CN203848067U - 一种高效散热的一体化led灯管结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高效散热的一体化LED灯管结构，包括铝壳与PC罩，铝壳的水平壁面为封装平面，该封装平面上设置印制电路层；所述铝壳的印制电路层上焊接两列芯片，位于铝壳的打围胶层所围成的区域内设置硅胶层，位于硅胶层上表面涂敷一层荧光粉涂层；所述铝壳的印制电路层上直接焊接驱动IC单元，每一列的每个芯片外部分别连接一个稳压管。本实用新型从根本上取消了芯片-支架-铝基板-管体的多级热阻障碍，大大缩短传热距离；取消了铝基板，降低生产成本；解决了出光效率降低、光衰变大的问题；无需外接驱动模组，完成自动贴合；把驱动IC及电子元件的热量通过铝管直接传输到外部，提升了驱动模块的散热效果，延长了电源寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED技术领域，尤其涉及一种高效散热的一体化LED灯管结构。
背景技术
LED属于电致发光器件，其热量不能辐射散出，只能通过介质传导出去。如果LED器件的热系统设计不完善，从PN结到LED外部环境的热阻过大，将导致PN结结温过高，随之而来的热效应将会变得非常明显：结温升高，直接减少芯片出射的光子，出光效率降低；尤其对于目前所采用的荧光粉直接填充在蓝光芯片周边的白光实现方案，过高的温度会严重影响荧光粉的特性，最终导致波长漂移、颜色不纯等一系列问题。因此，散热技术是LED灯具寿命及稳定性的关键。
LED散热问题的解决，最终是通过散热器将热量及时导出并散发到外界环境中；能否将热量第一时间从芯片导出到散热器是解决LED散热问题的关键，而导热的热阻主要与导热材料的导热系数、导热环节、接触面间隙等有关。因此，要将芯片的热量导出就必须选用高导热系数的导热载体，尽量减少导热环节、尽量减少接触面间隙等措施。
LED灯管目前最常用的结构是采用单颗芯片独立封装于各种规格的支架上，再将封装好的LED灯珠焊接在电路底板（铝基板）上，并将电路底板（铝基板）安装固定在灯管的壳体（散热器）上，最后接上驱动模块构成照明系统。此种结构，其热阻包括两组成部分：芯片到铝基板、铝基板到散热器（外壳）；LED芯片上产生的热必须先传递到铝基板上，然后再传递到散热器（外壳）上，由于铝基板与灯壳之间表面不是紧密贴合，导致热导率很低，再加上芯片与散热器（外壳）距离远，热传递路径长，导致整体导热性能不高。
因此，综合以上方面，需要对现有技术进行合理的改进，所改进的结构必要因素有以下几点：
⑴目前的LED灯具多采用先把芯片封装到支架上，再将封装后的灯珠焊接在印制有导电线路的铝基板上，并将铝基板固定在灯壳上，由于芯片与铝基板之间隔了一层支架，灯珠和灯壳之间隔了一层铝基板，且铝基板与灯壳之间还有一定的间隔空隙，这种结构造成芯片与散热器之间多级导热、热传递路径长，从而增加了他们之间的热阻，不利于芯片热量的及时传导，长时间发光后LED灯珠积累的热量较高，从而加速LED灯珠光衰，大大缩短LED灯珠的使用寿命；
⑵现有LED封装工艺是把LED芯片焊接在支架上，然后用拌有荧光粉的硅胶直接填充在LED芯片的表面，由于LED芯片发光的同时有大量的热能产生，芯片发出的热量直接作用在荧光粉上，荧光粉长期处于高温高辐射的状态下，将会加速老化与衰减，降低发光效率与使用寿命；
⑶传统电源外接方式，容易发生因一颗LED芯片损坏而导致整个灯组不亮的现象；
⑷另外，铝基板的价格较贵，增加了LED灯具的制造成本。
发明内容
针对以上缺陷，本实用新型针对白光LED封装技术中存在的散热、光衰、光色及出光效率问题，提出一种高效散热的一体化LED灯管结构，以解决现有技术的诸多不足，该结构是直接在灯管壳体散热器表面采用微细布线技术印制电路，再将芯片焊接在已印制电路的灯管壳体散热器上，取消传统结构中的支架和铝基板；并且在荧光粉与芯片之间填充透明导热硅胶，使荧光粉与芯片隔开，将IC驱动器件直接焊接在电路中。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种高效散热的一体化LED灯管结构，包括铝壳与PC罩，所述PC罩为半圆形结构并且PC罩的水平端面与铝壳的水平端面固定拼接，所述铝壳是纵截面为半圆形的管状结构，位于铝壳外部弧形壁面上均匀开设凹槽，位于铝壳的水平壁面为封装平面，该封装平面上设置印制电路层；
相应地，所述铝壳的印制电路层上焊接两列芯片，位于铝壳的水平壁面边缘处设置一圈打围胶层，此打围胶层所围成的区域内设置硅胶层，位于硅胶层上表面涂敷一层荧光粉涂层并且位于荧光粉涂层与芯片之间由硅胶隔离，在荧光粉涂层上表面再覆盖一层保护硅胶，使其形成一层膜与外界隔绝；
相应地，所述铝壳的印制电路层上直接焊接驱动IC单元并且该驱动IC单元与每一列芯片之间增设一个调节电阻，每一列的每个芯片外部分别连接一个稳压管。
所述打围胶层的高度为1.5mm，所述该硅胶层高度大于芯片厚度50-100微米，使透明导热硅胶完全包住芯片并将芯片与打围胶层之间的间隙填平，形成一个胶层平面。
位于驱动IC单元外部接入整流桥堆部分；
所述驱动IC单元带有滤波电容；
其中的驱动IC单元、调节电阻、整流桥堆部分、滤波电容组成一个驱动电源模组并且这个驱动电源模组焊接于导电线路层上。
本实用新型所述的高效散热的一体化LED灯管结构的有益效果为：
⑴由于导电线路板无需再经过铝基板传热，从根本上取消了芯片—支架—铝基板—管体的多级热阻障碍，大大缩短传热距离，提高散热系数，有利于减少LED灯珠的光衰，延长使用寿命；
⑵取消了铝基板，直接将导电线路层制作于铝壳水平端面，节省了原材料，降低生产成本；
⑶改变了以往芯片的热量直接加载在荧光粉层上的方式，解决了LED光色因荧光粉层受热辐射而产生的漂移、光色不稳定和荧光粉近场激发方式使得一部分背向散射光损失，使得出光效率降低、光衰变大的问题；采取荧光粉层与芯片之间用硅胶等隔开，使得荧光粉层和芯片两部分热量分离，提高出光效率，降低光衰；
⑷无需外接驱动模组，完成自动贴合，节省人工外接电源的工序，减低成本，大大提高生产效率；
⑸另一方面，把驱动IC及电子元件的热量通过铝管直接传输到外部，提升了驱动模块的散热效果，延长了电源的寿命。
附图说明
下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例所述高效散热的一体化LED灯管结构的结构示意图；
图2是本实用新型实施例所述高效散热的一体化LED灯管结构的整体结构示意图。
图中：
1、铝壳；2、PC罩；3、芯片；4、稳压管；5、荧光粉涂层；6、硅胶层；7、打围胶层；8、驱动IC单元；9、调节电阻；10、整流桥堆部分；11、滤波电容。
具体实施方式
如图1-2所示，本实用新型实施例所述的高效散热的一体化LED灯管结构，包括铝壳1与PC罩2，其中的PC罩2为半圆形结构并且PC罩2的水平端面与铝壳1的水平端面固定拼接，所述铝壳1是由高导热系数（120~200 W/m·K）的金属铝组成纵截面为半圆形的管体，位于铝壳1外部弧形壁面上均匀开设凹槽，用于散热作用，位于铝壳1的水平壁面为封装平面，封装前先在铝管的封装平面上涂覆上一层由环氧树脂、氧化物、高分子材料构成的绝缘层，烘烤硬化之后在绝缘层上面采用微细布线技术印制电路层，再用由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酰胺等构成的绝缘漆对导电线路层进行涂覆，剥去芯片固晶位置上方和驱动IC及电子元件插脚位置上的绝缘漆，通过此种改变封装模式缩短导热路径及改善散热结构，从而减少散热热阻；
相应地，所述铝壳1的印制电路层上焊接两列芯片3，位于铝壳1的水平壁面边缘处设置一圈高度为1.5mm的打围胶层7，此打围胶层7所围成的区域内均匀填充透明导热硅胶从而形成硅胶层6，该硅胶层6高度大于芯片3厚度50-100微米，使透明导热硅胶完全包住芯片3并将芯片3与打围胶层7之间的间隙填平，形成一个胶层平面，烘烤之后，位于硅胶层6上表面涂敷一层荧光粉涂层5并且位于荧光粉涂层5与芯片3之间由硅胶隔离，最后，在荧光粉涂层5上表面再覆盖一层保护硅胶，使其形成一层膜与外界隔绝；
相应地，所述铝壳1的印制电路层上直接焊接驱动IC单元8并且该驱动IC单元8与每一列芯片3之间增设一个调节电阻9，位于此驱动IC单元8外部接入整流桥堆部分10，此外，该驱动IC单元8带有滤波电容11，其中的驱动IC单元8、调节电阻9、整流桥堆部分10、滤波电容11组成一个驱动电源模组并且这个驱动电源模组以SMT的形式焊接于导电线路层上，在铝管封装平面上实现驱动模块的驱动功能；另一方面，每一列的每个芯片3外部分别连接一个稳压管4，在使用过程中，当灯串中某一LED芯片3发生开路故障时，可由稳压管4导通电路，因而保持整个电路导通，使其它LED芯片3通过电流不变，正常工作，避免了因一颗LED芯片3损坏而导致整个灯组不亮的现象，当遇到加在灯组两端的电压波动时，稳压管亦能起到稳压缓冲作用，不影响LED灯的使用寿命和发光效果。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，本领域的技术人员根据本案的揭示，对于本案做出的改进和修改都应该在本案的保护范围内。
本实用新型涉及一种高效散热的一体化LED灯管结构，包括铝。
Claims (6)
1.一种高效散热的一体化LED灯管结构，包括铝壳与PC罩，其特征在于：
所述PC罩为半圆形结构并且PC罩的水平端面与铝壳的水平端面固定拼接，所述铝壳是纵截面为半圆形的管状结构，位于铝壳外部弧形壁面上均匀开设凹槽，位于铝壳的水平壁面为封装平面，该封装平面上设置印制电路层；
相应地，所述铝壳的印制电路层上焊接两列芯片，位于铝壳的水平壁面边缘处设置一圈打围胶层，此打围胶层所围成的区域内设置硅胶层，位于硅胶层上表面涂敷一层荧光粉涂层并且位于荧光粉涂层与芯片之间由硅胶隔离，在荧光粉涂层上表面再覆盖一层保护硅胶，使其形成一层膜与外界隔绝；
相应地，所述铝壳的印制电路层上直接焊接驱动IC单元并且该驱动IC单元与每一列芯片之间增设一个调节电阻，每一列的每个芯片外部分别连接一个稳压管。
2.根据权利要求1所述的高效散热的一体化LED灯管结构，其特征在于：所述打围胶层的高度为1.5mm。
3.根据权利要求1所述的高效散热的一体化LED灯管结构，其特征在于：所述该硅胶层高度大于芯片厚度50-100微米，使透明导热硅胶完全包住芯片并将芯片与打围胶层之间的间隙填平，形成一个胶层平面。
4.根据权利要求1所述的高效散热的一体化LED灯管结构，其特征在于：位于驱动IC单元外部接入整流桥堆部分。
5.根据权利要求1所述的高效散热的一体化LED灯管结构，其特征在于：所述驱动IC单元带有滤波电容。
6.根据权利要求1、4、5任一项所述的高效散热的一体化LED灯管结构，其特征在于：其中的驱动IC单元、调节电阻、整流桥堆部分、滤波电容组成一个驱动电源模组并且这个驱动电源模组焊接于导电线路层上。
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| CN106641764A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-05-10 | 宁波亚茂光电股份有限公司 | 一种led发光设备 |
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