[发明专利]一种高集成度的散热型LED灯具结构及其加工方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及LED灯领域，具体是涉及一种高集成度的散热型LED灯具结构及其加工方法。

背景技术

LED（Light-Emitting-Diode），中文意思为发光二极管，它是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗，广泛应用于各个领域中。

但是，LED灯具的散热问题，一直是制约该行业发展的技术瓶颈。目前，LED灯具主要存在以下两种安装结构：

现有技术一：传统分立式灯具SMT技术，请参阅图1，由于LED发光单元6散热需要经过焊盘7、线路层5、绝缘层4、铝板基板3、导热硅脂层2才能到达铝材外壳1，且很小的焊盘7及导热硅脂层2根本无法达到大功率LED等的散热要求。

此种散热方式，由发热区产生的热量散发到铝外壳上，存在如下几个瓶颈：

1、发热区热量通过焊盘7传导到线路层5，由于焊盘的面积较小，热量集中于晶片区域。

2、热量通过绝缘层4（环氧树脂-陶瓷填充绝缘层）时，其导热系数为1.0～2.0w/mk。

3、热量传导到铝板基板3后还要通过导热硅脂层2传导到铝材外壳1，导热硅脂导热系数为1.0～4.0w/mk，铝材导热系数为120～200w/mk。

现有技术二：新型COB散热技术，它是一种新型的光源集成形式，其更高的集成度改进了LED光源的光效，使LED的应用范围大为扩展，尤其在大功率户外照明上取得了很好的效果，但是其很高的集成度面临着高热量的难题。请参阅图2，将LED发光单元6直接封装在铝材基板3上（热量不通过绝缘层4进行散热），从而增强了光源的散热，但由于集成程度高，单位面积上的发热量增加，通过导热硅脂层2传导到铝材外壳1散热依然是散热瓶颈，主要表现在热量传导需经过导热硅脂层2，导热硅脂导热系数为1.0～4.0w/mk。另外，高导热硅脂的价格较高，导致生产成本较高。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种提高散热效率，延长LED灯具使用寿命、降低光衰的高集成度的散热型LED灯具结构及其加工方法。

为了实现上述目的，采用的技术方案如下：

一种高集成度的散热型LED灯具结构，其特征在于，具有铝材外壳，铝材外壳上数个LED碗杯，LED碗杯外侧设有绝缘层和线路层，LED发光晶片固定在LED碗杯底端，通过金线与LED发光晶片连接的LED发光单元置于LED碗杯内，透镜及透光罩将LED发光单元封装在LED碗杯中。

本发明高集成度的散热型LED灯具结构，通过简化设计，采用铝材外壳代替铝基基板的方式，将LED发光单元直接封装到铝材外壳上，去除了由于导热硅脂散热瓶颈造成的散热不良，大大提高了散热效率，延长了LED灯具的使用寿命，降低光衰。散热效率的提升，减少了外围散热结构的成本，缩小LED灯具的体积，产品重量降低。

与现有技术相比，本发明高集成度的散热型LED灯具结构，其有益效果表现在：

①、解决了高集成度大功率LED灯具存在的热集中问题，将发热区产生的热量快速及时的传导出晶片区域（导热系数在120～200w/mk），减少了光的损耗，延长了LED晶片的寿命。

②、实现将传统的LED灯具进一步集成，面光源的集成数更高，发光效果更均匀。

③、采用本发明结构设计的LED灯具的功率及亮度均可以进一步提高，从而大大拓宽了LED灯具的应用场合。

④、去除了导热硅脂、散热片等散热装置，降低了产品重量及生产成本。

高集成度的散热型LED灯具结构的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

①、压铸栅型，即通过机械加工将铝材加工成带栅型散热的外壳；

②、通过机械打磨，在铝材外壳上打出若干个LED碗杯；

③、采用线路板制造工艺在铝材外壳的平整面做绝缘层，并覆铜布置线路层；

④、在LED固晶机上，将LED发光晶片固定到LED碗杯底端；

⑤、用LED焊线机将金线焊接到晶片上，再用点胶机将LED发光单元封装在LED碗杯内；

⑥、安装透光罩，将其装配为一体。

进一步，步骤⑥中还安装有透镜，进行二次配光。

本发明高集成度的散热型LED灯具结构的加工方法，加工工艺较为简单，操作较为简便，适应性较广。

附图说明