CN102121613A - 高光效和高显色性的led照明器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高光效和高显色性的LED照明器件。高光效和高显色性的LED照明器件，包括金属散热件（1）和若干个RGB三基色LED芯片（3），金属散热件（1）正面上设有线路层，所述的金属散热件（1）正面上设有若干个凹槽（2），所述的RGB三基色LED芯片（3）封装在凹槽（2）中，金属散热件（1）在每个凹槽（2）的两侧设有与线路层电连接的LED芯片焊点（4），LED芯片焊点（4）通过导线（5）与RGB三基色LED芯片（3）的两极电连接。本发明将RGB三基色LED芯片封装到金属散热件中，形成LED与金属散热件固化体，减少了散热步骤，可提高LED灯的光效和显色性。

Description

高光效和高显色性的LED照明器件

技术领域

本发明涉及一种LED照明灯器件，具体是指一种高光效和高显色性的LED照明器件。

背景技术

LED 照明灯构造主要由灯罩、金属散热件、电源、LED光源组成。随着半导体工业技术的进步，发光二极管性价比日益提高，LED 照明灯取代传统照明灯是大势所趋。

目前，市场上所有LED照明灯的LED大多焊接金属材质的基板（如铝基板）上。整个照明灯的散热途径：LED→PCB板(铝基板) →导热绝缘胶→金属外壳→灯体外，虽然铝基板等金属基板具有极为优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能，但是散热途径太长，LED产生的热量不易排除，导致LED结温升高。LED结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加,导致集电极电流增加,又使结温进一步升高,最终导致LED失效。另外，LED照明灯长期处于高温下工作，会造成照明灯的绝缘性能退化、元器件损坏、材料的热老化、低熔点焊缝开裂、焊点脱落等不良现象。

散热处理已经成为LED照明灯设计中至关重要的挑战之一，即在架构紧缩，操作空间越来越小的情况下，如何解决LED的散热，使PN结产生的热量能尽快的散发出去，不仅可提高产品的发光效率，同时也提高了产品的可靠性和寿命。鉴于LED对散热条件的要求较高，如果PN结结温超过标准限定值，LED 就会加剧光衰，降低效率，甚至停止工作。所以，散热问题是LED照明灯最难解决的关键。

此外，白光LED主流的制备方法是蓝光LED芯片激发黄色荧光粉。可获得光通量和发光效率较高的白光。缺点是难以得到低色温高显色性的白光，由于光谱中缺少红光成份，所以色温高而显色性差。目前，蓝光LED芯片和黄色荧光粉混合的方案难以实现在4,000K以下的低色温且Ra>80高显色性的白光。大功率LED的颜色漂移不仅是由荧光粉老化所引起,更主要的因素是材料本身的变化。封装材料（如硅胶等）在紫外光的照射下容易老化，寿命缩短，会导致LED的颜色漂移严重。为了使LED灯发出不伤眼睛、给人眼感觉舒适的暖白色光，就需提高LED显色性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高光效和高显色性的LED照明器件,解决LED光效和显色性的难题，缩短LED照明灯的散热途径，提高LED发光效率；提高LED显色性，使LED照明灯发出柔和的暖白色光，不伤眼睛，给人眼感觉舒适。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：高光效和高显色性的LED照明器件，包括金属散热件和若干个RGB三基色LED芯片，金属散热件正面上设有线路层，所述的金属散热件正面上设有若干个凹槽，所述的RGB三基色LED芯片封装在凹槽中，金属散热件在每个凹槽的两侧设有与线路层电连接的LED芯片焊点，LED芯片焊点通过导线与RGB三基色LED芯片的两极电连接。

所述的RGB三基色LED芯片与凹槽之间填充有导热绝缘胶。

所述的凹槽是圆弧形凹槽。

所述的凹槽是方形凹槽。

由于采用了上述的结构，本发明与传统的蓝光加荧光粉技术相比其光效高，显色指数高，光衰低，色温飘移小，采用RGB三基色混合配光，调节RGB三基色的配比，可以获得各种颜色的光。优点是效率高、使用灵活，由于发光全部来自红、绿、蓝三种LED，不需要进行光谱转换，因此其能量损失最小，效率最高。同时由于RGB三基色LED可以单独发光，且其发光强度可以单独调节，故具有较高的灵活性。

本发明将“RGB三基色LED芯片”集成封装到“金属散热件”中，形成“LED与金属散热件固化体”，能有效缩短LED灯的散热途径，其具有以下的有益效果：

（1）、把一组或多组“RGB三基色LED芯片”封装到“金属散热件”上，缩短散热途径，散热效果好，LED工作光效高，使用寿命长。

（2）、“RGB三基色LED芯片”采取分散式的布局在同一“金属散热件”上，采取纵、横向散热处理，散热面积增大，可以有效解决LED存在的散热难的弊端，有效的降低了LED工作时的结温，避免导致不可逆转性光衰。

（3）、与传统的蓝光加荧光粉技术相比较，采用“RGB三基色LED芯片”直接封装到“金属散热件”上，其光效高，显色指数高，光衰低。

（4）、与传统的蓝光加荧光粉技术相比较，采用“RGB三基色LED芯片”直接封装到“金属散热件”上，由于不需要荧光粉等封装材料，不会出现荧光粉等封装材料老化等不良问题，能有效地解决色温飘移的问题。

（5）、由于“RGB三基色LED芯片”直接封装到“金属散热件”上，LED照明灯使用寿命长达80000小时。

（6）、“圆弧形凹槽”可对LED进行聚光，加强LED光源的方向性和集中性，其结构简单，成本低。

（7）、LED为冷光源，光色柔和，无眩光，不像其它光源含有一些有害气体，且LED废弃品可回收利用，是真正的绿色节能产品。

（8）、LED光源是一种高硬度树脂发光体而非钨丝玻璃等容易损坏光源，故抗震力相对较高，环境温度适应力强。

（9）、、在LED照明灯的生产方面，由于“RGB三基色LED芯片”直接封装到“金属散热件”上，可以省去铝基板和导热硅脂等原材料，同时在LED照明灯生产上至少减少了三道加工工序，适合于LED照明灯批量生产。

（10）、低色温（3000K左右），柔和的暖白色光，不伤眼睛，给人眼感觉舒适。

（11）、由于“RGB三基色LED芯片”直接封装到“金属散热件”上，有效的解决了LED照明灯的散热问题，就是提高LED发光效率。在这种前提下，LED照明灯5000小时光通量的维持率≥98%，10000小时光通量的维持率≥96%。

附图说明

图１是高光效和高显色性的LED照明器件的立体剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，本发明所述的高光效和高显色性的LED照明器件，包括金属散热件1和若干个RGB三基色LED芯片3。金属散热件1正面上设有线路层，所述的金属散热件1正面上设有若干个凹槽2，所述的凹槽2是圆弧形凹槽，也可以为方形凹槽。所述的RGB三基色LED芯片3封装在凹槽2中，所述的RGB三基色LED芯片3与凹槽2之间填充有导热绝缘胶。所述的金属散热件1在每个凹槽2的两侧设有与线路层电连接的LED芯片焊点4，LED芯片焊点4通过导线5与RGB三基色LED芯片3的两极电连接。

本发明在具体封装时，在金属散热件上设置凹槽，把RGB三基色LED芯片放置凹槽中，在RGB三基色LED芯片和凹槽之间填充导热绝缘胶，在凹槽的两侧设置LED芯片焊点，LED芯片焊点与金属散热件的线路层电连接。RGB三基色LED芯片的P、N极通过打金线连接或用帮定机帮定到LED芯片焊点上，然后根据实际生产要求在金属散热件的正面制出铝基铜箔线路。采取这种封装方法，RGB三基色LED芯片与金属散热件成为一个LED与金属散热件固化体。与LED→PCB板(金属散热件) →导热绝缘胶→金属外壳→灯体外散热途径相比较，采用本封装技术设计的照明灯的散热途径为LED与金属散热件固化体 →灯体外，减少了三道散热步骤。采用本发明封装的LED灯具的散热效果好，可有效降低RGB三基色LED芯片工作时的温度，对提高LED光效和显色性能起到良好的作用。

总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高光效和高显色性的LED照明器件，其特征在于：包括金属散热件（1）和若干个RGB三基色LED芯片（3），金属散热件（1）正面上设有线路层，所述的金属散热件（1）正面上设有若干个凹槽（2），所述的RGB三基色LED芯片（3）封装在凹槽（2）中，金属散热件（1）在每个凹槽（2）的两侧设有与线路层电连接的LED芯片焊点（4），LED芯片焊点（4）通过导线（5）与RGB三基色LED芯片（3）的两极电连接。

2.按照权利要求1所述的高光效和高显色性的LED照明器件，其特征在于：所述的RGB三基色LED芯片（3）与凹槽（2）之间填充有导热绝缘胶。

3.按照权利要求1或2所述的高光效和高显色性的LED照明器件，其特征在于：所述的凹槽（2）是圆弧形凹槽。

4.按照权利要求1或2所述的高光效和高显色性的LED照明器件，其特征在于：所述的凹槽（2）是方形凹槽。

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