专利名称：通用型大功率发光二极管光源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发光二极管光源，特别是一种通用型的大功率发光二极管光源，属于一种发光元件。
背景技术：
大功率发光二极管，简称LED作为照明光源的优势和前景已广为人知，但目前还主要用作一些特殊光源，如汽车刹车灯和手电筒灯。最受瞩目的大功率发光二极管为Lumileds设计并生产的LuxeonLED，其结构示意图如图1所示。它包括有大功率发光二极管1、硅片2、铝基柱3、半球形密封镜4、绝缘材料5、金线6以及电极7等。大功率发光二极管1被安装在金属基柱3上，上面有板球形塑料密封镜头4，金属基柱周围为绝缘材料5，电极7通过金线6连接电源。这种封装设计的金属基柱面积有限，并且其周围为绝缘材料，阻碍了金属基柱的热量向外扩散。Lumileds的主流产品为1瓦、3瓦的Luxeon LED，其最新技术为5瓦的Luxeon LED，据称是目前世界上最亮的发光二极管(LED)。5瓦的LuxeonLED发光时所产生的热量集中，散热难度很高，类似的封装设计要想做到5瓦以上更是难上加难。5瓦远远不能满足普通照明的要求，若选用多个3瓦或5瓦的Luxeon LED组合来实现照明，一来散热要依赖外置散热装置；二来每个Luxeon LED都是半球形密封镜设计，其出射光角度达到180度，必须配用各种特殊镜头，才能满足各种各样的照明要求，因此整个光源会很复杂，体积大，成本高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种针对普通照明应用的通用型大功率发光二极管光源。
本实用新型所采用的技术方案是它主要由发光二极管芯片及安装芯片的金属基构成，所述的金属基为至少一中空高热导金属管构成，至少二个发光二极管芯片固定于金属管的一端或中心上。
所述的发光二极管芯片采用高热导的金锡合金或锡片直接焊接在金属管的管壁面上或采用高热导的银浆或有机、无机胶粘合在金属管的管壁上。
所述的发光二极管芯片之间由金丝球焊相互电连接，且芯片和金丝上面覆盖有光学胶层。
所述的发光二极管芯片之间的电连接采用串联、并联或混和连接或是装有倒发光二极管芯片的模组。
所述的发光二极管芯片至少包括二种不同发光色的二极管芯片。所述的金属管的外表面设置有翅片或螺纹散热表面。所述的金属管上相连有带有抛物面的反射体。
本实用新型是一种直接对大功率二极管芯片的集成，将多个芯片均匀分布于有翅片或螺纹设计的两段开口的金属管上，在特定的供电电压下最大限度地将芯片以串联的形式连接，具有很强的成本优势和性能优势，具体有1、体积可以做到很小；2、不同功率的灯可采用不同粗细的金属管和不同功率的芯片，可以优化材料成本和人工成本；3、较之集中或加大芯片面积来提高功率的传统做法，分散了热的集中；4、芯片直接固定在金属管上，减少了芯片到环境空气中的热阻；5、两端开口的中空金属管增进了冷空气的自然循环，极大地提高了散热效果；6、增加了芯片侧面积，提高了发光效率；7、各芯片的主要出光面(正面)以及3个侧面发出的光也经由抛物面反射体发射出去，较之传统的大功率发光二极管，这种结构能给出更好的平行光束，即最小的出射角；8、螺纹或翅片设计可以使芯片环管和环状抛物面反射体的相对位置自由改变，进而调节光束形状；9、降低了电流控制电路部分的分压比，提高了电能的使用效率；10、控制线路板可以集成在金属管内，和灯头结合很方便；具有结构合理、紧凑，使用方便、可靠等特点。
图1是现有技术的一种结构示意图图2是本实用新型的结构示意图图3是本实用新型在普通照明领域的应用的实施例结构示意图。
图4是本实用新型在普通照明领域的应用的另一种实施例结构示意图。
图5是本实用新型在普通照明领域的应用的又一种实施例结构示意图。
图6是本实用新型的一种实施例结构示意图具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍本实用新型主要由发光二极管芯片11及安装芯片的金属基构成。所述的金属基为至少一中空高热导金属管12构成，至少二个发光二极管芯片11固定于金属管12的一端或中心上。图2所示，12只发光二极管芯片11采用高热导的金锡合金或锡片直接焊接在金属管12的管壁面上或采用高热导的银浆或有机、无机胶粘合在金属管12的管壁上；所述的发光二极管芯片11均布在金属管12的环状管壁上，它们之间由金丝13球焊相互电连接，且芯片11和金丝13上面覆盖有光学胶层14。根据功率要求和驱动电压的高低，发光二极管芯片11之间的电连接采用串联、并联或混和连接或是装有倒发光二极管芯片的模组。
图1所示，所述的金属管12的外表面还设置有翅片或螺纹散热表面15。这种将中空金属管12设计为自带散热器，其表面积大，而且固定在金属管上的芯片11产生大量的热传给金属管，在金属管12内形成自然空气对流，将热快速地带走。而且上述金属管的螺纹表面15可用于与各种形状的内孔带螺纹的反射体16连接，且具有代表性的反射体16其内腔为抛物面结构，见图3---图4所示，芯片环与抛物面焦点环能够重合。反射体则通过螺纹可以旋进旋出，来控制出射光的光型。当芯片环17与抛物面焦点环重合时，为近平行光出射，可用于远距离照明，见图3所示；改变反射体和芯片环的相对位置，可获得不同角度的出射光，可以满足大多数普通照明的要求，见图4所示。图5所示为一玻璃圆板反射体18取代抛物面反射体的结构。图6所示的结构是在金属管12的两端旋进相同的抛物面反射体16，可形成360度的环形聚光束，可以用来制作大功率警示灯和频闪灯。以上所述的发光二极管芯片11至少可以是包括二种不同发光色的二极管芯片，变换不同颜色的LED芯片，可制作不同颜色的灯具，如蓝色或紫色芯片，涂上相应的荧光材料，就可制作白光灯具；再如，金属管低端紧密地排列红、绿、兰三种芯片环，并分别控制三个芯片的电流，就可以产生红、绿、蓝、白及各种颜色的光，以制作全彩色灯具。
本实用新型所述的光源基本体的应用并不局限于以上几种，反射体的形状也千变万化，可以有各种装饰结构等。本实用新型所述的电流控制和电源转换线路板可以插装在金属管内，电源输入线连接到固定在金属管另一端的灯头上，灯头可为标准的螺口或插口，也可为新的LED光源的专用灯头。金属管和灯头的连接处必须留有足够的空隙，让空气在金属管内能自由流通。本实用新型在所述的金属管的低端可根据对光束的要求和装饰上的需要配上不同形状的盖帽，尾端盖帽与金属管之间也要有空隙。
本实用新型可以应用到LED替换灯中，也可应用到全LED灯的照明系统，单个LED芯片的正向工作电压为2伏到4伏，从效能上考虑，要让更多的LED芯片串联；从用电安全方面考虑，应该让LED芯片尽量并联；对于功率更大的LED灯，如输入功率为几十瓦及以上，可采用圆形热管作为散热器，将光源基本体，即LED芯片环管直接旋入热管的冷端，芯片产生的大量热量被热管高效率地传输到热管的热端。
权利要求1.一种通用型大功率发光二极管光源，它主要由发光二极管芯片及安装芯片的金属基构成，其特征在于所述的金属基为至少一中空高热导金属管(12)构成，至少二个发光二极管芯片(11)固定于金属管(12)的一端或中心上。
2.根据权利要求1所述的通用型大功率发光二极管光源，其特征在于所述的发光二极管芯片(11)采用高热导的金锡合金或锡片直接焊接在金属管的管壁面上或采用高热导的银浆或有机、无机胶粘合在金属管(12)的管壁上。
3.根据权利要求1或2所述的通用型大功率发光二极管光源，其特征在于所述的发光二极管芯片(11)之间由金丝(13)球焊相互电连接，且芯片(11)和金丝(13)上面覆盖有光学胶层(14)。
4.根据权利要求3所述的通用型大功率发光二极管光源，其特征在于所述的发光二极管芯片(11)之间的电连接采用串联、并联或混和连接或是装有倒发光二极管芯片的模组。
5.根据权利要求4所述的通用型大功率发光二极管光源，其特征在于所述的发光二极管芯片(11)至少包括二种不同发光色的二极管芯片。
6.根据权利要求1或2所述的通用型大功率发光二极管光源，其特征在于所述的金属管(12)的外表面设置有翅片或螺纹散热表面(15)。
7.根据权利要求6所述的通用型大功率发光二极管光源，其特征在于所述的金属管(12)上相连有带有抛物面的反射体(16)。
专利摘要一种通用型大功率发光二极管光源，它主要由发光二极管芯片及安装芯片的金属基构成，所述的金属基为至少一中空高热导金属管构成，至少二个发光二极管芯片固定于金属管的一端或中心上；所述的发光二极管芯片采用高热导的金锡合金或锡片直接焊接在金属管的管壁面上或采用高热导的银浆或有机、无机胶粘合在金属管的管壁上；所述的金属管的外表面设置有翅片或螺纹散热表面；所述的金属管上相连有带有抛物面的反射体；它具有体积小，提高了散热效果，提高了电能的使用效率，结构合理、紧凑，使用方便、可靠等特点。
文档编号F21Y101/02GK2859196SQ20052013452
公开日2007年1月17日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者陈建华 申请人:陈建华