CN220934114U - 一种高功率高密度混色光源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及COB光源技术领域，公开了一种高功率高密度混色光源，包括红铜基板、氮化铝陶瓷支架、陶瓷基板电线路、168颗晶片以及透镜，所述晶片中168颗晶片分两路电路独立驱动，且每一路均为14串6并84颗晶片，可点涂两种不同颜色的荧光粉，组合成正白、暖白两种不同颜色，及选用不同的发光颜色晶片组合成蓝白、蓝绿、红绿、红蓝的高功率高密度混色光源，所述红铜基板内设有铜箔线路，铜箔线路内设双层线路；所述红铜基板上蚀刻有凸台、若干焊盘以及若干螺丝孔，所述氮化铝陶瓷支架正面与背面通过铜柱连接相导通。本实用新型中，使得高功率高密度混色光源具有发光面小、中心光照度高、混光效果均匀、散热良好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及COB光源技术领域，尤其涉及一种高功率高密度混色光源。
背景技术
COB光源是将LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源技术，此技术剔除了支架概念，无电镀、无回流焊、无贴片工序，因此工序减少近三分之一，成本也节约了三分之一。现有的COB光源整体散热效果并不好，急需改进。
实用新型内容
为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种高功率高密度混色光源，旨在改善的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种高功率高密度混色光源，包括红铜基板、氮化铝陶瓷支架、陶瓷基板电线路、168颗晶片以及透镜，所述晶片中168颗晶片分两路电路独立驱动，且每一路均为14串6并84颗晶片，可点涂两种不同颜色的荧光粉，组合成正白、暖白两种不同颜色，及选用不同的发光颜色晶片组合成蓝白、蓝绿、红绿、红蓝的高功率高密度混色光源；
所述红铜基板内设有铜箔线路，铜箔线路内设双层线路；
所述红铜基板上蚀刻有凸台、若干焊盘以及若干螺丝孔；
所述氮化铝陶瓷支架正面与背面通过铜柱连接相导通；
所述氮化铝陶瓷支架上设有固晶区以及电线路；
所述红铜基板上凸台、所述焊盘、所述铜箔线路和所述氮化铝陶瓷支架表面和背面均做镀镍钯金处理；
所述晶片通过高导热纳米级银浆烧结或高导热金锡合金共晶粘附在所述固晶区上；
所述晶片之间的间隔距离为0.1-0.5mm；
所述晶片通过金线焊接与所述陶瓷支架上进行电路连接；
所述氮化铝陶瓷支架通过高导热高温锡膏回流焊接于所述红铜基板的凸台上；
所述透镜紧贴覆盖于所述晶片表面，保护晶片与金线不被外力损伤。
本实用新型进一步设置，所述电线路采用14串12并分两路独立驱动的电路模式，且两路电路均为14串6并模式，可与不同的红铜基板串并联，做到14串6并×2路模式，也可以做成14串12并一路驱动模式。
本实用新型进一步设置，所述红铜基板尺寸规格为102×85mm×3mm；所述螺丝孔规格为Φ7.2mm。
本实用新型进一步设置，所述氮化铝陶瓷支架尺寸规格35.2×40.2mm×0.52mm。
本实用新型进一步设置，所述晶片为高功率正装垂直结构晶片，所述晶片为高功率垂直结构，单颗晶片功率可做到10瓦-20瓦。
本实用新型进一步设置，所述透镜为高透光率、低反射率、高耐温性的玻璃片。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型中，使用红铜基板，具有高导热性，使用氮化铝陶瓷支架，具有耐高压，高导热性，使得该高功率高密度混色光源散热效果良好；红铜基板采用双层铜箔线路模式，替代以往红铜基板跳线模式，做到双色两路单独驱动，还实现了热电分离，可以使晶片工作时散发的热量及时通过基板传到散热板上，其结构简单、紧凑、性能稳定，相应提高该高功率高密度混色光源的使用寿命，有利于大批量生产；且采用高导热纳米级银浆烧结或高导热金锡合金焊接共晶，可以替代老工艺低导热微米级普通银胶或绝缘胶固晶，晶片不会因环境影响出现脱落现象；又通过在晶片上点涂对应颜色的高显色荧光粉，使得该高功率高密度混色光源能发出两种不同颜色的光，或根据不同客户的需求，选用不同的发光颜色晶片组合成蓝白、蓝绿、红绿、红蓝等的高功率高密度混色光源，整体混光效果良好。
2、本实用新型中，晶片为正装垂直结构晶片，采用φ38um-φ50um的金线焊接，每颗晶片焊接5-7根金线，防止因电器连接原因而出现断线死灯的问题。
3、本实用新型中，透镜为高透光率低反射率高耐温性的玻璃片，不仅可提高光源的透光性，保护胶面不被污染还能隔绝胶面与环境的直接接触，减缓胶面的老化，使产品的使用寿命得到极大提高。
附图说明
图1是本实用新型中的透镜结构示意图；
图2是本实用新型中的红铜基板凸台示意图；
图3是本实用新型中的红铜基板铜箔线路上层线路图；
图4是本实用新型中的红铜基板铜箔线路下层线路图；
图5是本实用新型中的红铜基板焊盘图；
图6是本实用新型中的陶瓷支架正面图；
图7是本实用新型中的陶瓷支架背面图；
图8是本实用新型中的陶瓷支架正反面连接铜柱图；
图9是本实用新型中的固晶焊线点粉图。
图例说明：
1、红铜基板；2、氮化铝陶瓷支架；3、晶片；4、透镜；5、红铜基板焊盘；6、螺丝孔；7、凸台；8、铜箔线路；9、陶瓷支架焊盘；10、陶瓷支架电线路；11、通孔铜柱；12、固晶区；13、金线；14、荧光粉。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供的实施例一：一种高功率高密度混色光源，如图1-图9所示，包括：包括红铜基板1、氮化铝陶瓷支架2、陶瓷基板电线路10、168颗晶片3以及透镜4，晶片3中168颗晶片分两路电路独立驱动，且每一路均为14串6并84颗晶片，可点涂两种不同颜色的荧光粉，组合成正白、暖白两种不同颜色，及选用不同的发光颜色晶片组合成蓝白、蓝绿、红绿、红蓝的高功率高密度混色光源；红铜基板1内设有铜箔线路8，铜箔线路内设双层线路；红铜基板1上蚀刻有凸台7、若干焊盘5以及若干螺丝孔6；氮化铝陶瓷支架2正面与背面通过铜柱11连接相导通；氮化铝陶瓷支架2上设有固晶区12以及电线路10；红铜基板1上凸台7、焊盘5、铜箔线路8和氮化铝陶瓷支架2表面和背面均做镀镍钯金处理；晶片3通过高导热纳米级银浆烧结或高导热金锡合金共晶粘附在固晶区12上；晶片3之间的间隔距离为0.1-0.5mm；晶片3通过金线13焊接与陶瓷支架2上进行电路连接；氮化铝陶瓷支架2通过高导热高温锡膏回流焊接于红铜基板1的凸台7上；透镜4紧贴覆盖于晶片3表面，保护晶片与金线不被外力损伤。
通过使用红铜基板1，具有高导热性，使用氮化铝陶瓷支架2，具有耐高压，高导热性，使得该高功率高密度混色光源散热效果良好，耐高压可达3000V以上；单颗晶片3最大输出电流可以达到4-5A，功率最高可以做到2000W；在电路设计上，以往采用铜基板底部做正极或者负极，热电不能分离，光源性能差，此次有交叉线的问题，采用红铜基板铺设双层线路设计，既实现热电分离问题，也解决跳线外观问题，做到双色两路单独驱动，可以使晶片3工作时散发的热量及时通过基板传到散热板上，其结构简单、紧凑、性能稳定，相应提高该高功率高密度混色光源的使用寿命，有利于大批量生产；且采用高导热纳米级银浆烧结或高导热金锡合金共晶焊接，可以替代老工艺低导热普通微米级银胶或绝缘胶固晶，晶片3不会因环境影响出现脱落现象；又通过在晶片3上2路电路上的晶片点涂不同颜色的高显色荧光粉，以及选用不同发光颜色的晶片，组合成正白、暖白双色，蓝白、绿白、红白、蓝绿、红绿等颜色，使得该高功率高密度混色光源能发出两种不同颜色的光，混光效果俱佳。
陶瓷基板电线路10采用14串12并分2两路独立驱动的电路模式，每一路电路结构均为14串6并模式，可与不同的红铜基板1串并联，做成14串6并×2路模式，以及做成14串12并一路模式，使产品的类型更多样。本实施例中，如图2、图3、图4和图5、图6、图7所示，陶瓷支架电线路10与红铜基板1上的铜箔线路8构成14串12并分两路驱动的电路模式。
本实施例中，红铜基板1尺寸规格为102×85mm×3mm；红铜基板螺丝孔规格为Φ7.2mm；氮化铝陶瓷支架2尺寸规格35.5×40.2mm×0.52mm；产品功率高，晶片结构紧凑，提高光源出光效率，节省了生产成本。
本实施例中，晶片3为正装垂直结构晶片，采用φ38um-φ50um纯金线13，每一颗晶片焊接5-7根金线13，防止因电器连接原因而出现断线死灯的问题。
本实施例中，透镜4为高透光率低反射率高耐温性的玻璃片，不仅可提高光源的透光性，保护金线不被外部挤压断线，与胶面不被污染，还能隔绝胶面与环境的直接接触，减缓胶面的老化，使产品的使用寿命得到极大提高。且透镜两侧分别有0.5-1mm的透气孔，使得该高功率高密度混色光源表面更好的散热。
实施例二：一种高功率高密度混色光源，如图1-图9所示，包括：红铜基板1、氮化铝陶瓷支架2、112颗晶片3以及透镜4；晶片112颗分2路电路独立驱动，每一路电路均为56颗晶片，且2路晶片分别点涂不同颜色的高显色荧光粉；红铜基板1内设有铜箔线路8；红铜基板1上蚀刻有凸台7以及若干焊盘5；红铜基板1上设有用于实现热电分离的跳线；氮化铝陶瓷支架2正面与背面通过通孔铜柱11连接相导通；氮化铝陶瓷支架2上设有固晶区12以及电线路10；凸台7、焊盘5、铜箔线路8和氮化铝陶瓷支架2表面和背面均做镀镍钯金处理；晶片3通过围墙胶围成方形挡墙结构；晶片3通过高导热纳米级银浆烧结或高导热合金粘附在所述固晶区12上；晶片3通过金线13焊接于陶瓷支架2上；氮化铝陶瓷支架2回流焊接于凸台7上；透镜4紧贴覆盖于晶片3表面。
使用红铜基板1，具有高导热性，使用氮化铝陶瓷支架2，具有耐高压，高导热性，使得该高功率高密度混色光源散热效果良好，耐高压可达3000V以上；单颗晶片3最大输出电流可以达到4-5A，功率最高可以做到1400W；在电路设计上，以往采用铜基板底部做正极或者负极，热电不能分离，光源性能差，此次有交叉线的问题，采用跳线的模式，做到双色两路单独驱动，还实现了热电分离，可以使晶片3工作时散发的热量及时通过基板传到散热板上，其结构简单、紧凑、性能稳定，相应提高该高功率高密度混色光源的使用寿命，有利于大批量生产；且采用高导热纳米级银浆烧结或高导热合金焊接固晶，可以替代老工艺低导热普通微米级银胶或绝缘胶固晶，晶片3不会因环境影响出现脱落现象；又通过在晶片3上2路电路上的晶片点涂不同颜色的高显色荧光粉，以及选用不同发光颜色的晶片，组合成正白、暖白双色，蓝白、绿白、红白、蓝绿、红绿等颜色，使得该高功率高密度混色光源能发出两种不同颜色的光，混光效果俱佳。
陶瓷支架电线路10采用14串8并分两路独立驱动的电路模式，且每一路电路均为14串4并结构，可与不同的红铜基板1串并联，做到14串4并×2路模式，或做到14串8并1路模式，使产品的类型更多样。本实施例中，如图2、图3、图4和图5、图6所示，陶瓷支架电线路10与红铜基板1上的铜箔线路8构成14串8并分两路驱动的电路模式。
本实施例中，红铜基板1尺寸规格为102×85mm×3mm；凸台7尺寸规格为23×33.68mm；红铜基板螺丝孔规格为Φ7.2mm；氮化铝陶瓷支架2尺寸规格35×35mm×0.52mm；产品功率高，晶片结构紧凑，提高光源出光效率，节省了生产成本。
本实施例中，晶片3为正装垂直结构晶片，采用φ38um纯金线13，每一颗晶片焊接5-7根金线13，防止因电器连接原因而出现断线死灯的问题。
本实施例中，透镜4为高透光率低反射率高耐温性的玻璃片，不仅可提高光源的透光性，保护金线不被外部挤压断线，与胶面不被污染，还能隔绝胶面与环境的直接接触，减缓胶面的老化，使产品的使用寿命得到极大提高。且透镜两侧分别有0.5-1mm的透气孔，使得该高功率高密度混色光源表面更好的散热。
本实施例中，透镜4为高透光率低反射率高耐温性的玻璃片，不仅可提高光源的透光性，保护金线不被外部挤压断线，与胶面不被污染，还能隔绝胶面与环境的直接接触，减缓胶面的老化，使产品的使用寿命得到极大提高。且透镜两侧分别有0.5-1mm的透气孔，使得该高功率高密度混色光源表面更好的散热。
上述实施例一是包括168颗晶片3，分为2路电路独立驱动，每路为84颗晶片，使用红铜基板1和氮化铝陶瓷支架2，红铜基板1具有高导热性，氮化铝陶瓷支架2具有耐高压和高导热性，从而实现良好的散热效果和高耐压能力，并采用双层线路设计，解决了跳线外观问题，并实现了热电分离，提高了光源的性能和使用寿命，晶片3通过高导热纳米级银浆烧结或高导热金锡合金共晶焊接固定在固晶区上，避免了晶片3脱落的问题，通过不同颜色的荧光粉14和不同发光颜色的晶片3，可以实现混色效果；而实施例二则是包括112颗晶片3，分为2路电路独立驱动，每路为56颗晶片，使用红铜基板1和氮化铝陶瓷支架2，红铜基板1还使用跳线来实现热电分离，晶片3通过围墙胶围成方形挡墙结构来保护晶片，晶片4通过高导热纳米级银浆烧结或高导热合金焊接固定在固晶区12上，避免了晶片12脱落的问题，因此，这两个实施例能够实现同一个效果的同时，主要区别在于晶片数量、电路设计和固晶方式，另外，第一个实施例中使用的晶片数量较多，最大功率高达2000W，而第二个实施例中使用的晶片数量较少，最大功率为1400W，通过功率的差别，从而会导致不同的亮度和混光效果。
工作原理：采用散热性能良好的红铜材质基板作为散热基板，上面蚀刻有凸台7、若干焊盘5、并设计有铜箔线路8、配合氮化铝陶瓷制成的支架，此氮化铝陶瓷支架2表面经过镀金处理并设计有电线路10；而正装垂直结构晶片是通过高导热纳米级银浆或高导热合金固晶粘附在支架的固晶区，使用14串12并分两路独立驱动的电路连接方式，每一路电路结构均为84颗晶片，进行固晶。然后通过高温烤箱烘烤或在共晶炉氮气氛围的保护下，固定到氮化铝陶瓷支架2的固晶区12上；再然后通过金线13，从晶片3表面焊接到陶瓷支架2上。接着在固晶焊线完成的晶片表面，根据不同的客户需求，在168颗晶片3中的2路电路晶片上，每一路晶片均为84颗，分别点涂相对应颜色的高显色荧光粉，并在烤箱中烘烤干荧光粉，再将氮化铝陶瓷支架2通过高导热锡膏回流焊接到凸台7上，最后盖上透镜4，形成设计完整的2000W高功率高密度混色光源。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高功率高密度混色光源，包括红铜基板(1)、氮化铝陶瓷支架(2)、陶瓷基板电线路(10)、168颗晶片(3)以及透镜(4)，其特征在于：所述晶片(3)中168颗晶片分两路电路独立驱动，且每一路均为14串6并84颗晶片，可点涂两种不同颜色的荧光粉，组合成正白、暖白两种不同颜色，及选用不同的发光颜色晶片组合成蓝白、蓝绿、红绿、红蓝的高功率高密度混色光源；
所述红铜基板(1)内设有铜箔线路(8)，铜箔线路内设双层线路；
所述红铜基板(1)上蚀刻有凸台(7)、若干焊盘(5)以及若干螺丝孔(6)；
所述氮化铝陶瓷支架(2)正面与背面通过铜柱(11)连接相导通；
所述氮化铝陶瓷支架(2)上设有固晶区(12)以及电线路(10)；
所述红铜基板(1)上凸台(7)、所述焊盘(5)、所述铜箔线路(8)和所述氮化铝陶瓷支架(2)表面和背面均做镀镍钯金处理；
所述晶片(3)通过高导热纳米级银浆烧结或高导热金锡合金共晶粘附在所述固晶区(12)上；
所述晶片(3)之间的间隔距离为0.1-0.5mm；
所述晶片(3)通过金线(13)焊接与所述陶瓷支架(2)上进行电路连接；
所述氮化铝陶瓷支架(2)通过高导热高温锡膏回流焊接于所述红铜基板(1)的凸台(7)上；
所述透镜(4)紧贴覆盖于所述晶片(3)表面，保护晶片与金线不被外力损伤。
2.根据权利要求1所述的一种高功率高密度混色光源，其特征在于：所述陶瓷基板电线路(10)采用14串12并分2两路独立驱动的电路模式，每一路电路结构均为14串6并模式，可与不同的红铜基板(1)串并联，做成14串6并×2路模式，以及做成14串12并一路模式。
3.根据权利要求1所述的一种高功率高密度混色光源，其特征在于：所述红铜基板(1)尺寸规格为102×85mm×3mm；所述螺丝孔规格为Φ7.2mm。
4.根据权利要求1所述的一种高功率高密度混色光源，其特征在于：所述氮化铝陶瓷支架(2)尺寸规格35.2×40.2mm×0.52mm。
5.根据权利要求1所述的一种高功率高密度混色光源，其特征在于：所述晶片(3)为高功率垂直结构，单颗晶片功率可做到10瓦-20瓦。
6.根据权利要求1所述的一种高功率高密度混色光源，其特征在于：所述透镜(4)为高透光率、低反射率、高耐温性的玻璃片。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202322483039.0U CN220934114U (zh) | 2023-09-13 | 2023-09-13 | 一种高功率高密度混色光源 |
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Family Applications (1)
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