高铁专用LED远光灯制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高铁专用LED远光灯，属于LED特种照明及封装技术领域。该高铁专用LED远光灯包括：铜散热基板、通过锡膏焊接于铜散热基板正面的AlN陶瓷倒装光源、安装于铜散热基板反面的散热器、包覆AlN陶瓷倒装光源的硅胶透镜以及设置于硅胶透镜上方的自由曲面透镜；AlN陶瓷倒装光源包括AlN陶瓷基板、P电极和N电极分别通过锡膏焊接于AlN陶瓷基板的LED倒装晶片、包覆LED倒装晶片的荧光粉层以及包覆荧光粉层的硅胶层；AlN陶瓷基板为DPC工艺双面板；硅胶透镜用于将AlN陶瓷倒装光源面光源120°出光角缩小为90°出光角，自由曲面透镜用于将工作光线修正为平行光线。本实用新型专利技术提供的LED远光灯具备导热效率高、出光角度小，出光密度大的优点，完全满足高铁列车的照明需求。

Special LED long light lamp for high speed iron

【技术实现步骤摘要】
高铁专用LED远光灯
本技术涉及LED特种照明及封装
，特别涉及一种高铁专用LED远光灯。
技术介绍
在国家高铁走向世界之际，高铁列车车头大灯的生产也逐渐成为各大LED厂商角逐的焦点。高铁列车车头大灯的使用环境较为复杂，高铁列车车头大灯所发出的光束要求在1km的投光范围依然能产生15lux的中心照度，这对LED光源及应用设计方案无疑提出了挑战。从LED封装光源层面上来讲，现有技术提供的列车车头大灯通常采用以下设计方案：1、多颗大功率模组光源与组合透镜搭配进行光学处理配光，从而有效解决散热问题和实现高光通量，但是单颗透镜配出来的光线存在独立的光束角，在远程投光上应用必定会造成大光束角输出，降低聚光度，导致车灯的中心照度降低，从而加重产品设计的成本；2、采用垂直白光芯片模组，使用垂直芯片可有效提高远程投光的中心照度，但由于芯片结构设计须采用银胶固晶工艺，线路设计困难，很容易导致产品产生热效率较高，光输出较低，难以实现小出光面，大光输出密度的要求。
技术实现思路
为解决现有技术存在的相关问题，本技术提供了一种高铁专用LED远光灯。根据本技术实施例的一个方面，提供一种高铁专用LED远光灯，包括：铜散热基板、通过锡膏焊接于所述铜散热基板正面的AlN陶瓷倒装光源、安装于所述铜散热基板反面的散热器、包覆所述AlN陶瓷倒装光源的硅胶透镜以及设置于所述硅胶透镜上方的自由曲面透镜；其中，所述AlN陶瓷倒装光源包括AlN陶瓷基板、P电极和N电极分别通过锡膏焊接于所述AlN陶瓷基板的LED倒装晶片、包覆所述LED倒装晶片的荧光粉层以及包覆所述荧光粉层的硅胶层；所述AlN陶瓷基板为DPC工艺双面板；所述硅胶透镜用于对所述AlN陶瓷倒装光源发出的工作光线进行二次光学处理，将面光源120°出光角缩小为90°出光角，所述自由曲面透镜用于将所述二次光学处理后的工作光线修正为平行光线。可选的，所述铜散热基板为导热效率为240W/℃的红铜基板，所述铜散热基板的厚度为3.0mm。可选的，所述AlN陶瓷基板为导热效率为170W/℃的AlN基板，厚度为0.635mm。可选的，所述AlN陶瓷倒装光源通过锡膏印刷工艺焊接于所述铜散热基板正面，所述LED倒装晶片的P电极和N电极通过锡膏印刷工艺焊接于所述AlN陶瓷基板，二次焊接的焊接方式均为回流焊方式，焊接时所采用的锡膏的导热效率均为55W/℃，焊接厚度为30-60um。可选的，所述LED倒装晶片的最大驱动电流为700MA。可选的，所述高铁专用LED远光灯还包括电源驱动模块，所述电源驱动模块与所述AlN陶瓷倒装光源电连接。可选的，所述铜散热基板的两侧对应设置有连接端子。本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过将LED倒装晶片直接固晶于AlN陶瓷基板上，使得油墨开窗精确度更高，覆晶工艺直通率比现有技术提供的基板要高出10%-20%，采用锡膏焊接工艺，可有效避免了银胶导热相对低下，且高温下不稳定的问题；AlN陶瓷基板为DPC工艺双面板，所采用的双面覆铜工艺在高温状态下，依然能够保证高速有效的热量传导，使得LED倒装晶片产生的高热量直接从电极导入AlN陶瓷基板，再由铜散热基板将热量吸出，传递给散热器；此外，本技术采用锡膏替代助焊剂，无需选用AU/SN合金，降低了生产成本；采用单颗光源出光密度更高，配光更简单，轻易实现远程小角度投光，可解决多颗光源远程投光的配光角度问题。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并于说明书一起用于解释本技术的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种高铁专用LED远光灯的示意图。图2是根据一示例性实施例示出的一种预设指纹数据库的示意图。图3是根据一示例性实施例示出的连接端子在铜散热基板的安装示意图。图4是根据一示例性实施例示出的一种高铁专用LED远光灯主要构成件连接方式及热结构示意图。图5是根据一示例性实施例示出的一种高铁专用LED远光灯的光学构成件及光结构示意图。图6是根据一示例性实施例示出的一种高铁专用LED远光灯中AlN陶瓷倒装光源的结构示意图。图7是根据一示例性实施例示出的一种高铁专用LED远光灯的二次散热结构件及热结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。请参考图1，其示出了根据一示例性实施例示出的一种高铁专用LED远光灯的示意图，该高铁专用LED远光灯包括：铜散热基板10、通过锡膏焊接于所述铜散热基板10正面的AlN陶瓷倒装光源20、安装于所述铜散热基板10反面的散热器30、包覆所述AlN陶瓷倒装光源20的硅胶透镜40以及设置于所述硅胶透镜40上方的自由曲面透镜50。其中，所述AlN陶瓷倒装光源20包括AlN陶瓷基板21、P电极和N电极分别通过锡膏焊接于所述AlN陶瓷基板21的LED倒装晶片22、包覆所述LED倒装晶片22的荧光粉层23以及包覆所述荧光粉层的硅胶层24。所述AlN陶瓷基板21为DPC（Directplatingcopper，直接镀铜）工艺双面板。可选的，所述AlN陶瓷基板21为导热效率为170W/℃的AlN基板，厚度为0.635mm。需要说明的是，DPC工艺双面板的设计可以有效缩短导热通道，导热更快。所述硅胶透镜40用于对所述AlN陶瓷倒装光源20发出的工作光线进行二次光学处理，将面光源120°出光角缩小为90°出光角，所述自由曲面透镜50用于将所述二次光学处理后的工作光线修正为平行光线。可选的，所述AlN陶瓷倒装光源20通过锡膏印刷工艺焊接于所述铜散热基板10正面，所述LED倒装晶片22的P电极和N电极通过锡膏印刷工艺焊接于所述AlN陶瓷基板21，二次焊接的焊接方式均为回流焊方式，焊接时所采用的锡膏的导热效率均为55W/℃，焊接厚度为30-60um。焊接时采用锡膏可以使得LED远光灯在长时间工作产生的高温下导热效率依旧稳定，所采用的二次回流焊工艺可以有效避开重融难题，解决光源稳定性问题。可选的，所述铜散热基板10为导热效率为240W/℃的红铜基板，所述铜散热基板10的厚度为3.0mm。铜散热基板10的选材为红铜基板，使得高温下铜散热基板10的导热效率也不会下降。比如，铜散热基板10的原料可以采用红铜C194，其导热效率高于AlN陶瓷倒装光源20中AlN陶瓷基板21的导热效率，等同于吸热效应。可选的，所述LED倒装晶片22的最大驱动电流为700MA。可选的，所述高铁专用LED远光灯还包括电源驱动模块60，所述电源驱动模块60与所述AlN陶瓷倒装光源20电连接。电源驱动模块60用于给AlN陶瓷倒装光源20提供驱动电流，从而使得高铁专用LED远光灯能够正常工作，电源驱动模块60与AlN陶瓷倒装光源20的简单连接电路可以如图2所示。需要说明的是，本技术的主要创新点在于对传统LED远光灯的结构上的改变，对于AlN陶瓷倒装光源20与电源驱动模块60的连接电路以及AlN陶瓷倒装光源20中LED倒装晶片22的安装电路仅作说明，具体连接电路可使用现有技术提供的电源驱动与LED灯之间的连接电路。可选的，所述铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铁专用LED远光灯，其特征在于，包括：铜散热基板、通过锡膏焊接于所述铜散热基板正面的AlN陶瓷倒装光源、安装于所述铜散热基板反面的散热器、包覆所述AlN陶瓷倒装光源的硅胶透镜以及设置于所述硅胶透镜上方的自由曲面透镜；其中，所述AlN陶瓷倒装光源包括AlN陶瓷基板、P电极和N电极分别通过锡膏焊接于所述AlN陶瓷基板的LED倒装晶片、包覆所述LED倒装晶片的荧光粉层以及包覆所述荧光粉层的硅胶层；所述AlN陶瓷基板为DPC工艺双面板；所述硅胶透镜用于对所述AlN陶瓷倒装光源发出的工作光线进行二次光学处理，将面光源120°出光角缩小为90°出光角，所述自由曲面透镜用于将所述二次光学处理后的工作光线修正为平行光线。

【技术特征摘要】
1.一种高铁专用LED远光灯，其特征在于，包括：铜散热基板、通过锡膏焊接于所述铜散热基板正面的AlN陶瓷倒装光源、安装于所述铜散热基板反面的散热器、包覆所述AlN陶瓷倒装光源的硅胶透镜以及设置于所述硅胶透镜上方的自由曲面透镜；其中，所述AlN陶瓷倒装光源包括AlN陶瓷基板、P电极和N电极分别通过锡膏焊接于所述AlN陶瓷基板的LED倒装晶片、包覆所述LED倒装晶片的荧光粉层以及包覆所述荧光粉层的硅胶层；所述AlN陶瓷基板为DPC工艺双面板；所述硅胶透镜用于对所述AlN陶瓷倒装光源发出的工作光线进行二次光学处理，将面光源120°出光角缩小为90°出光角，所述自由曲面透镜用于将所述二次光学处理后的工作光线修正为平行光线。2.根据权利要求1所述的高铁专用LED远光灯，其特征在于，所述铜散热基板为导热效率为240W/℃的红铜基板，所述铜散热基板的厚度为3.0mm。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻俊伟，周伟，
申请(专利权)人：中山市圣上光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44