[發(fā)明專利]一種集成式交流發(fā)光二極管光引擎、基板及其制造方法

在審

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• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107842716A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫富康;方潛生
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽建筑大學(xué)
• 主分類號: F21K9/20
• 分類號: F21K9/20;F21V29/70;F21V29/85;F21Y115/10
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務(wù)所(普通合伙)34125
• 代理人: 胡東升

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成式交流發(fā)光二極管光引擎、用于交流發(fā)光二極管光引擎的基板、制造方法。

背景技術(shù)

目前，LED燈具的技術(shù)問題主要集中在電源損耗、散熱效率等領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的LED是低壓直流器件，無法直接由日常使用的220V交流電壓驅(qū)動，必須經(jīng)過變壓器或開關(guān)電源降壓，這些變換機(jī)構(gòu)占據(jù)一定空間，不利于照明燈具的小型化設(shè)計，同時伴隨一定量的能量損耗。

傳統(tǒng)的LED照明電路普遍用到電解電容用以平滑電壓，市購電解電容的壽命在5000小時即達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，這與LED芯片的長壽命之間有一個巨大差距，制約了LED的長壽命優(yōu)勢。

散熱問題對于LED燈具而言是一重要的問題，高溫會對降低LED燈具的光通量、發(fā)光效率等，也會影響LED燈具的使用壽命。

對于使用傳統(tǒng)鋁基板的LED燈具，如圖8所示，包括LED芯片1’、焊料或膠層2’、銅箔3’、絕緣層4’、金屬基層5’、熱界面材料層6’、散熱器7’(燈殼)，鋁基板由銅箔3’、絕緣層4’和金屬基層5’組成，金屬基層與散熱器之間使用熱界面材料，LED芯片產(chǎn)生的熱量依次經(jīng)過絕緣層、金屬基板、熱界面材料，由散熱器散發(fā)出去。

當(dāng)前，傳統(tǒng)鋁基板LED燈具的散熱存在以下問題：

1、目前，絕緣層一般是由環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂等材料構(gòu)成，導(dǎo)熱系數(shù)在1.0W/(m·K)左右，低于2.0W/(m·K)(瓶頸)。

2、光引擎的基板與散熱器之間一般通過導(dǎo)熱硅脂提高熱交換的效率，但導(dǎo)熱硅脂在長期受熱的狀態(tài)下會產(chǎn)生干結(jié)等老化現(xiàn)象，甚至失效，導(dǎo)熱性能大幅降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于交流發(fā)光二極管光引擎的基板，以解決導(dǎo)熱硅脂老化造成的散熱失效問題。

本發(fā)明的目的還在于提供一種集成式交流發(fā)光二極管光引擎，以提高光引擎的散熱可靠性和散熱效果。

本發(fā)明的目的還在于提供一種用于交流發(fā)光二極管光引擎的基板的制造方法。

為此，本發(fā)明一方面提供了一種用于交流發(fā)光二極管光引擎的基板，由散熱體、導(dǎo)熱絕緣層和用于形成印刷電路的銅箔層組成，其中，所述導(dǎo)熱絕緣層為石墨烯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層，所述散熱體的背對導(dǎo)熱絕緣層的一側(cè)為散熱結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種集成式交流發(fā)光二極管光引擎，包括根據(jù)上面所描述的基板、在所述基板上焊接的單相全波橋式整流電路、分段線性恒流驅(qū)動電路和多個交流發(fā)光二極管。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種集成式交流發(fā)光二極管光引擎的制造方法，包括基板制備步驟、印刷電路步驟、以及元器件焊接步驟，所述基板制備步驟包括：壓鑄成型散熱體、然后對散熱體進(jìn)行陽極氧化處理并清洗的步驟；將石墨烯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料加熱并均勻涂覆在散熱體上，形成導(dǎo)熱絕緣層的步驟；以及將銅箔壓合在石墨烯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料上形成銅箔層的步驟。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明的基板中，散熱體代替了原先的散熱器、導(dǎo)熱硅脂和導(dǎo)熱基板，簡化了LED燈具構(gòu)造，由于石墨烯－環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的環(huán)氧樹脂，光引擎的可靠性和散熱效果均大幅提高。

2、本發(fā)明對光引擎的生產(chǎn)流程進(jìn)行整合、簡化，縮短了光引擎生產(chǎn)的時間周期，大大提高了光引擎的生產(chǎn)效率，同時也可以提高光引擎的可靠性，降低生產(chǎn)成本。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的集成式交流發(fā)光二極管光引擎的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的集成式交流發(fā)光二極管光引擎的電路框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的集成式交流發(fā)光二極管光引擎的制造方法的流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的集成式交流發(fā)光二極管光引擎的基板制備流程圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的集成式交流發(fā)光二極管光引擎的基板的印刷電路的制備流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的集成式交流發(fā)光二極管光引擎的元器件焊接流程圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的集成式交流發(fā)光二極管光引擎的老化與測試流程圖；以及

圖8是現(xiàn)有的交流發(fā)光二極管光引擎的散熱結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式