一种集成式交流发光二极管光引擎和基板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种集成式交流发光二极管光引擎和基板，该光引擎包括基板、在所述基板上焊接设置的单相全波桥式整流电路、分段线性恒流驱动电路和多个交流发光二极管，所述基板由印刷电路层、导热绝缘层和散热体组成，所述散热体具有散热结构，所述导热绝缘层为石墨烯‑环氧树脂复合材料层。本实用新型专利技术由散热体代替了原先的散热器、导热硅脂和导热基板，简化了LED灯具构造，石墨烯－环氧树脂复合材料的导热效率大幅提高，使得光引擎的可靠性、散热效果、寿命均大幅提高，本实用新型专利技术对光引擎的生产流程进行整合、简化，缩短了灯具生产的时间周期。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式交流发光二极管光引擎和基板
本技术涉及一种集成式交流发光二极管光引擎和用于交流发光二极管光引擎的基板。
技术介绍
目前，LED灯具的技术问题主要集中在电源损耗、散热效率等领域。传统的LED是低压直流器件，无法直接由日常使用的220V交流电压驱动，必须经过变压器或开关电源降压，这些变换机构占据一定空间，不利于照明灯具的小型化设计，同时伴随一定量的能量损耗。传统的LED照明电路普遍用到电解电容用以平滑电压，市购电解电容的寿命在5000小时即达到合格标准，这与LED芯片的长寿命之间有一个巨大差距，制约了LED的长寿命优势。散热问题对于LED灯具而言是一重要的问题，高温会对降低LED灯具的光通量、发光效率等，也会影响LED灯具的使用寿命。对于使用传统铝基板的LED灯具，如图8所示，包括LED芯片1’、焊料或胶层2’、铜箔3’、绝缘层4’、金属基层5’、热界面材料层6’、散热器7’(灯壳)，铝基板由铜箔3’、绝缘层4’和金属基层5’组成，金属基层与散热器之间使用热界面材料，LED芯片产生的热量依次经过绝缘层、金属基板、热界面材料，由散热器散发出去。当前，传统铝基板LED灯具的散热存在以下问题：1、目前，绝缘层一般是由环氧树脂或改性环氧树脂等材料构成，导热系数在1.0W/(m·K)左右，低于2.0W/(m·K)(瓶颈)。2、光引擎的基板与散热器之间一般通过导热硅脂提高热交换的效率，但导热硅脂在长期受热的状态下会产生干结等老化现象，甚至失效，导热性能大幅降低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于交流发光二极管光引擎的基板，以解决导热硅脂老化造成的散热失效问题。本技术的目的还在于提供一种集成式交流发光二极管光引擎，以提高光引擎的散热可靠性和散热效果。为此，本技术一方面提供了一种用于交流发光二极管光引擎的基板，由散热体、导热绝缘层和用于形成印刷电路的铜箔层组成，其中，所述导热绝缘层为石墨烯-环氧树脂复合材料层，所述散热体的背对导热绝缘层的一侧为散热结构。进一步地，上述散热结构为翅片或散热针阵列。进一步地，上述散热体为铝合金压铸成型件。进一步地，上述导热绝缘层的厚度为0.2mm-0.5mm。进一步地，上述散热体的面对导热绝缘层的一侧表面形成图案。进一步地，上述基板的平面形状为圆形、矩形或长条状。根据本专利技术的另一方面，提供了一种集成式交流发光二极管光引擎，包括基板、在所述基板上焊接的单相全波桥式整流电路、分段线性恒流驱动电路和多个交流发光二极管，其中，所述基板为根据上面所描述的基板。进一步地，上述分段线性恒流驱动电路为4-8阶分段线性恒流电源芯片。与现有技术相比，本技术具有以下技术效果：1、本技术的基板中，散热体代替了原先的散热器、导热硅脂和导热基板，简化了LED灯具构造，由于石墨烯－环氧树脂复合材料的导热效率远远大于一般的环氧树脂，光引擎的可靠性和散热效果均大幅提高。2、本技术对光引擎的生产流程进行整合、简化，缩短了光引擎生产的时间周期，大大提高了光引擎的生产效率，同时也可以提高光引擎的可靠性，降低生产成本。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是根据本技术的集成式交流发光二极管光引擎的结构示意图；图2是根据本技术的集成式交流发光二极管光引擎的电路框图；图3是根据本技术的集成式交流发光二极管光引擎的制造方法的流程图；图4是根据本技术的集成式交流发光二极管光引擎的基板制备流程图；图5是根据本技术的集成式交流发光二极管光引擎的基板的印刷电路的制备流程图；图6是根据本技术的集成式交流发光二极管光引擎的元器件焊接流程图；图7是根据本技术的集成式交流发光二极管光引擎的老化与测试流程图；以及图8是现有的交流发光二极管光引擎的散热结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。图1至图7示出了根据本技术的一些实施例。结合参照图1和图2，本技术的集成式交流发光二极管光引擎包括多个元器件1和基板，基板包括铜箔层2、导热绝缘层3和散热体4；该多个元器件包括交流发光二极管、单相全波桥式整流电路、分段线性恒流驱动电路，该交流发光二极管、单相全波桥式整流电路、分段线性恒流驱动电路分别以芯片形式焊接至基板的铜箔层2；基板的导热绝缘层采用石墨烯－环氧树脂复合材料。散热体既作为整个光引擎的结构支撑体，同时又作为光引擎的散热结构。与现有技术相比，本技术采用散热体代替了原先的散热器、导热硅脂和导热基板，简化了LED灯具构造，使用石墨烯－环氧树脂复合材料作为散热绝缘层，由于石墨烯－环氧树脂复合材料的导热效率远远大于一般的环氧树脂，提高散热绝缘层的导热系数，使得光引擎的可靠性和散热效果均大幅提高。如图2所示，在本技术的光引擎中，多个灯串Str1---Strn串联在一起、由整流电路供电，分段线性恒流驱动芯片由低压差线性稳压器、采样电路、分段控制模块和开关S1---Sn(n为阶数，与灯串的串数相同)构成，开关S1在选通时用于灯串Str1的接地导通，开关Sn在选通时用于灯串Strn的接地导通。在本技术中，交流发光二极管通过分段线性恒流驱动方式驱动，无需使用电解电容(电解电容的合格寿命在5000小时左右，其构成灯具的寿命短板)，具有高功率因数(功率因数一般大于0.97，最高可达0.99)、长寿命(使用寿命理论上可达到50000小时)的特点。在本技术中，单相全波桥式整流电路以整流芯片形式、分段线性恒流驱动电路以驱动芯片、与发光二极管集成在同一基板上，优化灯具结构及其组装流程，降低生产成本。在本技术的一实施例中，将散热体相对于现有技术的金属基层，其体积增大，并增加翅片，提高了散热体的散热效果。在本技术的另一实施例中，在散热体上增加管道结构，该管道结构作为冷却液的流通通道采用管道结构的散热体能够大幅提高光引擎的散热效率。在本技术的又一实施例中，散热体上设有通风孔结构、或者翅片等热沉结构。在本技术的一实施例中，对散热体的面对导热绝缘层的一侧表面为平整平面，在本技术的另一实施例中，对散热体的面对导热绝缘层的一侧表面进行加工，以形成图案例如波纹、浅槽等，以增加导热绝缘层的附着力。在本技术的一实施例中，基板的平面形状为圆形，在本技术的另一实施例中，基板的平面形状为矩形或长条状。在本技术的其他实施例中，基板的平面形状为哑铃状或其他造型。优选地，在市电环境下直接使用八阶分段线性恒流电源芯片驱动交流发光二极管，功率因素可达到0.99，总谐波失真小于20％。本技术还对光引擎的生产流程进行整合、简化，缩短了光引擎生产的时间周期，大大提高了光引擎的生产效率，同时也可以提高光引擎的可靠性，降低生产成本。如图3所示，集成式交流发光二极管光引擎生产工艺依次包括基板加工、印刷电路、元器件焊接、老化与测试。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于交流发光二极管光引擎的基板，其特征在于，由散热体、导热绝缘层和用于形成印刷电路的铜箔层组成，其中，所述导热绝缘层为石墨烯‑环氧树脂复合材料层，所述散热体的背对导热绝缘层的一侧为散热结构。

【技术特征摘要】
1.一种用于交流发光二极管光引擎的基板，其特征在于，由散热体、导热绝缘层和用于形成印刷电路的铜箔层组成，其中，所述导热绝缘层为石墨烯-环氧树脂复合材料层，所述散热体的背对导热绝缘层的一侧为散热结构。2.根据权利要求1所述的用于交流发光二极管光引擎的基板，其特征在于，所述散热结构为翅片或散热针阵列。3.根据权利要求1所述的用于交流发光二极管光引擎的基板，其特征在于，所述散热体为铝合金压铸成型件。4.根据权利要求1所述的用于交流发光二极管光引擎的基板，其特征在于，所述导热绝缘层的厚度为0.2mm-0.5mm。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙富康，方潜生，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34