CN212031900U - 一种led光源模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED光源模块，由若干个混光单元组成；所述混光单元包括导电基板和至少3种光色的LED灯珠，所述LED灯珠的设置在导电基板上，LED灯珠发出的不同光色的光经过混合后，呈现白光，其中，白光的色温从3000～6000K连续可调；所述LED灯珠包括白光光源和RGB光源，所述白光光源发出白光，所述RGB光源发出红、蓝、绿光中的一种或几种光，单颗LED灯珠的功率大于等于35W。本实用新型通过调整不同光色LED灯珠的光输出比例，在减少LED灯珠数量的情况下，实现目标光谱。

Description

一种LED光源模块

技术领域

本实用新型涉及LED光源模块技术领域，尤其涉及一种LED光源模块。

背景技术

作为专业摄影领域器材，摄影补光灯一直都是利用卤素灯作为灯源，众所周知，卤素灯是一种高能耗光源，不利于节约环保。目前所用的补光灯大部分都比较笨重，且不能调整亮度、色温。近年出现了以LED作为光源的小功率摄影补光灯产品，可实现光色的调节而且节能环保。

随着摄影水平的发展，对摄影补光器材的要求越来越高，现有小功率LED灯珠组成的LED光源模块面积大，导致整灯体积大、成本高。

具体的，现有补光灯中使用的LED灯珠，多为3535封装的单色LED灯珠，单颗功率在2W左右，以一个20000W功率的摄影补光灯具为例，需要使用约10000颗LED灯珠。光源模块的面积已达到1平米。再配合相应的散热***及二次光学***，灯具无法做到小型化，且结构成本高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种LED光源模块，可在实现目标光谱的情况下，减少LED灯珠的数量，减少整体体积。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种LED光源模块，由若干个混光单元组成；

所述混光单元包括导电基板和至少3种光色的LED灯珠，所述LED灯珠的设置在导电基板上，LED灯珠发出的不同光色的光经过混合后，呈现白光，其中，白光的色温从3000～6000K连续可调；

所述LED灯珠包括白光光源和RGB光源，所述白光光源发出白光，所述RGB光源发出红、蓝、绿光中的一种或几种光，单颗LED灯珠的功率大于等于35W。

作为上述方案的改进，所述LED灯珠还包括散热基板、金属围坝、共晶层和封装胶；

所述金属围坝设置在散热基板上并形成两个杯状结构，所述白光光源放置在其中一个杯状结构内，并通过共晶层与散热基板形成导电连接，所述RGB光源放置在另一个杯状结构内，并通过共晶层与散热基板形成导电连接；

所述封装胶填充在金属围坝内并覆盖在白光光源和RGB光源上。

作为上述方案的改进，所述白光光源包括至少一颗倒装LED芯片，所述RGB光源包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片。

作为上述方案的改进，所述金属围坝的材质为金锡合金、镍金合金、镍钯金合金、铝合金、氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷或石英玻璃；

所述共晶层的材质为金锡合金；

所述散热基板为氧化铍陶瓷基板或氮化铝陶瓷基板。

作为上述方案的改进，所述导电基板设有与LED灯珠相配的热电分离结构，所述导电基板由红铜或导热系数大于250W/(m.K)的其他材料制成。

作为上述方案的改进，所述导电基板为PCB基板。

作为上述方案的改进，所述混光单元的排列方式为矩形阵列、圆形阵列、交错阵列或不规则阵列；

所述LED灯珠的排列方式为矩形阵列、圆形阵列、交错阵列或不规则阵列。

作为上述方案的改进，所述混光单元包括红光LED灯珠、蓝绿光LED灯珠、琥珀光LED灯珠、绿光LED灯珠、蓝光LED灯珠和黄光LED灯珠，所述LED灯珠的采用3×3矩阵方式排布。

作为上述方案的改进，红光LED灯珠、蓝绿光LED灯珠和琥珀光LED灯珠设有左右两列，绿光LED灯珠、蓝光LED灯珠和黄光LED灯设于中间列。

作为上述方案的改进，白光的显色指数Ra＞97，R9＞94，R12＞85。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种LED光源模块，由若干个混光单元组成，所述混光单元包括导电基板和至少3种光色的LED灯珠，所述LED灯珠的设置在导电基板上，所述LED灯珠包括白光光源和RGB光源，所述白光光源发出白光，所述RGB光源发出红、蓝、绿光中的一种或几种光，单颗LED灯珠的功率大于等于35W。

本实用新型混光单元中LED灯珠通过白光光源和RGB光源的相互配合发出的不同光色光，经过混合后呈现白光，其中，白光的色温从3000～6000K连续可调。此外，本实用新型的LED灯珠在很小的体积内，通过提高单位面积内的驱动电流和功率密度，以提到LED灯珠的功率。因此，本实用新型通过调整不同光色LED灯珠的光输出比例，在减少LED灯珠数量的情况下，实现目标光谱。

附图说明

图1是本实用新型LED光源模块的结构示意图；

图2是本实用新型混光单元的结构示意图；

图3是本实用新型LED灯珠的结构示意图；

图4是图3的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

参见图1，本实用新型提供的一种LED光源模块，由若干个混光单元10组成。优选的，所述混光单元10的排列方式为矩形阵列、圆形阵列、交错阵列或不规则阵列，但限于此。

参见图2，所述混光单10元包括导电基板2和至少3种光色的LED灯珠3，所述LED灯珠3的设置在导电基板2上，LED灯珠3发出的不同光色的光经过混合后，呈现白光，其中，白光的色温从3000～6000K连续可调；

所述LED灯珠3包括白光光源和RGB光源，所述白光光源发出白光，所述RGB光源发出红、蓝、绿光中的一种或几种光，单颗LED灯珠3的功率大于等于35W。

本实用新型采用大功率的LED灯珠3作为混光单元，有效减少灯珠的数量，减少模块的体积。优选的，所述LED灯珠3的排列方式为矩形阵列、圆形阵列、交错阵列或不规则阵列，但限于此。

本实用新型的导电基板1设有与LED灯珠3相配的热电分离结构，有效解决采用大功率LED灯珠所产生的散热问题。优选的，所述导电基板1由红铜或导热系数大于250W/(m.K)的其他材料制成。所述导电基板1为PCB基板，但部限于此。

参见图3和图4，本实用新型的LED灯珠3包括散热基板31、金属围坝32、共晶层33、封装胶34、白光光源35和RGB光源36，所述金属围坝32设置在散热基板31上并形成两个杯状结构，所述白光光源35放置在其中一个杯状结构内，并通过共晶层33与散热基板31形成导电连接，所述RGB光源36放置在另一个杯状结构内，并通过共晶层33与散热基板31形成导电连接，所述封装胶34填充在金属围坝32内并覆盖在白光光源35和RGB光源36上。

为了提高LED灯珠3的散热性能，所述散热基板31为氧化铍陶瓷基板或氮化铝陶瓷基板。

氧化铍陶瓷基板的主要成分是氧化铍陶瓷，氧化铍陶瓷具有高导热系数、高熔度、强度、高绝缘、低电介常数、低介质损耗以及良好的封装工艺适应性等特点。其中，氧化铍陶瓷的导热系数达到250W/(m.K)，是普通氧化铝陶瓷的6-10倍，比氮化铝陶瓷高出20％-30％，是一种具有独特的电、热和机械性能的介质材料。

氮化铝陶瓷基板的主要成分是氮化铝陶瓷，氮化铝陶瓷具有高导热系数、高熔度、强度、高绝缘、低电介常数、低介质损耗以及良好的封装工艺适应性等特点。其中，氮化铝陶瓷的导热系数达到180W/(m.K)，是普通氧化铝陶瓷基板的6-10倍。

具体的，本实用新型通过共晶层33来将白光光源35和RGB光源36固定在散热基板31上。为了提高共晶层凝固时间和散热性能，优选的，所述共晶层的材质为金锡合金。

为了提高LED灯珠的功率，使得灯珠可发出任意颜色的光，所述白光光源35包括至少一颗倒装LED芯片，所述RGB光源36包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片。

具体的，倒装LED芯片的数量可以是3个、4个、5个、6个、8个，甚至更多。倒装LED芯片之间可以并联或串联，也可以并串混合。红、绿、蓝三种光色LED芯片的数量可以是2个、3个，甚至更多。红、绿、蓝每种光色的LED芯片数量可以相等，或不等。所有红光LED芯片之间可以并联或串联，也可以串并混合。所有蓝光LED芯片之间可以并联或串联，也可以串并混合。所有绿光LED芯片之间可以并联或串联，也可以串并混合。

需要说明的是，所有倒装LED芯片、红光LED芯片、绿光LED芯片、蓝光LED芯片共四条线路相互独立，实现分开控制。通过分别控制红、绿、蓝三个光色的LED芯片，根据三原色配色原理可以实现16万真彩色的显示效果。

由于本实用新型的倒装LED芯片直接共晶在散热基板31上，不需要打线，因此可以节省空间，在同样面积的芯片上设置更多的芯片。此外，由于每个倒装LED芯片之间具有一定的间隙，在同样面积的基板上，采用大面积的倒装LED芯片，可以增加发光面积和功率，提高灯珠的亮度。优选的，所述倒装LED芯片的尺寸为40mil、45mil、55mil、77mil或80mil。

此外，所述红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片也为倒装结构，其中，所述红光LED芯片的尺寸为40mil、45mil、55mil、77mil或80mil，所述蓝光LED芯片的尺寸为40mil、45mil、55mil、77mil或80mil，所述绿光LED芯片的尺寸为40mil、45mil、55mil、77mil或80mil。

本实用新型的封装胶34分为两种，一种是覆盖白光光源35的，另一种是覆盖在RGB光源36上的。

其中，覆盖在白光光源35上的封装胶34为荧光粉和有机硅封装胶混合物，使得白光光源35发出白光。此外，覆盖在RGB光源36上的封装胶34为有机硅封装胶，使得红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片发出其本身颜色的光。

为了精准控制封装胶34固化后的形状，本发明在散热基板31上形成金属围坝32，所述金属围坝32形成两个杯状结构，所述白光光源35放置在其中一个杯状结构内，所述RGB光源36放置在另一个杯状结构内。

具体的，所述金属围坝32的材质为金锡合金、镍金合金或镍钯金合金。所述金属围坝32利用金属焊料焊接在散热基板31上，或者使用磁控溅射方式从散热基板31上逐层生长而成。

优选的，所述金属围坝32的高于封装胶34。

由于本实用新型中的白光光源35和RGB光源36中的芯片均为倒装芯片，因此，所述白光光源35和RGB光源36通过焊盘37与散热基板31形成导电连接。

本实用新型的LED灯珠在很小的体积内，通过提高单位面积内的驱动电流和功率密度，以提到LED灯珠的功率。具体的，本发明LED灯珠的功率增长超过50％，单颗LED灯珠功率达到35W以上。

本实用新型功率为35W的LED灯珠，每颗LED灯珠所占面积1平方厘米，若制作一个20000W功率的摄影补光灯具，只需600颗本实用新型的LED灯珠即可，则本实用新型光源模块的面积只需600平方厘米，与现有的1平方米光源模块相比，体积大大减少。

下面将以具体实施例来进一步阐述本发明

实施例1

一种LED光源模块，由64个混光单元组成，所述混光单元呈矩形阵列排布；

每个混光单元包括9颗LED灯珠，所述LED灯珠的采用3×3矩阵方式排布，所述LED灯珠包括红光LED灯珠、蓝绿光LED灯珠、琥珀光LED灯珠、绿光LED灯珠、蓝光LED灯珠和黄光LED灯珠，红光LED灯珠、蓝绿光LED灯珠和琥珀光LED灯珠设有左右两列，绿光LED灯珠、蓝光LED灯珠和黄光LED灯设于中间列。

对实施例1的LED灯珠进行测试，具体参数如下：

需要说明的是，本实用新型通过调整不同光色LED灯珠的光输出比例，在减少LED灯珠数量的情况下，实现目标光谱。

对实施例1中的光源模块从3000-6000K范围内，每隔100K色温间隔的光色配比方案如下：

上述方案的Ra＞97，R9＞94，R12＞85。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种LED光源模块，其特征在于，由若干个混光单元组成；

所述混光单元包括导电基板和至少3种光色的LED灯珠，所述LED灯珠的设置在导电基板上，LED灯珠发出的不同光色的光经过混合后，呈现白光，其中，白光的色温从3000～6000K连续可调；

所述LED灯珠包括白光光源和RGB光源，所述白光光源发出白光，所述RGB光源发出红、蓝、绿光中的一种或几种光，单颗LED灯珠的功率大于等于35W。

2.如权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，所述LED灯珠还包括散热基板、金属围坝、共晶层和封装胶；

所述金属围坝设置在散热基板上并形成两个杯状结构，所述白光光源放置在其中一个杯状结构内，并通过共晶层与散热基板形成导电连接，所述RGB光源放置在另一个杯状结构内，并通过共晶层与散热基板形成导电连接；

所述封装胶填充在金属围坝内并覆盖在白光光源和RGB光源上。

3.如权利要求2所述的LED光源模块，其特征在于，所述白光光源包括至少一颗倒装LED芯片，所述RGB光源包括红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片。

4.如权利要求2所述的LED光源模块，其特征在于，所述金属围坝的材质为金锡合金、镍金合金、镍钯金合金、铝合金、氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷或石英玻璃；

所述共晶层的材质为金锡合金；

所述散热基板为氧化铍陶瓷基板或氮化铝陶瓷基板。

5.如权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，所述导电基板设有与LED灯珠相配的热电分离结构，所述导电基板由红铜或导热系数大于250W/(m.K)的其他材料制成。

6.如权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，所述导电基板为PCB基板。

7.如权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，所述混光单元的排列方式为矩形阵列、圆形阵列、交错阵列或不规则阵列；

所述LED灯珠的排列方式为矩形阵列、圆形阵列、交错阵列或不规则阵列。

8.如权利要求1所述的LED光源模块，其特征在于，所述混光单元包括红光LED灯珠、蓝绿光LED灯珠、琥珀光LED灯珠、绿光LED灯珠、蓝光LED灯珠和黄光LED灯珠，所述LED灯珠的采用3×3矩阵方式排布。

9.如权利要求8所述的LED光源模块，其特征在于，红光LED灯珠、蓝绿光LED灯珠和琥珀光LED灯珠设有左右两列，绿光LED灯珠、蓝光LED灯珠和黄光LED灯设于中间列。

10.如权利要求9所述的LED光源模块，其特征在于，白光的显色指数Ra＞97，R9＞94，R12＞85。

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