无反射无重影一体化散热高光效高功率LED路灯制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无反射无重影一体化散热高光效高功率ＬＥＤ路灯，包括设在路灯壳体内的ＬＥＤ光源和控制电源，其中的ＬＥＤ光源具有一块铝基材料板制成的散热基板，在散热基板上用环保低温焊锡膏焊接有多个ＬＥＤ芯片，在各ＬＥＤ芯片上面分别涂一层硅胶质荧光粉形成ＬＥＤ发光体，在散热基板上各发光体外分别罩设一个半球状ＰＣ透镜外壳，在ＰＣ透镜外壳与发光体和散热基板围成的空间内填充有硅胶透镜材料，由此组成无反射高出光率单元ＬＥＤ光源，进而再由各个单元ＬＥＤ光源按照无反射、无重影间距组合扩容成为高光效高功率ＬＥＤ路灯。产品具有结构设计合理、制作成本低、无重影、散热性能好、耗电量低、光效率高、光衰减小、使用寿命长等优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本
技术实现思路
属于半导体照明应用
，涉及一种高效节 能的高光效高功率LED路灯。
技术介绍
在现有的市政照明应用产品中，LED路灯是对于城市节能非常重 要的一种产品。由于在发光亮度相同的条件下，LED路灯的功耗仅为 普通高压钠灯的40%-50%,而寿命则为高压钠灯的十几倍，又由于 LED路灯坚固不易破碎并且不含水银等有害物质，对环境无任何污 染，同时还由于LED路灯的光谱中不含红外光和紫外光，具有极高的 显色性能，可减少司乘人员视觉误差，兼之LED路灯采用直流恒定电 流驱动，不可能出现任何频闪，可有效避免人员的视觉疲劳，因此LED 路灯能在极大节约电能的同时有效减少道路事故的发生，故其已被国 际上公认为当今最理想的道路绿色照明灯具。目前本领域^S知LED路灯的光源基本采用①、由多只LED灯珠 组装在大面积散热器上装入路灯壳体形成的LED光源；②、平面封装 光源，即在一块小面积散热基板上用银胶密集粘接多只蓝色发光LED 芯片，在LED芯片上面涂上硅胶质荧光粉，再在荧光粉上面平面封装 保护硅胶，组成小体积光源，再把光源安装在大面积散热器上装入路 灯灯壳而形成的LED路灯光源。上述公知的LED光源路灯虽然基本解 决了 LED照明的功率扩容问题，但它仍存在有iO巨照射有重影、出光 效率低、功率密度低、组合功率小、散热不充分、工艺难度大、加工 周期长、成本高等不足，致使封装成品的大功率LED光源性能较低、 成;^艮高且功率较小。出现上述问题的主要原因可以归结为一、把多只LED灯珠组装在散热器上再装入路灯壳体形成的LED光源，由于单只LED灯珠的体积相应较大，由多只LED灯珠组装的 LED光源的面积也较大，因而在距光源较近处就形成了多光源效果， 使物体产生重影；二、 在平面封装光源结构，LED芯片所发出的光束通过焚光粉 射入硅胶时形成180。光源，光线再从珪胶射入空间，由于光线是由光 密介质射入光疏介质，在两种不同折射率的介质中，光线会发生向偏 离法线方向折射现象，当入射角大于临界角时光线在硅胶中产生全反 射，其中ih = ns =1.53 ns为硅胶折射率 n2 = iia -i.o riA为空气折射率则由斯涅尔公式得折射角6c-sin画1(112/111) - sin, 1/1.53)= 41° 。因为硅胶出光面平面所致，光束从硅胶射入空气中，仅当光束 中光线入射角度6 < 6cx2 = 41。x2 = 82°的部分才能折射输出 至空气空间中，其余很大部分光线在硅胶内部形成全反射损耗，不能 输出到空气空间，如此就会^(吏光通量损失40%左右；另一方面光线在 硅胶内的全反射能量产生热，使LED芯片温度升高，LED芯片工作在 较高温度上时会大幅度降低发光效率，导致LED芯片产生发光衰减。三、 常规封装结构通过银胶把LED芯片和散热基板粘接在一起， 银胶是由高分子环氧胶和银粉颗粒混合组成的，制备时要将银胶在一 定时间(90~120分钟)内以较高的温度(180 200C)进行加热，使混 合物中的高分子环氧胶固化而完成粘接作用，继而由混合物中的银粉 颗粒完成导热和导电作用。在4艮胶固化过程中，高分子环氧胶对银粉 颗粒进行湿润，在银粉颗粒周围形成环氧胶包裹层，使固化后银胶层 的热阻和导电阻值都大幅度增大；电阻增大会使LED芯片上的电压降 (VF)增加，导致LED芯片热功耗加大；而热阻增大又致使LED芯片上 的热量不能充分快速的传导到散热^L上M出去，使LED芯片上的 温度远高于散热基板的温度。LED芯片工作在很高温度上，必然会大幅度降低LED芯片的发光效率、降低LED光源的性能以及降低大功率 LED光源的功率密度；又由于银胶的固化是在高温度(180 2001C)和 长时间(90~120分钟)下进行的，其间也会对LED芯片产生损伤，降 低LED芯片的发光效率；此外，用錄J欧粘接大功率LED光源的封装难 度很大，封装周期很长，成本也很高，这亦使得对特大功率LED光源 的封装难于实现。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，进而提供一种 具有结构设计合理、制作成本低、无重影、散热性能好、耗电量低、 光效率高、光衰减小、使用寿命长等优点的无反射无重影一体化散热 高光效高功率LED路灯。用于实现上述专利技术目的的技术解决方案是这样的所提供的高光 效高功率LED路灯由铝制一体化散热路灯壳体以及设在路灯壳体内 的LED光源和控制电源，其中的LED光源具有一块由表面敷铜镀镍铝 基材料板制成的散热基板，在散热基板上用环保低温焊锡骨焊接有多 个按行列式灯阵排布组成的LED芯片，在各LED芯片上面分别涂一层 硅胶质荧光粉形成LED发光体，在散热基板上各发光体外分别罩设一 个按无反射条件成型的半球状PC透镜外壳，在PC透镜外壳与发光体 和散热基板围成的空间内填充有硅胶透镜材料，由此组成无反射高出 光率单元LED光源，进而再由各个单元LED光源按照无反射、无重影间距组合扩容成为整体的无反射无重影一体化散热高光效高功率 LED路灯。在LED光源与铝制路灯壳体间涂上高导热硅脂，然后用螺 栓紧固链接。与现有技术比较，本专利技术具有下述的主要优点。一、无重影本技术采用发光芯片进行多芯LED光源封装，由于LED芯片 体积很小，封装成的大功率LED光源面积较小，因此在距光源较近处所产生的重影^f艮小。二、 无反射、高出光率本技术采用了无反射单元LED光源功率扩容封装技术，使单 元LED光源的出光角大幅度提高，在单元LED光源内部无光反射，相 邻单元LED光源间光干涉很小，光损耗很小，使光输出效率较常见平 面封装光源技术增加出光效率40%以上。三、 高散热性、高功率密度、高性能、特大功率、无需烘烤1、 本技术和目前公知的封装方式相比，使用环保低温焊锡 骨，替代了银胶粘接材料。焊锡骨融化粘接是分子结构，银胶固化粘 接是银粉颗粒结构，理论分析和实际测试表明，焊锡骨焊接比银胶固 化粘接提高散热效果20 ~ 50倍以上，这样使LED芯片上的热量能充 分快速的传导到散热基板上散发出去，组成大功率LED光源后LED 芯片和散热铝基板之间的温度梯度非常小(小于1C);在LED光源的 散热铝基板与铝制一体化散热灯壳间涂上高导热性能硅脂后再用螺 栓紧固链接，LED光源和一体化散热灯壳间的温度梯度也4艮小(小于 丄。，最终使散热灯壳温度接近LED芯片的温度(小于21C)。通过散 热灯壳把LED芯片上的热量M出去，使LED芯片工作在较低温度。2、 焊锡骨焊接比银胶固化粘接的导电电阻要大幅度降低，致使 LED工作压降(VF)降低、热功耗降低，进而使LED芯片上的温度进一 步降低。高功率LED芯片工作在较低温度下，可大幅度提高LED芯片 的发光效率，提高了大功率LED光源的功率密度、大幅度降低LED 光衰、提高LED芯片安全可靠性及使用寿命。此外SMT焊机的使用， 也使高功率LED光源的封装难度减小，封装周期缩短，而且使用SMT 焊机固化速度快，不需烘烤。3、 焊锡膏焊接比银胶固化粘接的机械强度要大幅度提高，采用 低造价较粗g硅铝线进行导电连接，使导线抗拉强度增加5倍以 上；采用镀镍铝基板，使导热基板具有很高的抗氧化性。4 、把LE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无反射无重影一体化散热高光效高功率ＬＥＤ路灯，包括设在路灯壳体内的ＬＥＤ光源和控制电源，其特征在于所说的ＬＥＤ光源具有一块由表面敷铜镀镍铝基材料板制成的散热基板（５），在散热基板（５）上用环保低温焊锡膏焊接有多个按行列式灯阵排布组成的ＬＥＤ芯片（４），在各ＬＥＤ芯片（４）上面分别涂一层硅胶质荧光粉（３）形成ＬＥＤ发光体，在散热基板上各发光体外分别罩设一个按无反射条件成型的半球状ＰＣ透镜外壳（１），在ＰＣ透镜外壳（１）与发光体和散热基板（５）围成的空间内填充有硅胶透镜材料（２）。

【技术特征摘要】
1、一种无反射无重影一体化散热高光效高功率LED路灯，包括设在路灯壳体内的LED光源和控制电源，其特征在于所说的LED光源具有一块由表面敷铜镀镍铝基材料板制成的散热基板(5)，在散热基板(5)上用环保低温焊锡膏焊接有多个按行列式灯阵排布组成的L...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡民海，胡家培，
申请(专利权)人：胡民海，胡家培，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]