023-04-28 06:22:16 2

專利名稱：Led光引擎模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED光引擎模塊，屬於照明技術領域。
背景技術：
發光二極體(Light Emitting Diodes, LED)具有節能、環保、長壽命等顯著優勢被廣泛應用於道路照明、室內照明、特種照明等領域。目前我國照明用電佔全國用電總量的12%，而我國電力約81%仍為火力發電，對原煤消耗巨大，同時產生大量的煙塵、C02、S02等有害氣體排放，對環境汙染極為嚴重。其中，照明用電的主體為城市道路照明，隨著LED技術的進一步成熟和成本的持續下降，高效節能的LED燈取代傳統的高壓鈉燈逐漸成為節能新趨勢；與高壓鈉燈相比，LED燈在節能、壽命、顯色指數、環保、光線利用率、啟動時間 等方面均有明顯的優勢。目前用於道路照明的LED路燈光效普遍為70-801m/W，通常採用200W-250W的LED燈即可替代傳統的400W的高壓鈉燈，比傳統高壓鈉燈省電37. 5%_50%。目前LED路燈燈具主要有兩種技術路線方向的產品「多點陣式」和「模組化」LED路燈。其中，「多點陣式」LED路燈結構採取「散熱器+多顆獨立的I 3W LED光源串並聯+PC/PMMA透鏡+防塵玻璃罩+驅動電源」的結構方式，該結構具有諸多缺陷①多顆獨立LED光源串並聯，單顆失效易造成整個LED燈具失效 』②PC/PMMA透鏡透光率低，抗紫外能力差，無法直接暴漏在空氣中，需要增加保護玻璃罩；③防塵玻璃罩易碎、透光率低；這些缺陷導致該結構LED路燈光效普遍偏低(整燈光效約為70 801m/W)，不易維護等明顯缺陷。另一種「模組化」LED路燈結構採取「散熱器+幾顆高功率LED模組集成光源(50W、80W、IOOff等模組集成光源)+玻璃透鏡」的結構方式，該結構同樣有很多缺陷不論是50W、80W、IOOff LED模組集成光源，都通過將50、80、100顆LED晶片集中在一個支架中，通過金線連接，金線極易斷裂，同時高功率LED模組發熱量集中，散熱效果不理想造成LED路燈光衰嚴重，壽命遠小於標稱的30，000小時，且因各器件集成度不高同樣不易維護。因此，當前LED路燈的兩種主流技術方向存在光效低、壽命短、生產工藝複雜和後期維護難度大的缺陷。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種高光效且易於組裝和維護的LED光引擎模塊。本實用新型的目的是這樣實現的一種LED光引擎模塊，所述模塊包含有LED模組光源、二次光學透鏡、散熱器和電源，所述LED模組光源包含有基板，所述基板上焊接有多個LED晶片，所述基板上還設置有一圍壩，所述LED晶片均位於該圍壩中間，所述二次光學透鏡壓蓋於LED晶片上，且所述二次光學透鏡和LED晶片之間設置有矽膠層和螢光粉層，所述螢光粉層覆蓋於LED晶片上，所述矽膠層覆蓋於螢光粉層上；所述LED模組光源的基板固定於散熱器的頂部，且LED模組光源與基板之間設置有矽膠墊片，所述電源固定於散熱器的側壁上，且電源與基板上的印刷線路相電連接。本實用新型LED光引擎模塊，所述基板為金屬基板或陶瓷基板。[0007]本實用新型LED光引擎模塊，所述LED晶片倒裝設置於基板上。[0008]本實用新型LED光引擎模塊，所述二次光學透鏡的材質為光學級PC或PMMA，所述二次光學透鏡上鍍有厚度為Ium的增透膜。[0009]本實用新型LED光引擎模塊，所述增透膜為SiO2薄膜層或TiO2薄膜層。[0010]本實用新型LED光引擎模塊，所述LED晶片為藍光LED晶片，所述螢光粉層的材質為顆粒大小為 Γ 7ιιπι的Y3Al5O12 = Ce3+黃色螢光粉。[0011]本實用新型LED光引擎模塊，所述LED晶片為藍光LED晶片，所述螢光粉層的材質為1Γ17ιιι 的β -SiAlON綠色螢光粉和顆粒大小為5 10 μ m的CaSiAlN3 = Eu2+紅色螢光粉的混合物。[0012]本實用新型LED光引擎模塊，所述矽膠層為折射率大於的透明矽膠層。[0013]本實用新型LED光引擎模塊，所述矽膠墊片的厚度為1mm，導熱係數為lW/m. k。[0014]本實用新型LED光引擎模塊，所述LED晶片與電源的供電線路上串聯有一紅外開 關。[0015]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是[0016]相對於現有技術，本實用新型的LED光引擎模塊擯棄傳統LED路燈採用「多點陣式」和「LED模組」的結構「散熱器+多顆獨立的I 3W LED光源串並聯或50 100W模組光源+PC/PMMA透鏡+防塵玻璃罩+驅動電源」。而採用光學級PMMA透鏡表面鍍SiO2或 TiO2增透膜的方式將二次光學透鏡直接暴露在空氣中，可有效的減少因透鏡材料透光率低及玻璃罩對光線阻礙損失，大幅度提升LED路燈的發光效率；同時，通過在散熱器側面固定 LED恆流電源的方式直接形成一個具有光學、電學、散熱結構的IOW LED光引擎單元，並可以以該光引擎模塊作為基本單元進行更大功率如30 200W的LED路燈。簡化安裝環節， 並可以在後期實際應用的維護過程中直接替換該模塊實現簡易快速的維修。[0017]並且該LED光引擎模塊中的晶片通過倒裝工藝直接焊接在MCPCB基板上，可以避免傳統LED路燈採用多顆晶片通過金線串並聯形成大功率模組光源過程中金線的可靠性低等問題，大幅度提升LED路燈的使用壽命。同時，可以在該設計基礎上進一步集成更多的控制器件如紅外感應、光感應、無線網絡等控制器件實現更加智能化的LED路燈控制。因此，本實用新型不僅可以解決傳統LED路燈生產工藝複雜和後期維護難度大的技術難題， 並可極大地提高LED路燈的壽命和發光效率。


[0018]圖I為本實用新型LED光引擎模塊的裝配結構示意圖。[0019]圖2為本實用新型LED光引擎模塊的圖I的I局部放大圖。[0020]其中[0021]LED模組光源I、二次光學透鏡2、散熱器3、電源4 ;[0022]LED晶片I. I、圍壩I. 2、矽膠層I. 3、螢光粉層I. 4、基板I. 5 ；[0023]矽膠墊片3. I。
具體實施方式
[0024]參見圖I和圖2，本實用新型涉及的一種LED光引擎模塊，所述模塊包含有LED模組光源I、二次光學透鏡2、散熱器3和電源4，所述LED模組光源I包含有基板I. 5 (該基板I. 5為金屬基板MCPCB或陶瓷基板)，所述基板I. 5上焊接有多個LED晶片I. 1(所述LED晶片I. I倒裝設置於基板I. 5上)，所述基板I. 5上還設置有一圍壩I. 2，所述LED晶片I. I均位於該圍壩I. 2中間，所述二次光學透鏡2壓蓋於LED晶片I. I上，且所述二次光學透鏡
2和LED晶片I. I之間設置有矽膠層I. 3和螢光粉層I. 4，所述螢光粉層I. 4覆蓋於LED晶片I. I上，所述矽膠層I. 3覆蓋於螢光粉層 I. 4上；所述LED模組光源I的基板I. 5固定於散熱器3的頂部，且LED模組光源I與基板I. 5之間設置有 矽膠墊片3. 1，所述電源4固定於散熱器3的側壁上，且電源4與基板I. 5上的印刷線路相連，對焊接於基板I. 5上的LED晶片I. I進行供電。優選的，所述二次光學透鏡2的材質為光學級PC或PMMA (其透光率大於93%)，所述二次光學透鏡2上鍍有厚度為Ium的增透膜，所述增透膜為SiO2薄膜層或TiO2薄膜層；所述LED晶片I. I為藍光LED晶片，所述螢光粉層I. 4的材質為顆粒大小為iri7um的Y3Al5O12: Ce3+黃色螢光粉，或者為 Γ 7ιιπι的β -SiAlON綠色螢光粉和顆粒大小為5 10 μ m的CaSiAlN3 = Eu2+紅色螢光粉的混合物；所述矽膠層I. 3為折射率大於I. 5的透明矽膠層；所述娃膠墊片3. I的厚度為1mm，導熱係數為lW/m. k ；所述LED晶片I. I與電源4的供電線路上串聯有一紅外開關，該紅外開關可實現對LED晶片I. I的只能關閉和開啟；紅外開關偵測到有行人或車輛通過時，可接通供電線路，使得LED晶片I. I點亮進行照明；當偵測到沒有行人或者車輛通過時，可斷開LED晶片
I.I的供電線路，從而進一步起到了節能的效果。
權利要求1.一種LED光引擎模塊,其特徵在於所述模塊包含有LED模組光源(I)、二次光學透鏡(2)、散熱器(3)和電源(4)，所述LED模組光源(I)包含有基板(I. 5)，所述基板(I. 5)上焊接有多個LED晶片(I. I )，所述基板(1.5)上還設置有一圍壩(I. 2)，所述LED晶片(1.1) 均位於該圍壩(I. 2)中間，所述二次光學透鏡(2)壓蓋於LED晶片(I. I)上，且所述二次光學透鏡(2)和LED晶片(I. I)之間設置有矽膠層(I. 3)和螢光粉層(I. 4)，所述螢光粉層(1.4) 覆蓋於LED晶片(I. I)上，所述矽膠層(1.3)覆蓋於螢光粉層(I. 4)上；所述LED模組光源(1)的基板(I.5)固定於散熱器(3)的頂部，且LED模組光源(I)與基板(I. 5)之間設置有矽膠墊片(3. 1)，所述電源(4)固定於散熱器(3)的側壁上，且電源(4)與基板(I. 5)上的印刷線路相電連接。
2.如權利要求I所述一種LED光引擎模塊,其特徵在於所述基板(I.5)為金屬基板或陶瓷基板。
3.如權利要求I所述一種LED光引擎模塊，其特徵在於所述LED晶片(I.I)倒裝設置於基板(I. 5)上。
4.如權利要求I或2或3所述一種LED光引擎模塊,其特徵在於所述二次光學透鏡(2)的材質為光學級PC或PMMA，所述二次光學透鏡(2)上鍍有厚度為Ium的增透膜。
5.如權利要求4所述一種LED光引擎模塊，其特徵在於所述增透膜為SiO2薄膜層或 TiO2薄膜層。
6.如權利要求I或2或3所述一種LED光引擎模塊，其特徵在於所述LED晶片(I.I) 為藍光LED晶片，所述螢光粉層(I. 4)的材質為顆粒大小為 Γ 7ιιπι的Y3Al5O12 = Ce3+黃色螢光粉。
7.如權利要求I或2或3所述一種LED光引擎模塊，其特徵在於所述矽膠層(I.3)為折射率大於(I. 5)的透明矽膠層。
8.如權利要求I或2或3所述一種LED光引擎模塊，其特徵在於所述矽膠墊片(3.I) 的厚度為1mm，導熱係數為lW/m.k。
9.如權利要求I或2或3所述一種LED光引擎模塊，其特徵在於所述LED晶片(I.I) 與電源(4)的供電線路上串聯有一紅外開關。
專利摘要本實用新型涉及一種LED光引擎模塊，所述模塊包含有LED模組光源(1)、二次光學透鏡(2)、散熱器(3)和電源(4)，所述LED模組光源(1)包含有基板(1.5)，所述基板(1.5)上焊接有多個LED晶片(1.1)，所述基板(1.5)上還設置有一圍壩(1.2)，所述LED晶片(1.1)均位於該圍壩(1.2)中間，所述二次光學透鏡(2)壓蓋於LED晶片(1.1)上，所述LED模組光源(1)的基板(1.5)固定於散熱器(3)的頂部，且LED模組光源(1)與基板(1.5)之間設置有矽膠墊片(3.1)，所述電源(4)固定於散熱器(3)的側壁上，且電源(4)與基板(1.5)上的印刷線路相電連接。本實用新型LED光引擎模塊，高光效且易於組裝和維護。
文檔編號F21Y101/02GK202660374SQ20122017234
公開日2013年1月9日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者鄭永生, 趙巍, 石陽, 肖國勝, 張亮 申請人:江陰浩瀚光電科技有限公司