专利名称：半导体照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明装置，尤其涉及一种半导体照明装置。
背景技术：
半导体光源(LED)作为一种新型光源以其环保、节能、长寿等优势正逐步取代传统光源的地位，被广泛运用在各种照明领域中，但随着现有市面上的LED照明产品的日益丰富，使用者逐渐发现几个问题，首先照明灯具通常由光源与灯具组成，如LED筒灯。而LED光源由于其自身具有需要散热及驱动电源支持等设计上的必要特性，同时生产企业各有所长，因此企业间，同类型产品之间通常没有考虑到互通的可能性，因此将造成当一家企业的照明产品灯具未坏而光源损坏时，无法采用其他企业的LED光源进行替代，反之亦如此，因此除非整灯更换，否则将无法选择地继续使用该企业的LED光源产品，这不但限制了消费者的选择，同时也不利于市场竞争，对于消费者来说更不经济，是一种浪费。 其次由于此类照明产品通常光源与灯具相互结合一体化设计，当LED光源损坏时，普通消费者面对着众多的电子零部件，自身根本难以了解损坏的原因，更不可能自行替换或维修，而只能请求企业返厂维修或丢弃，这不但增加了消费者维修成本，同时也增加了时间成本，对消费者带来了诸多的不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块化、可整体更换的半导体照明装置。一种半导体照明装置，包括一壳体，其两端开口，其内部容纳有一光学模块、一光源模块、一驱动电子模块以及一热处理模块。所述光学模块设置在所述壳体内中轴位置，且该光学模块顶部与该壳体前端相连，所述光源模块置于所述光学模块底部且出光朝向该壳体前端开口，所述驱动电子模块箍在该光学模块外壁，所述热处理模块垫于该光源模块底部，并封闭所述壳体后端开口。在优选的实施例中，所述驱动电子模块与光源模块之间形成有间隔。在优选的实施例中，所述壳体包括可分离连接在一起的上壳体和下壳体，下壳体包括一呈环形的连接板及从连接板的内边缘基本垂直延伸而出的凸管，且延伸方向远离上壳体；所述光学模块的至少一部分收容在所述凸管内，所述凸管末端形成所述壳体后端开□。在优选的实施例中，所述壳体包括可分离连接在一起的上壳体和下壳体，所述上壳体包括呈环形的上端面及从上端面外边缘处基本垂直延伸而出的侧壁。在优选的实施例中，所述光学模块包括光学杯，所述光学杯大致呈中空、两端开口的圆台形，所述光学杯朝向所述上端面的上杯口边缘与所述上端面的内边缘处可分离连接，以固定光学杯于上壳体的中轴部。在优选的实施例中，所述光学杯杯体外壁上设置有至少两个固定柱，所述热处理模块固定在固定柱末端。
在优选的实施例中，所述驱动电子模块包括呈环形的电路基板和设置在电路基板上的电子器件，所述电路基板紧箍在光学杯外壁上；所述下壳体包括一呈环形的连接板及从连接板的内边缘基本垂直延伸而出的凸管，且延伸方向远离上壳体；所述凸管的末端形成所述壳体后端开口。在优选的实施例中，所述连接板上靠近其外边缘处还朝向上壳体垂直延伸而出一连接环壁，所述连接板的外径大于上壳体侧壁的外径，所述连接环壁的外径小于上壳体侧壁的内径，所述电路基板抵靠连接环壁末端。在优选的实施例中，所述电子器件中较大的电子元件设置在电路基板的朝向上壳体的上端面的一侧，电子器件中较小的电子器件的至少一部分设置在电路基板的另一侧。在优选的实施例中，光源模块的出光部分设置在光学杯之下杯口处，并与所述驱动电子模块电连接，其底面贴附于热处理模块上。
本发明的半导体照明装置以光学模块为立柱，承受来自壳体两端及热处理模块的作用力，使半导体照明装置更牢固，不易因来自外侧的压力过大而塌陷导致照明装置损坏。此外，可通过将壳体后端设置为GX53等现有电源和机械接口，使半导体照明装置可兼容传统灯具接口并与之相适配，同时还能够兼容目前专为半导体照明装置设计的具有外置散热装置的灯具(外置散热装置与热处理模块相贴)，不但解决了半导体光源互换性问题，还向下兼容了传统光源灯具，同时也满足了适配现有半导体照明灯具的需求，方便了使用者仅通过如同传统灯泡般的旋钮，即可单手便捷更换此类半导体光源产品。
图I为一实施例的半导体照明装置的爆炸图。图2为图I的半导体照明装置的部分剖断图，其中半导体照明装置与连接锁环连
接在一起。图3为图I的半导体照明装置的另一视角的部分剖断图，其中半导体照明装置未连接连接锁环。图4为图I中半导体照明装置的部分分解图。图5为另一实施例的半导体照明装置的部分剖断图。图6为又一实施例的半导体照明装置的部分剖断图。
具体实施例方式下面将结合具体实施例及附图对本发明半导体照明装置作进一步详细描述。如图I至图4所示，一较佳实施例中，本发明的半导体照明装置主要包括壳体I、光学模块2、驱动电子模块3、光源模块4和热处理模块5。壳体I两端开口，外形可大体呈圆柱形、方柱形或三棱柱形，光学模块2、驱动电子模块3、光源模块4及至少一部分热处理模块5置于壳体I内，以形成一整体照明装置。本实施例中，壳体I包括可分离连接在一起的上壳体11和下壳体12。上壳体11呈圆柱形，其包括呈环形的上端面111及从上端面111外边缘处基本垂直延伸而出的侧壁112，上端面中心处形成有出光口 13，且出光口 13内边缘设有环卡槽131。侧壁112的末端(不与上端面相连的一端)设有大于出光口 13直径的连接口 14，其中连接口 14内壁上向内凹陷形成有环形扣槽141 (见图3)。下壳体12包括一呈环形的连接板15及从连接板15的内边缘基本垂直延伸而出的凸管16,且延伸方向远离上壳体11。靠近连接板15的外边缘处还朝向上壳体11垂直延伸而出一连接环壁151。其中连接板15的外径大于上壳体11之连接口 14内径，连接环壁151的外径小于连接口 14的内径，且连接环壁151外壁设有等距间隔的与扣槽141相匹配的多个卡扣152，藉此当连接环壁151插 入上壳体之连接口 14时，连接板15将抵住上壳体11之连接口 14下沿，同时各个卡扣152将扣入扣槽141中，从而使上壳体11与下壳体12形成扣合连接。此外，连接板15上靠近其外边缘处还对称地设有两个接电孔121。光学模块2包括光学元件22和光学杯21。光学元件22连接于出光口 13处形成封口，以处理从出光口 13处射出的光线。根据不同的出光需求,光学兀件22为扩散板、突光板(remote phosphor)、光学透镜中的一个或多个的互组合之兀件。光学杯21大致呈圆台形，且为中空、两端开口，其壁面具有弧度，且内杯面经过光学处理，例如根据需要制成漫反射面或全反射面并具有特定弧度以实现预定光学反射效果。光学杯21朝向出光口 13的第一侧设有一上杯口 211,且上杯口 211杯口边缘形成一固定环213用于与上壳体11之卡槽131适配，以固定光学杯21于上壳体11中轴部。光学杯21朝向连接板15的第二侧设有直径小于上杯口 211的下杯口 212，以引导光源模块4发出的光在该光学杯21内进行预设的光学反射，并最终朝向所述上杯口 211处射去。其中，二个(其它实施例中可为二个以上)固定柱214被对称地设置在光学杯21杯体外壁上，为与热处理模块5连接做准备。值得一提的是光学杯21被设计成用于支撑整个半导体照明装置的立柱，其被设置在上壳体11与下壳体12内的中轴位置，并承担来自上壳体11、下壳体12及热处理模块5对其施加的作用力。本实施例中，采用了非隔离式结构的驱动电子模块3，相对采用隔离式结构来说，进一步降低了制造成本，缩小了体积，并提高了电源输入输出效率。驱动电子模块3主要包括电路基板32和设置在电路基板上的电子器件31。电路基板32呈环形，其中心设有一开口 33，通过开口 33可使电路基板32箍在光学杯21外。电路基板32的外径大于下壳体12之连接环壁151内壁直径，从而当上壳体11与下壳体12连接时，电路基板32还架在(抵靠)连接环壁151上，使驱动电子模块3的位置更稳固，不易移动。其中值得一提的是为了使电路基板32能够在壳体I内固定，电路基板32之开口33具有一个预设尺寸，即该开口 33直径小于光学杯21之上杯口 211外径，大于下杯口 212外径。且当上壳体11与下壳体12卡扣连接完毕时，下壳体12之连接环壁151将正好托起电路基板32至光学杯21之上杯口 211与下杯口 212之间一不可移动的极限位置，以此形成固定。请同时参考图3，电子器件31之较大的电子元件34设置在电路基板32上侧，即朝向上壳体11的上端面的一侧，并容纳在上壳体11内，而电子器件31之较小的电子器件35的至少一部分被设置在电路基板32下侧，并容纳在电路基板32、下壳体12之连接环壁151和连接板15围成的空间内。 此外，本实施例中，驱动电子模块3还包括两个接头36，其对应插入下壳体12的两个接电孔121并被固定在其中，藉此与下壳体12的下侧结构形成符合GX53接口标准的连接结构，同时接头36还与电路基板32电连接，为其导入工作电压。
光源模块4的出光部分被设置在光学杯21之下杯口 212处,并与驱动电子模块3电连接，其底面贴附于热处理模块5上。本实施例中，光源模块4包括基板42及排布其上的LED 41。基板42，根据材料与散热需要不同可选用陶瓷基板、铝基板等。根据功率及照明需求不同还可采用COB封装的单颗LED。其中值得一提的是LED 41在基板42上的排布具有一定的位置关系，即各个LED 41之间及LED 41与基板42边缘之间间隔距离至少为4CM，其中置于基板42上的各个LED 41出光对应着光学杯21之下杯口，藉此通过光学杯21引导并处理光源模块4出光至光学元件22处。热处理模块5主要包括呈圆形的导热片51。导热片51可由铝，铁，铜及其合金等高导热金属材料制成，其片体上与固定柱214对应的位置上设有两个连接孔54。导热片51外围凹陷形成一台阶状挡边53，挡边53与凸管16对应，且挡边53外径大于凸管16的内径，从而挡边53围绕的部分对凸管16末端开口进行封闭。其他实施例中，可根据光学杯21的高度及壳体内空间大小需求调整导热片51厚度，如形成导热柱51’(图5、图6所示)，以抬高光源模块4，使其适配光学杯21的高度及光学要求，同时增加导热效率，其中该实施中导热柱51’外径尺寸与凸管16内径适配，根据该光学杯21的高度需求，该导热柱51’可填充满(图5)或部分填充(图6)该凸管16，并在该凸管16下侧开口处形成封闭。其他实施例 中，也可使热处理模块的中部固定在凸管16末端从而对凸管16下侧开口处形成封闭。光源模块4之基板42置于导热片51顶部藉此进行热传导，为起到绝缘效果，在导热片51与基板42之间设置有一绝缘片52，其中绝缘片52应具有导热及绝缘功能，例如薄片型聚碳酸酯材料或热缝隙垫材料制成。藉此当导热片51片体顶部嵌入凸管16下侧开口，并通过挡边53定位后，光学杯21之各个固定柱214将与导热片51之各个连接孔54对应，并通过螺栓连接，最终封闭下壳体12之凸管16下侧开口，并使各功能模块紧密固定在该壳体I内使整个半导体照明装置成型。其中值得一提的是，本发明的半导体照明装置的内部结构是采用热电分离结构，即在驱动电器模块3与热源之光源模块4及其热处理模块5间隔出一段距离，以形成该驱动电器模块3与光源模块4分隔之结构，防止光源模块4的工作热量带动半导体照明装置内部升温，影响驱动电器模块3之元器件老化，极大地改善驱动电器模块3的寿命，同时也使驱动电器模块3远离了导电器件，提高了电器安全性。此外光学杯21由于被设计成承受力学作用的立柱，因此当该半导体照明装置组装完成后，光学杯21通过与导热片螺栓连接后，将承受住来自该导热片51之档边53与下壳体12之凸管16下侧管边形成的反作用力，同时也将承受着上壳体11之卡槽131的拉力，及来自电路基板32之开口 33之箍紧力，藉此形成一种组合后的力学紧固力便于本半导体照明装置整体紧密固定。此外由于本实施例中提供的是一种采用导热结构的半导体照明装置，因此可对应在外部灯具中设置散热器，当该半导体照明装置装入灯具，并插入适配接口，例如GX53接口之连接锁环7后，导热片51将与散热器导热面贴附。为了使这种贴附更加紧密便于导热散热，通常GX53接口与连接锁环7之旋钮配合后会产生一小段轴向位移，使导热片51与灯具上设置的散热器之导热面紧贴，并产生一股作用力并朝向与导热片51连接的光学杯21，藉此通过这股作用力，抵消或部分抵消了上述半导体照明装置装配后的内部光学杯21上的力。值得一提的是这种设计是为了，当该半导体照明装置被安装在适配灯具并工作后，会产生一定的工作热量，而这股热量会带来材料膨胀，因此为了防止在工作状态下的半导体照明装置之材料热膨胀后，过分相互挤拉产生崩裂或损坏，本发明经过反复设计测试后，从而得出了这种能够在工作状态下平衡内部力学关系，并留有部分的热膨胀空间的设计，同时在非工作状态下及单品状态下保持内部紧密固定防止由内部零件晃动松散而造成的产品损坏情况。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。
权利要求
1.一种半导体照明装置，包括一壳体，其两端开口，其内部容纳有一光学模块、一光源模块、一驱动电子模块以及一热处理模块的至少一部分，其特征在于 所述光学模块设置在所述壳体内中轴位置，且该光学模块顶部与该壳体前端相连，所述光源模块置于所述光学模块底部且出光朝向该壳体前端开口，所述驱动电子模块箍在该光学模块外壁，所述热处理模块垫于该光源模块底部，并封闭所述壳体后端开口。
2.根据权利要求I所述的半导体照明装置，其特征在于，所述驱动电子模块与光源模块之间形成有间隔。
3.根据权利要求I所述的半导体照明装置，其特征在于，所述壳体包括可分离连接在一起的上壳体和下壳体，下壳体包括一呈环形的连接板及从连接板的内边缘基本垂直延伸而出的凸管，且延伸方向远离上壳体；所述光学模块的至少一部分收容在所述凸管内，所述凸管末端形成所述壳体后端开口。
4.根据权利要求I所述的半导体照明装置，其特征在于，所述壳体包括可分离连接在一起的上壳体和下壳体，所述上壳体包括呈环形的上端面及从上端面外边缘处基本垂直延伸而出的侧壁。
5.根据权利要求4所述的半导体照明装置，其特征在于，所述光学模块包括光学杯，所述光学杯大致呈中空、两端开口的圆台形，所述光学杯朝向所述上端面的上杯口边缘与所 述上端面的内边缘处可分离连接，以固定光学杯于上壳体的中轴部。
6.根据权利要求5所述的半导体照明装置，其特征在于，所述光学杯杯体外壁上设置有至少两个固定柱，所述热处理模块固定在固定柱末端。
7.根据权利要求5所述的半导体照明装置，其特征在于，所述驱动电子模块包括呈环形的电路基板和设置在电路基板上的电子器件，所述电路基板紧箍在光学杯外壁上；所述下壳体包括一呈环形的连接板及从连接板的内边缘基本垂直延伸而出的凸管，且延伸方向远离上壳体；所述凸管的末端形成所述壳体后端开口。
8.根据权利要求7所述的半导体照明装置，其特征在于，所述连接板上靠近其外边缘处还朝向上壳体垂直延伸而出一连接环壁，所述连接板的外径大于上壳体侧壁的外径，所述连接环壁的外径小于上壳体侧壁的内径，所述电路基板抵靠连接环壁末端。
9.根据权利要求8所述的半导体照明装置，其特征在于，所述电子器件中较大的电子元件设置在电路基板的朝向上壳体的上端面的一侧，电子器件中较小的电子器件的至少一部分设置在电路基板的另一侧。
10.根据权利要求5所述的半导体照明装置，其特征在于，光源模块的出光部分设置在光学杯之下杯口处，并与所述驱动电子模块电连接，其底面贴附于热处理模块上。
全文摘要
本发明涉及一种一壳体，其两端开口，其内部容纳有一光学模块、一光源模块、一驱动电子模块以及一热处理模块。所述光学模块设置在所述壳体内中轴位置，且该光学模块顶部与该壳体前端相连，所述光源模块置于所述光学模块底部且出光朝向该壳体前端开口，所述驱动电子模块箍在该光学模块外壁，所述热处理模块垫于该光源模块底部，并封闭所述壳体后端开口。本发明的半导体照明装置以光学模块为立柱，承受来自壳体两端及热处理模块的作用力，使半导体照明装置更牢固，不易因来自外侧的压力过大而塌陷导致照明装置损坏。
文档编号F21V19/00GK102809128SQ20121026144
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月27日 优先权日2012年7月27日
发明者田晓改, 王伟霞, 肖一胜, 郑子豪 申请人:重庆雷士实业有限公司, 惠州雷士光电科技有限公司