CN103499039A - 一种led光组件单体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED光组件单体，包括盒体，发光组件；盒体由底座以及与底座配合的上盖组成，底座与上盖形成的空腔容纳发光组件；底座为底面被挖出一个孔的四周框架结构；上盖设有通孔。由于盒体的底座上为为底面被挖出一个孔的四周框架结构，因此，LED光组件单体可以通过该孔将热量导出来，避免了热量在每个单体中积聚，解决了LED光组件单体的散热问题。

Description

一种LED光组件单体

技术领域

本发明属于LED技术领域，具体涉及一种LED光组件单体。

背景技术

LED光源被公认为是21世纪最具发展前景的照明光源，其绿色环保、寿命长、节能、可靠性高、光效好、体积小等优点，使LED光源相对传统的白炽灯、荧光灯、节能灯等具有更大的应用前景。随着LED技术的发展，LED的高光效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，其对灯具设计、应用的技术要求越来越高。如何改进灯具构造、延长灯具寿命、提高节能水平，解决散热问题、优化光学设计、节约生产成本等，是业界一直重点研发突破的领域。特别是现今LED照明技术已相对成熟，如何使之更利于市场推广应用，使LED灯具应用进入社会的各个角落，取代传统光源，更是业界研发的主流方向。

照明的首要目标是追求光舒适性，让人置身于一个舒适的照明环境，满足生理和心理的舒适要求。所以传统的照明灯具在一般情况下要采用光扩散面罩来消除照明光源的眩光，增大发光面积，降低发光面的表面亮度，并通过光扩散作用在发光面实现光度和色度的均匀性。我们可以把这种照明系统称为面光源型照明灯具或照明系统，这种照明灯具或照明系统的面积往往非常巨大，照明灯具类比如嵌入式面板灯，一般的尺寸是60cmX120cm;照明系统类比如发光吊顶，一般的尺寸大于3mX3m。

面对这种大面积的面光源型照明灯具或照明系统，采用普通功率的LED发光器件，密密麻麻地排布在一个带电路的PCB板上，已经不合适，因为成本太高，安装也不方便。但是如果不采用这种密集性排布，又无法实现光扩散罩上的光度和色度均匀性。如何减少单位面积的LED发光器件的数量，大幅度降低排布密集性，又保证光扩散罩上的光度和色度均匀性，正是本发明要解决的问题。而一旦单位面积的LED发光器件的数量减少，为了维持足够的照度，LED发光器件的功率就要增加，产生了散热管理的问题。

发明内容

为了解决以上问题，本发明设计了一种LED光组件单体，具有安装、组装方便，散热效率高的优点，以及对每个LED发光器件单独配光的特点。

为了实现以上发明目的，本发明的技术方案如下：一种LED光组件单体，其特征在于，包括绝缘的盒体和发光组件；盒体由底座以及与底座配合的上盖组成，底座与上盖之间形成的空腔用于容纳发光组件；所述发光组件包括复合板、LED发光器件、光学透镜和电接口；复合板包括导热基板和位于导热基板一面的导电层，导电层包括第一和第二导电电路，分别连接在LED发光器件的正、负极；LED发光器件位于复合板设有导电层的一面上，LED发光器件的正负极连接在导电层的导电电路上，并与复合板传热连接；所述光学透镜覆盖在LED发光器件上；电接口设于复合板边缘,导电层的导电电路连接在电接口上；电接口是LED光组件单体实现对外通电连接的接口，所述电接口有两个，可用于与其他的LED光组件单体相互串联连接；所述盒体底座的底面为中间镂空的结构；所述上盖设有通孔，光学透镜穿出该通孔。

由于盒体的底座上为底面镂空的框架结构，因此，LED光组件单体可以通过该孔将热量导出来，避免了热量在每个单体中积聚，解决了LED光组件单体的散热问题。

优选的，光学透镜底面设有引脚，光学透镜通过引脚直接扣合在复合板上，光学透镜四周设有一个环形面，盖好上盖时，设有反光斜面的通孔边缘压合该环形面。

上盖压合透镜的环形面，使得透镜更好的扣合在复合板上，同时，也更好地对盒体内的光组件形成固定。

优选的，还包括一个贴在发光组件的复合板背面的导热硅胶垫，导热硅胶垫的厚度大于复合板背面至底座底面距离，使导热硅胶垫的另一面超出底座的底面。

导热硅胶垫是比较好的导热材料，而且导热硅胶垫具有比较好的变形能力，当其一面贴合在发光组件，另一年贴合在散热器或其它具有一定散热能力的安装面时，将更好的实现光组件单体的热传递。

优选的，所述盒体由树脂制成，盒体底座的框架结构内侧设有多个用于固定发光组件的加强筋；底座的外侧设有用于定位的定位耳。

加强筋的设置是为了更好的固定发光组件，使得发光组件不会在盒体里晃动。通过定位耳，可以使用螺钉等常用的固定元件，将光组件单体固定在安装面上。

优选的，所述导电层通过印刷或光刻在导热基板上；导热基板为陶瓷或导热半玻纤基板，所述导电层为镀银层或镀铜层；复合板是PCB复合板，导热基板是铝基板，导电层为铺铜层，导热基板与导电层之间设有绝缘但导热的绝缘层。

由于采用导热基板，使得LED发光器件产生的热量能够及时通过导电层传达到导热基板，通过复合板进行散热，或可以通过进一步的传热，把热量散发出去，很好的解决了LED光组件单体的散热问题。同时，由于每个LED光组件单体，都设有一个具有平面化配光能力的透镜，从而使得每个LED光组件单体发出的光的空间分布更加的合理。

无论使用陶瓷、导热半玻纤基板还是铝基板，都具有良好的导热性能，解决了半导体光组件的导热问题。而且，由于陶瓷导热基板本身具有很高的导热性能，且不导电，因此，可以去除导电层与导热基板之间的绝缘层，进一步降低了热阻。

优选的，优选的，第一和第二导电电路由宽导电铜膜构成，宽导电铜膜设有多个焊点，LED发光器件焊接在焊点上；还包括一个连接在LED发光器件热沉上的宽导热铜膜。

由于宽导电铜膜与导热基板具有更大的接触面积，降低了两者之间的热阻，提高了导热效率。

优选的，所述两个电接口分别安装在复合板设有导电层一面的两端，每个电接口由金属导线外包裹一层绝缘材料制成，分别与第一导电电路和第二导电电路电连接。

优选的，LED发光器件为PLCC型LED、模压式LED或反流式LED。

优选的，上盖所设通孔周围，形成一个内凹的反光斜面。反光斜面更加有利于将光组件单体的光集中照射到前方，提高了光的有效利用率。

优选的，所述LED发光器件的结构为芯片外采用环氧树脂或硅树脂包裹。

附图说明

图1本发明提供的一种LED光组件单体的结构分解示意图；

图2本发明提供的一种PCB俯视结构图；

图3本发明提供的一种LED光组件单体剖面示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种LED光组件单体，包括绝缘的盒体，发光组件；盒体由底座5A以及与底座5A配合的上盖5B组成，底座5A与上盖5B形成的空腔容纳发光组件；底座5A为底面具有一个孔51的四周框架结构；上盖5B设有通孔52。

由于盒体的底座5A上为为底面被挖出一个孔51的四周框架结构，因此，LED光组件单体可以通过该孔51将热量导出来，避免了热量在每个单体中积聚，解决了LED光组件单体的散热问题。绝缘材料可以是树脂，有机高分子材料，陶瓷等材料。以使盒体内部的发光组件与外部形成电绝缘。

光组件单体还包括一个贴在发光组件背面的导热硅胶垫6，导热硅胶垫6的厚度不小于底座5A底面上所设孔51的高度。

导热硅胶垫6是比较好的导热材料，而且导热硅胶垫6具有比较好的变形能力，当其一面贴合在发光组件，另一年贴合在散热器或其它具有一定散热能力的安装面时，将更好的实现光组件单体的热传递。

底座5A的框架结构内侧设有多个用于固定发光组件的加强筋53。加强筋53的设置是为了更好的固定发光组件，使得发光组件不会在盒体里晃动；

底座5A的外侧设有用于定位的定位耳54。通过定位耳54，可以使用螺钉等常用的固定元件，将光组件单体固定在安装面上。

安装面可以是墙面，或柱子等，也可以是作为散热器的金属板材。

发光组件包括复合板1，LED发光器件2，光学透镜3和电接口4；如图1和图2所示，复合板1包括导热基板11和位于导热基板11一表面的导电层12,导电层12至少包括第一导电电路121和第二导电电路122，分别连接在LED发光器件2的正、负极；LED发光器件2位于复合板1有导电层12的表面上，LED发光器件2的正负极连接在导电层12的导电电路上，并与复合板1实现电连接和热连接；透镜3覆盖在LED发光器件2上；电接口4设于复合板1边缘,导电层12的导电电路121、122互相绝缘的连接在电接口4上，电接口4是LED光组件单体对外实现电连接的接口。

由于采用导热基板，使得LED发光器件2产生的热量能够及时通过导电层12传达到导热基板11，通过复合板1进行散热，或可以通过进一步的传热，把热量散发出去，很好的解决了LED光组件单体的散热问题。同时，由于每个LED光组件单体，都设有一个具有平面化配光能力的透镜3，从而使得每个LED光组件单体发出的光的空间分布更加的合理。

导电层12通过印刷或光刻在导热基板11上。

导热基板11为陶瓷或导热半玻纤基板，导电层12为镀银层或镀铜层。氧化铝，氮化铝，氧化铍是良好的导热陶瓷材料。

复合板1是PCB复合板，导热基板11是铝基板，导电层12为铺铜层，导热基板11与导电层12之间设有绝缘但导热的绝缘层。绝缘层的目的是将导电层12与铝基板相互隔离，避免LED光组件单体内部电路短路。铝基板可以通过阳极氧化处理直接形成不导电的氧化层，该氧化层形成导热但绝缘的绝缘层，也可以是通过环氧树脂或高导热性无机填充物的胶粘形成绝缘层。

无论使用陶瓷、导热半玻纤基板还是铝基板，都具有良好的导热性能，解决了半导体光组件的导热问题。而且，由于陶瓷导热基板本身具有很高的导热性能，且不导电，因此，可以去除导电层12与导热基板11之间的绝缘层，进一步降低了热阻。

第一和第二导电电路121、122由宽导电铜膜构成，宽导电铜膜设有多个焊点，LED发光器件焊接在焊点上。

由于宽导电铜膜的面积比较大，使其能与导热基板11具有更大的接触面积，降低了两者之间的热阻，提高了导热效率。

还包括一个连接在LED发光器件热沉上的宽导热铜膜124。

宽导热铜膜124直接连接在LED发光器件2的热沉上，可以为LED发光器件2的的散热增加了一条通道，提高导热效率。

电接口4为两个，安装在复合板设有导电层12一面的两端，每个电接口4由金属导线外包裹一层绝缘材料制成，分别于第一导电电路121和第二导电电路122电连接。

导电层12设有由宽导电铜膜构成的第三导电电路123，第三导电电路123与LED发光器件2绝缘，连接在两个电接口4上。

LED发光器件2为PLCC型LED、模压式LED或反流式LED。

上盖5B所设通孔周围，形成一个内凹的反光斜面。反光斜面更加有利于将光组件单体的光集中照射到前方，提高了光的有效利用率。

如图3所示，光学透镜3底面设有引脚31，光学透镜3通过引脚31直接扣合在复合板上，光学透镜四周设有一个环形面32，盖好上盖5B时，设有反光斜面的通孔边缘压合该环形面。

上盖5B压合透镜3的环形面32，使得透镜更好的扣合在复合板上，同时，也更好地对盒体内的光组件形成固定。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种LED光组件单体，其特征在于，包括绝缘的盒体和发光组件；盒体由底座以及与底座配合的上盖组成，底座与上盖之间形成的空腔用于容纳发光组件；

所述发光组件包括复合板、LED发光器件、光学透镜和电接口；复合板包括导热基板和位于导热基板一面的导电层，导电层包括第一和第二导电电路，分别连接在LED发光器件的正、负极；LED发光器件位于复合板设有导电层的一面上，LED发光器件的正负极连接在导电层的导电电路上，并与复合板传热连接；所述光学透镜覆盖在LED发光器件上；电接口设于复合板边缘,导电层的导电电路连接在电接口上；

电接口是LED光组件单体实现对外通电连接的接口，所述电接口有两个，可用于与其他的LED光组件单体相互串联连接；

所述盒体底座的底面为中间镂空的结构；所述上盖设有通孔，光学透镜穿出该通孔。

2.根据权利要求1所述的光组件单体，其特征在于，光学透镜底面设有引脚，光学透镜通过引脚直接扣合在复合板上，光学透镜四周设有一个环形面，盖好上盖时，设有反光斜面的通孔边缘压合该环形面。

3.根据权利要求1所述的光组件单体，其特征在于，还包括一个贴在发光组件的复合板背面的导热硅胶垫，导热硅胶垫的厚度大于复合板背面至底座底面距离，使导热硅胶垫的另一面超出底座的底面。

4.根据权利要求1所述的光组件单体，其特征在于，所述盒体由树脂制成，盒体底座的框架结构内侧设有多个用于固定发光组件的加强筋；底座的外侧设有用于定位的定位耳。

5.根据权利要求1所述的光组件单体，其特征在于，所述导电层通过印刷或光刻在导热基板上；导热基板为陶瓷或导热半玻纤基板，所述导电层为镀银层或镀铜层；复合板是PCB复合板，导热基板是铝基板，导电层为铺铜层，导热基板与导电层之间设有绝缘但导热的绝缘层。

6.根据权利要求1所述的光组件单体，其特征在于，第一和第二导电电路由宽导电铜膜构成，宽导电铜膜设有多个焊点，LED发光器件焊接在焊点上；还包括一个连接在LED发光器件热沉上的宽导热铜膜。

7.根据权利要求1所述的光组件单体，其特征在于，所述两个电接口分别安装在复合板设有导电层一面的两端，每个电接口由金属导线外包裹一层绝缘材料制成，分别与第一导电电路和第二导电电路电连接。

8.根据权利要求1所述的光组件单体，其特征在于，LED发光器件为PLCC型LED、模压式LED或反流式LED。

9.根据权利要求1所述的光组件单体，其特征在于，上盖所设通孔周围，形成一个内凹的反光斜面。

10.根据权利要求1所述的一种LED光组件单体，其特征在于，所述LED发光器件的结构为芯片外采用环氧树脂或硅树脂包裹。

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