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CN201909192U - 一种改进的led模组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种改进的LED模组，包括有LED晶片、LED封装材料、金属基电路板、电源联接线、兼作散热器的金属外壳，LED晶片紧贴固定在金属基电路板的表面上，特征是电源联接线采用不间断的连续电源线，连续电源线由镶嵌电源线的注塑件固定于金属外壳的对应位置，由自攻螺钉将金属基电路板、金属外壳、注塑件、连续电源线穿透并联接在一起，在结构固定的同时形成电气联接，这样的改进，能有效、快速地将晶片产生的热能导出，有效地保障了LED的工作寿命，同时本结构的连续源线承担起模组串的总电流的传输任务，克服了传统结构要经过多个高电阻环节传输，压降太大的缺点，本LED模组可以级联更多的数量并最大程度保障了模组串靠近供电端与远离供电端的亮度一致性。

Description

一种改进的LED模组
技术领域
本实用新型涉及照明光源的技术领域，特别是应用于LED发光二极管照明的模组。
背景技术
目前，随着发光二极管(简称LED)的功率不断改进提高，LED应用于照明日益广泛。而LED在工作时有一部份的输入功率转换成热，由于LED晶片的尺寸非常微小，在正常工作时LED晶片表面热负荷密度很大，晶片的温度会升高。因而LED模组必须设置有效的散热渠道将热能导出。传统公知的LED模组的结构中，LED晶片由固晶层固定在支架上，用封装材料封装成一个LED部件。支架的引脚焊在电路板上，电路板放置于外壳内，有些公知的LED模组为了防止LED模组受潮，电路板上表面灌注灌封材料。电路板与外壳之间为空气薄层或灌封料层。其产生热能的散热渠道如下：由LED晶片经过固晶层到达支架，分成两路：一路通过灌封材料或空气到达外部空气环境，另一路由电路板通过空气薄层或灌封料层到达外壳，再由外壳散热到外部空气环境。由于封装材料、灌封材料、空气等属导热系数小的介质，由其构成的散热途径为高热阻环节。支架是由金属材料制成，材料的导热系数不低，但由于支架截面积很小且呈细长结构，其构成的导热环节的热阻也比较大。因此，传统公知的LED模块的LED晶片工作时产生的热量要经过多个高热阻环节散发，散热不良。LED晶片和与它的接触材料(环氧树脂、荧光粉胶)的稳定性对温度很敏感，高温会加速LED晶片、环氧树脂、荧光粉胶的性能劣化：LED晶片光效衰退、环氧树脂变黄透光率下降、荧光粉胶发生光转换效率降低。这些变化的结果使到以光能形式的能量输出减小，更多的输入能量会转化成热能，温度会进一步上升。所以，传统模组结构的散热不良意味着LED工作寿命缩短。
其次，传统公知的LED模组的结构中模组间的电源联接线分段焊接型式，工作时某一模组后的模组串的总电流必需流经该模组线路板的铜箔，因模组线路板的结构限制，使到其可提供的过电给后级模组串铜箔宽度不可能太宽也不可能太短，也就是有效的导电截面积太小而该小截面积导体的长度还不短，因导体的电阻与长度成正比与截面积成反比，所以每一模组供电给后级模组串的铜箔相当于一个不小的电阻，也就是每一个后级模组串联上了这个不小的电阻与上级模组并联，当电流流过电阻时会有压降产生，相同电流下电阻越大压降也就越大，供电电压极大的影响模组的亮度。这导致的后果是：模组可级联的个数受到很大限制和模组串靠近供电端与远离供电端存在较大的亮度差异。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述已有技术的不足，提出一种能有效、快速地将晶片产生的热能导出同时解决亮度差异和级联数量的改进的LED模组。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：一种改进的LED模组，包括有LED晶片、LED封装材料、金属基电路板、电源联接线、兼作散热器的金属外壳和可选用的灌封材料，LED晶片紧贴固定在金属基电路板的表面上，使用LED封装材料封装，其特征在于：电源联接线采用不间断的连续电源线，连续电源线由镶嵌电源线的注塑件固定于金属外壳的对应位置，由自攻螺钉将金属基电路板、金属外壳、注塑件、连续电源线穿透并联接在一起，在结构固定的同时形成电气联接。进一步地，LED晶片通过固晶层焊接或粘接固定于金属基电路板的表面并使用LED封装材料封装。自攻螺钉与金属基电路板、金属外壳、注塑件之间的间隙填充有灌封材料。自攻螺钉至少有两颗，其穿透金属基电路板、金属外壳、注塑件后，分别与连续电源线的正负线连接，实现电气联接和结构固定。金属基电路板大面积贴合固定于金属外壳内。金属外壳与金属基电路板采用预应力或机加工的方式形成可靠联接，也可以采用紧固件提供预紧力。固定的LED晶片也可以是已具有热沉的LED芯片或LED封装件。连续镶件注塑电源线与金属外壳采用预应力和机加工的方式形成可靠联接也可以采用紧固件提供预紧力。灌封材料为硅酮或荧光胶或环氧树脂。自攻螺钉可为任意常规的形状，材质导电性良好。
这样的结构，LED晶片或LED芯片直接固定于金属基电路板的表面，一方面省却了传统的支架及复杂的安装方式，尤其是LED工作时产生的热直接通过金属基电路板快速传递至金属外壳，经金属外壳扩大的散热表面讯速散发到外部空气环境，从而极大地改善了LED的工作环境，有效地保障了LED的工作寿命。同时，由于采用连续电源线消除了模组铜箔的压降对级联模组个数的限制，最大程度减少了模组串靠近供电端与远离供电端的亮度差异。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的俯视示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实施例的LED模组主要由金属基电路板1、LED晶片2、LED封装材料3、金属外壳4、连续电源线5、自攻螺钉6、镶嵌电源线的注塑件7和可选用的灌封材料构成。其中，LED封装材料3和可选的灌封材料为常规的硅酮或荧光胶或环氧树脂，特别之处在于，LED晶片2则通过固晶层焊接固定于金属基电路板1的表面上，并使用LED封装材料3封装，电源线采用全程中间不断开的连续电源线5，连续电源线5通过镶嵌电源线的注塑件7固定于金属外壳4的背面，并与螺钉孔的位置对应，金属基电路板1大面积贴合固定于金属外壳4内，自攻螺钉6将金属基电路板1、金属外壳4、镶嵌电源线的注塑件7、连续电源线5穿透并联成一个整体，自攻螺钉6至少有两颗，其穿透各构件后，分别与连续电源线的正、负线连接，实现电气联接和结构固定。根据需要可将灌封材料则充填于金属基电路板1上，将整个组件完全密封。这样，LED模组工作时LED晶片2产生的热能的散热渠道有如下途径：一是经过LED封装材料3到达外部空气环境；二是经过固晶层到达金属基线路板1，并由金属基线路板1快速传递至金属外壳4，经金属外壳4扩大的散热表面讯速散发到外部空气环境。实际上，LED晶片2工作时产生的热量大部分直接经过低热阻的金属基电路板1和金属外壳4向外散发，所以本LED模组中LED晶片到环境空气总热阻低于公知的LED模组。在相同的工作条件下，本LED模组的LED晶片温度将低于传统公知的LED模组。为使用本LED模组的LED产品提供了低光衰、长寿命的可能。同时连续电源线5承担起模组串的总电流的传输任务，在相同的工作条件下，本LED模组的传输电压降将低于传统公知的LED模组。为使用本结构的LED模组级联更多的数量并最大程度减少模组串靠近供电端与远离供电端的亮度差异提供了可能。
此外，也可以把已具有热沉的LED芯片或LED封装件以相同的方式固定在金属基线路板上，至于金属基线路板及金属外壳的形状、结构、排布方式等均可因应具体的应用而作多种变化。当然，这里仅列举了一种较佳的实施方式，其它等同、类同的构造均应属于本专利的保护范畴，这里不再赘述。

Claims (8)

1.一种改进的LED模组，包括有LED晶片、LED封装材料、金属基电路板、电源联接线、兼作散热器的金属外壳和可选用的灌封材料，LED晶片紧贴固定在金属基电路板的表面上，使用LED封装材料封装，其特征在于：电源联接线采用不间断的连续电源线，连续电源线由镶嵌电源线的注塑件固定于金属外壳的对应位置，由自攻螺钉将金属基电路板、金属外壳、注塑件、连续电源线穿透并联接在一起，在结构固定的同时形成电气联接。
2.根据权利要求1所述的LED模组，其特征是LED晶片通过固晶层焊接或粘接固定于金属基电路板的表面。
3.根据权利要求1所述的LED模组，其特征是自攻螺钉与金属基电路板、金属外壳、注塑件之间的间隙填充有灌封材料。
4.根据权利要求1或2或3所述的LED模组，其特征是自攻螺钉至少有两颗，其穿透金属基电路板、金属外壳、注塑件后，分别与连续电源线的正负线连接，实现电气联接和结构固定。
5.根据权利要求1所述的LED模组，其特征是金属基电路板大面积贴合固定于金属外壳内。
6.根据权利要求1所述的LED模组，其特征是金属外壳与金属基电路板采用预应力或机加工的方式形成可靠联接，也可以采用紧固件提供预紧力。
7.根据权利要求1或2或3所述的LED模组，其特征是固定的LED晶片也可以是已具有热沉的LED芯片或LED封装件。
8.根据权利要求1或2或3所述的LED模组，其特征是LED封装材料和灌封材料为硅酮或荧光胶或环氧树脂。 
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GR01 Patent grant
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Assignor: Deng Jianwei

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Denomination of utility model: Improved LED (light-emitting diode) module

Granted publication date: 20110727

License type: Exclusive License

Record date: 20120113

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Granted publication date: 20110727

Termination date: 20170926