一种集成围坝、浇封型防爆LED光源模组以及LED光源器件

技术领域

本发明涉及LED技术领域，尤其是涉及一种集成围坝、浇封型防爆LED光源模组、热沉以及LED光源器件。

背景技术

在石油化工、船舶及海工平台、粮油加工及仓储、金属加工及表面处理、煤矿等领域，其环境中可能会出现并聚集爆炸性气体或粉尘，所以上述领域所使用的照明设备必须具备防爆性能，也就是我们通常所说的防爆灯具。通俗地讲，用在上述领域或环境中的照明灯具、应急照明灯具等照明设备，必须具备防爆性能。

照明设备的防爆指的是通过结构设计、电路设计、器件选择或特殊工艺等一种或者多种技术手段，确保照明设备正常运行或发生故障时，不能引燃空气中的可燃气体或粉尘，不会导致所在的爆炸性危险环境发生爆炸。

近年来，随着行业的发展和行业标准的不断完善，其市场需求越来越旺盛，主要是防爆照明产品、防爆移动式照明产品、防爆固定式应急照明产品等。GB3836、IEC60079等国家及国际防爆行业标准，不仅对照明产品如何满足防爆要求作出了明确的规定，同时也为从业者指明了技术方向。但目前市场上的绝大多数LED防爆照明灯具在光源部分的防爆形式依然延续着传统光源防爆灯具的方案，大多对LED光源部分采用了隔爆型技术手段。但隔爆型的LED光源腔为确保隔爆面符合标准要求，并能够确保通过水压试验(为了证明能够承受内腔爆炸产生的压力，从而确保不向外传播爆炸)，对产品有以下几方面的影响：

1、严重影响了配光设计的自由度；

2、厚重的壳体大幅度增加了壳体部分材料和机加工的成本；

3、行国家及国际行业标准严格禁止隔爆面所在的位置做喷塑防腐处理。

防爆灯具被应用于船舶、海工、码头或其他腐蚀性较大的环境中，未喷塑的位置往往成为最先被腐蚀，而轻度的腐蚀便会导致隔爆性能的丧失；浇封型防爆LED光源模组，可以完全规避上述缺点。

发明内容

本发明提供一种集成围坝、浇封型防爆LED光源模组、以及LED光源器件，以解决现有技术中LED光源本身不具备防爆性能的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种集成围坝，包括：

围坝本体；

多个光源围坝，分布于所述围坝本体的表面，在所述光源围坝的中心处形成有倒锥形的光源腔，用以容纳一个或多个LED光源；

环形密封槽，置于所述围坝本体的背面，靠近所述围坝本体的外边缘；以及

浇封槽，置于所述围坝本体的背面，且分别对应于线路板上所有敷铜导线的正上方，确保实施浇封工艺后填充的灌封胶覆盖于对应线路板上所有敷铜导线的正上方。进一步的，浇封槽连通相邻的两个所述光源腔，确保实施浇封工艺时，向浇封槽和光源腔内能够迅速充满灌封胶。

作为优选的技术方案，还包括多个接线围坝，在所述接线围坝的中心处形成有接线腔。

作为优选的技术方案，所述接线围坝的高度高于所述光源围坝的高度。

作为优选的技术方案，所述围坝本体上还设有安装孔、以及位于所述安装孔外侧的安装孔密封槽，所述安装孔密封槽位于所述围坝本体的背面。

作为优选的技术方案，所述浇封槽的宽度大于敷铜导线的宽度。

作为优选的技术方案，所述围坝本体上还设有用以安装固定的卡钩。

作为优选的技术方案，在所述浇封槽上设有贯穿所述围坝本体的排气孔，确保实施浇封工艺时，浇封槽内能够充满灌封胶。

一种浇封型防爆LED光源模组，包括线路板、LED光源、前述的集成围坝，以及灌封胶层，其中，所述LED光源安装在所述集成围坝的光源腔内，所述LED光源与线路板电性连接；

所述灌封胶层灌注于所述光源腔、所述集成围坝的浇封槽、及所述集成围坝的接线围坝内，并使得所述LED光源、敷铜导线和接线腔内导线焊盘完全密封，且完全满足浇封型防爆的技术要求。

作为优选的技术方案，所述LED光源阵列于所述线路板上。

作为优选的技术方案，所述LED光源的阵列方式为矩形阵列、圆形阵列、交错阵列或不规则阵列。

作为优选的技术方案，所述线路板的导线焊盘位于所述集成围坝的接线腔内。

作为优选的技术方案，所述接线腔内设有导线孔，在所述导线孔内安装有过线胶塞，导线与所述导线焊盘焊接固定后穿过所述过线胶塞由导线孔穿入。

作为优选的技术方案，在所述接线腔内灌注有灌封胶层，并将所述导线及过线胶塞完全密封。

作为优选的技术方案，所述线路板上设有与所述集成围坝的卡钩配合固定的线路板卡孔。

作为优选的技术方案，所述LED光源之间的连接方式为串联或并联。

作为优选的技术方案，所述LED光源之间的连接方式为混联网络连接。

作为优选的技术方案，所述LED光源包括但不限于SMD、CSP、COB等类型的光源。

本发明还提出了一种浇封型防爆LED光源器件，包括前述的浇封型防爆LED光源模组以及热沉，所述LED光源模组固定在所述热沉上，在所述LED光源模组以及热沉之间设有导热绝缘胶垫。

作为优选的技术方案，所述热沉上设有与所述LED光源模组的卡钩配合固定的热沉卡孔。

本发明具有的有益效果是：使LED光源模组具备防爆性能且符合防爆标准，还能够有效地防止腐蚀现象的发生；。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明：一种集成围坝的结构示意图；

图2为发明：一种集成围坝的正面的结构示意图；

图3为图2中A-A向的剖面示意图；

图4为发明：一种集成围坝的背面的结构示意图；

图5为发明：一种浇封型防爆LED光源模组的结构示意图；

图6为发明：一种浇封型防爆LED光源模组的浇封前的剖面结构示意图；

图7为发明：一种浇封型防爆LED光源模组的浇封后的剖面结构示意图；

图8为发明：一种浇封型防爆LED光源模组线路板的结构示意图；

图9为发明：一种浇封型防爆LED光源器件的结构示意图；

图10为发明：一种浇封型防爆LED光源器件的剖面结构示意图。

其中：10-线路板、20-LED光源、30-集成围坝、40-灌封胶层、100-LED光源模组、200-热沉、300-导热绝缘胶垫、101-线路板卡孔、102-线路板安装孔、206-热沉卡孔、301-围坝本体、302-光源围坝、303-环形密封槽、304-浇封槽、305-光源腔、306-接线围坝、307-接线腔、308-安装孔、309-安装孔密封槽、310-卡钩、311-导线孔、312-过线胶塞、399-排气孔。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

参照图1-4所示，一种集成围坝30，包括：围坝本体301、光源围坝302、环形密封槽303、以及浇封槽304。其中，光源围坝302为多个，分布于围坝本体301的表面，在光源围坝302的中心处形成有倒锥形的光源腔305，用以容纳一个或多个LED光源(本实例未示出)。本发明中的光源围坝302阵列于围坝本体301的表面，其中，阵列方式为矩形阵列、圆形阵列、交错阵列或不规则阵列，具体的以实际需要为准，本实施例中的光源围坝302的分布方式呈规则的矩阵式阵列分布。

本发明中的环形密封槽303置于围坝本体301的背面，靠近围坝本体301的外边缘；环形密封槽303的作用是便于围坝的固定，例如，在浇封前先在环形密封槽303内使用设备点一圈硅胶，然后将LED光源板倒扣在围坝本体301上，使两者粘接在一起，使得结构更加稳定。

本发明中的浇封槽304，位于相邻两个光源围坝302之间，并连通相邻的两个光源腔305，且确保实施浇封工艺后填充的灌封胶覆盖于对应线路板10上所有敷铜导线903的正上方。通过浇封槽304的应用，在浇封时复合物会向四周的槽内流通，最终布满整个浇封槽304，并覆盖于对应线路板10上所有敷铜导线903的正上方，为了能够达到更好的防爆性能，浇封槽304的宽度大于敷铜导线903的宽度。为了进一步的能实现最高的防爆性能，需要在浇封过程中保证浇封槽304内能够充满灌封胶，因此，在浇封槽304上设有贯穿围坝本体301的排气孔399，确保实施浇封工艺时，浇封槽304内能够充满灌封胶。

本发明中的围坝本体301上还设有多个接线围坝306，在接线围坝306的中心处形成有接线腔307，接线腔307的作用在于固定导线及导线焊盘902，因此，接线围坝306的高度应当高于光源围坝302的高度，在充满灌封胶后，能够保证接线腔307符合防爆标准。

本发明中的围坝本体301上还设有安装孔308、以及位于安装孔308外侧的安装孔密封槽309，安装孔密封槽309位于围坝本体301的背面。通过安装孔308的应用，以便于实现围坝本体301的固定和定位，在具体的使用过程中，向安装孔密封槽309内点一圈硅胶，然后将LED光源板倒扣在围坝本体301上，使两者粘接在一起，使得结构更加稳定

为了实现更加的稳定结构，围坝本体301上还设有用以安装固定的卡钩310，在进行粘接集成围坝30与LED光源板操作时，将集成围坝30上的卡钩310与LED光源板上的卡槽一一对应卡紧。

本发明中的集成围坝30具有以下的优点：

通过增加连通光源腔305的浇封槽304保证了浇封工艺的流畅，同时，浇封槽304的位置与敷铜导线903的位置一直，最大程度的保证了密封性能，完全满足浇封型防爆的技术要求。

通过环形密封槽303，安装孔308、卡钩310等结构的应用，确保了集成围坝30与LED光源板的配合结构稳定，安全。

实施例2

参照图5-8所示，一种浇封型防爆LED光源模组100，包括线路板10、LED光源20、如有实施例1的集成围坝30，以及灌封胶层40。其中，集成围坝30贴合固定在线路板10上，LED光源20安装在集成围坝30的光源腔305内，其中，在光源腔305内安装有一个或多个LED光源20，LED光源20与线路板10电性连接；灌封胶层40灌注于光源腔305、集成围坝30的浇封槽304、及所述集成围坝30的接线围坝306内，并使得LED光源20、敷铜导线和接线腔307内导线焊盘902完全密封，且完全满足浇封型防爆的技术要求，由于本发明中的光源腔305采用倒锥形的结构，其能够起到可靠加固的作用，能够达到更好的耐久性和防爆性能。

本发明中的LED光源20之间的连接方式为串联或并联，也可以为混联网络连接，相对于串联或并联的方案，将LED之间的关联做到最小化，可以最大程度避免因单颗LED故障引起的整串死灯现象。

本发明中的LED光源20阵列于线路板10上，LED光源20的阵列方式为矩形阵列、圆形阵列、交错阵列或不规则阵列。具体的以实际应用为准，本实施例为矩形阵列。

为了实现线路板10上的导线焊盘902的防爆功能，导线焊盘902位于集成围坝30的接线腔307内。由于接线腔307外侧具有接线围坝306，接线围坝306的高度高于集成围坝30的高度，填充灌封胶后，完全满足浇封型防爆的技术要求。本发明中的接线腔307内设有导线孔311，在导线孔311内安装有过线胶塞312，导线与导线焊盘902焊接固定后穿过过线胶塞312由导线孔311穿入。

本发明中的过线胶塞312为耐高温硅橡胶材质，其作用为：防止线路板10的边缘割破导线；在对正负极导线焊盘902做灌胶处理时，防止导线孔311漏胶，影响美观和防爆性能。为了达到更好的防爆效果，在接线腔307内灌注有灌封胶层40，并将导线及过线胶塞312完全密封，并完全满足浇封型防爆的技术要求。

本发明中的灌封胶层40一般采用LED封装级别的硅胶，其中不包含有任何有毒有腐蚀性物质，其固化之后，高透光率、高介电强度、高体积电阻能保证产品具有卓越的光、电性能，较宽的温度适用范围可以适应各种极端温度环境，良好的粘接性、低硬度可以有效保证LED光源20的寿命及整个光源腔305结构的耐久性。

进一步说明的是，本发明中的LED光源20其封装形式或器件类型包含但不仅限于SMD、CSP、COB等类型的光源，通过导电银胶或焊锡将LED光源20粘接或焊接在线路板10上对应的焊盘上，建立可靠的电气连接。

进一步说明的是，为了能够保证集成围坝30与线路板10的紧密配合，线路板10上设有与卡钩310配合固定的线路板卡孔101，或者与紧固件配合固定的线路板安装孔102。

实施例3

参照图9-10所示，本发明还提出了一种浇封型防爆LED光源器件，包括实施例2的一种浇封型防爆LED光源模组100以及热沉200，LED光源模组100固定在热沉200上，在LED光源模组100以及热沉200之间设有导热绝缘胶垫300。

为了能够实现整个光源器件的稳定性，热沉200上设有与LED光源模组100的卡钩310配合固定的热沉卡孔206。

在具体的组装过程中，首先使用设备向集成围坝30背面的环形密封槽303、安装孔密封槽309点一圈硅胶，然后将含有LED光源20的线路板10倒扣在集成围坝30上，使两者粘接在一起，使得结构更加稳定，然后分别向光源腔305和接线腔307内填充密封胶并形成灌封胶层40，并完全满足浇封型防爆的技术要求，最后，通过紧固件901将线路板10固定在热沉200上。由于本实例中的集成围坝30的侧面具有卡钩310，因此，线路板10和热沉200上均设有通孔，允许卡钩310的通过，并实现与热沉200的固定。采用上述结构组合的LED光源器件稳定性好，满足浇封型防爆的技术要求。

该浇封型防爆LED光源模组满足下述技术参数或材料特性符合浇封型防爆标准(最新版的GB3836.9和IEC60079.18)的要求：

①线路板(PCB)的绝缘材料以及导热绝缘胶垫的绝缘特性；

②线路板(PCB)不同的焊盘、敷铜线路之间的电气间隙和爬电距离；

③线路板(PCB)完成粘接或焊接LED光源20，并焊接正负极导线之后，不同带电点之间的电气间隙和爬电距离；

④LED光源20侧壁与集成围坝30之间的最小距离；每个光源腔31内，LED光源20上表面与固化后的透明复合物上表面的最小距离；

⑤导线焊盘11与接线围坝40之间的最小距离；

⑥导线焊盘11顶部(最高点)与固化后的透明复合物上表面的最小距离；

⑦透明复合物的可持续操作温度(COT)、吸水性以及其他物理、化学特性。

本发明具有的有益效果是：通过结构设计、材料选择和工艺设计等多种技术手段，使LED光源模组、LED光源器件本身满足浇封型防爆的技术要求，并具备很高的防爆性能，还提高了光源自身的防腐性能。将浇封型防爆LED光源模组、LED光源器件应用于防爆灯时，灯具外壳只需要具备良好的防护性能，既降低了成本，又提高了防爆性能，完全颠覆了依靠厚重的隔爆外壳来确保防爆性能的传统解决方案。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。