发光二极管照明装置的制作方法

文档序号:2928983阅读:256来源:国知局

专利名称::发光二极管照明装置的制作方法
技术领域
:本发明涉及一种由发光二极管(LED)作为光源的照明装置。
背景技术
:参见图1为现有的一种发光二极管照明装置20,它包括金属基板21,所述的金属基板21具有基板顶面22,所述的基板顶面22上粘合有导热绝缘胶层23,所述的导热绝缘胶层23的另一侧面上粘合有至少两片金属导片24,所述的金属导片24上焊接有多只发光二极管25,所述的发光二极管25具有两个金属焊脚26,两个所述的金属焊脚26分别焊接在不同的金属导片24上。当所述的发光二极管25通电发光时,伴随产生的热能由所述的金属焊脚26分别传导至所述的金属导片24,再由所述的金属导片24向下经由所述的导热绝缘胶层23传导至所述的金属基板21(如图1中的箭头所示)。然而,所述的导热绝缘胶材料具有极大的热阻(热传导系数约为5W/m-K至8W/m-K范围),导致所述的发光二极管25向所述的金属基板21的热传导效果不佳。所述的发光二极管25的散热效果不佳,导致二极管晶体发光效率降低并且造成加速增温,增温效应甚至可能产生结构应力而造成产品的可靠度不佳。
发明内容本发明目的就是为了克服现有技术的不足而提供一种导热效果极佳、可快速散热的发光二极管照明装置。为达到上述目的,本发明采用的技术方案是一种发光二极管照明装置,包括具有散热功能的支撑载座、设置在所述的支撑载座上的发光二极管,所述的支撑载座上设置有驱动电路板,所述的驱动电路板的下侧面与所述的支撑载座相贴合,所述的发光二极管设置在所述的驱动电路板的上侧面;所述的驱动电路板的上侧面具有多个焊接部,所述的发光二极管的底部具有导热座和多个电源接点,所述的电源接点与所述的焊接部相对应焊接;所述的驱动电路板上位于所述的导热座的下方具有缺口,所述的支撑载座上具有凸出部,所述的凸出部的顶部端面至少部分穿过所述的缺口并与所述的导热座的底部端面相接触。所述的凸出部的顶部端面穿过所述的缺口、并与所述的导热座的底部端面相焊接。所述的导热座的材质为铜、铝中的任意一种,所述的支撑载座的材质也为铜、铝中的任意一种。所述的支撑载座的凸出部的顶部端面与所述的导热座的底部端面相锡焊焊接。所述的驱动电路板包括板体、贴覆在所述的板体上的多片金属导片,所述的金属导片分布于所述的缺口的两侧;所述的金属导片上具有多个相互间隔的焊接部,所述的发光二极管跨接所述的缺口两侧的金属导片,并且所述的发光二极管的电源接点与所述的焊接部相对应焊接。所述的发光二极管为贴片式元件,其电源接点是锡球。所述的电源接点也可以为金属焊脚。所述的支撑载座上还具有多片散热鳍片。所述的驱动电路板的上侧面还具有与所述的发光二极管相连接的驱动电子元件。由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点将导热座直接焊接固定于凸出部,使得该发光二极管照明装置具有快速散热的功效,因而具有更高的发光效率并且能够承受更高的功率。图1为现有发光二极管照明装置的侧视图;图2为本发明发光二极管照明装置的第一优选实施例的立体分解图;图3为图2的立体组合图;图4为图3的侧视全剖图;图5为本发明发光二极管照明装置的第二优选实施例的立体组合图;图6为本发明发光二极管照明装置的第三优选实施例的立体组合图;图7为图6的采用现有工艺的对比实验对象图。其中,20、发光二极管照明装置,21、金属基板,22、基板顶面,23、热绝缘胶层,24、金属导片,25、发光二极管,26、金属焊脚;4、发光二极管照明装置;41、发光二极管,4U、导热座,412、电源接点;42、支撑载座,421、凸出部,422、散热鳍片;43、驱动电路板,431、板体,432、金属导片,433、驱动电子元件,434、缺口,435、焊接部。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式进行说明参见图2、图3、图4,本发明的第一优选实施例,一种发光二极管照明装置4,包括具有散热功能的支撑载座42(相当于对比例图1中的金属基板21部分)、下侧面设置在所述的支撑载座42上的驱动电路板43(对比例图1中,因为所述的发光二极管25的散热问题没有很好的解决,所以采用直接将所述的发光二极管25通过导热绝缘胶层23粘合在所述的基板顶面22上的方法)、设置在所述的驱动电路板43的上侧面上的发光二极管41。在本实施例中,所述的发光二极管41为贴片式(SMD)电子元件,其底部具有金属材料制成的导热座411和多个电源接点412,所述的电源接点412用以连接电源而使得所述的发光二极管41发光以提供照明。所述的导热座411是以金属材料制成的,其材质为铜、铝中的任意一种,所述的电源接点412为多个位于所述的发光二极管41底部的锡球。所述的驱动电路板43包括板体431、焊接于所述的板体431的上侧面的驱动电子元件433,所述的驱动电子元件433与外部电源和发光二极管41相连接,用于驱动所述的发光二极管41。所述的板体431上具有多个彼此间隔的缺口434,所述的缺口434分别对应于所述的导热座411,所述的板体431的上侧面上位于所述的缺口434的两侧部分别贴覆有多片金属导片432(相当于对比例图1中的金属导片24部分),所述的金属导片432上具有多个相互间隔设置的焊接部435。所述的发光二极管41的正负两极分别跨接所述的缺口434两侧的金属导片432,并且所述的发光二极管41的电源接点412与所述的焊接部435相对应焊接。所述的支撑载座42是由金属材料制成的,其材质为铜、铝中的任意一种。所述的支撑载座42上具有多个凸出部421,所述的凸出部421的顶部端面从所述的缺口434中穿过,并与所述的导热座411的底部端面相锡焊焊接。参见图4中的箭头部分,当所述的驱动电路板43通过所述的金属导片432及电源接点412供应所述的发光二极管41所需的电源时,所述的发光二极管41被点亮,其产生的部分热量可以通过所述的导热座411直接向所述的凸出部421传导,进而向所述的支撑载座42传导并达到优良的散热效果。由于锡的热传导系数为55W/m-K至57W/m-K,铜的热传导系数为386W/m-K,铝的热传导系数为204W/m-K,均属于热的良导体,使得热量能够快速的传导至所述的支撑载座42,再由所述的热管H快速散热,使得所述的发光二极管照明装置4具有极佳的散热效果。相比现有技术,参见图1,所述的发光二极管25的下方与所述的基板21之间是悬空,导致热能只能通过具有小接触面积的金属焊脚26传导至金属导片24,而金属导片24与所述的基板21之间的导热绝缘胶层23的热阻极大,其散热效果相比本发明差。本发明的导热座411不但通过与所述的凸出部421相锡焊而接触面积增大,同时锡的热阻相比导热绝缘胶小的多,因此本发明相比现有技术,很好的解决了发光二极管41的散热问题。参见图5,本发明的第二实施例,相比第一实施例,其差异之处在于各发光二极管41的电源接点412是金属焊脚的形式,具有延伸出来的金属片结构,所述的金属导片432分别提供所述的金属焊脚电源接点412的焊接定位;并且所述的支撑载座42上具有多片散热鳍片422。因此,所述的发光二极管41产生的热能可以由导热座411快速的通过各锡焊处S而传导至所述的支撑载座42,再由所述的散热鳍片422快速散出。由此,具有比第一实施例更为优良的散热效果。本发明由于很好的解决了所述的发光二极管41的散热问题,带来如下优势(1)多个所述的发光二极管41可以通过所述的驱动电路板43规整布置,装配时方便操作、布局更加有整齐规律,并且所述的驱动电路板43相比所述的导热绝缘胶23具有更好的绝缘效果;(2)所述的发光二极管41可以在所述的发光二极管照明装置4内更密集的布置并且迅速散热,有效的缩小所述的发光二极管照明装置4的体积,使得所述的发光二极管照明装置4可以应用在投影灯、探照灯等需要高照度并且空间有限的场合。参见图6,本发明的第三实施例,相比第二实施例,差异之处在于所述的支撑载座42呈碗状,所述的凸出部421竖立于碗底。对于本发明的第三实施例,其散热效果相比传统的发光二极管照明装置20的优劣,采用实验验证。实验对象a发光二极管照明装置如图6所示的本发明的第三实施例;b发光二极管照明装置如图7所示的传统的发光二极管照明装置结构,其不具有图6中所示的板体431、凸出部421,而是采用图1中所示的原理,直接将所述的金属导片432、驱动电子元件433通过导热绝缘胶层23贴合到所述的支撑载座42上,所述的导热座411处于悬空状态,其它部分与a发光二极管照明装置均相同,其中两只所述的发光二极管41的额定电流均为1.2安培。实验过程第一步,对a发光二极管照明装置、b发光二极管照明装置分别通1.2安培的电流,在a发光二极管照明装置、b发光二极管照明装置的散热鳍片422的同一位置测量温度,在a、b发光二极管照明装置的光线出射处的同一位置测量照度。第二步,对a发光二极管照明装置、b发光二极管照明装置分别通1.5安培的电流,在a发光二极管照明装置、b发光二极管照明装置的散热鳍片422的同一位置测量温度,在a、b发光二极管照明装置的光线出射处的同一位置测量照度。实验结果对于通入1.2安培电流的情况,a发光二极管照明装置<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>对于通入1.2安培电流的情况,b发光二极管照明装置:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>对于通入1.5安培电流的情况,a发光二极管照明装置:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>对于通入1.5安培电流的情况,b发光二极管照明装置:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实验结果分析(1)对于a发光二极管照明装置,当通入的电流超过额定电流时,测试点的温度升高、照度升高;(2)对于b发光二极管照明装置,当通入的电流超过额定电流时;测试点的温度升高、照度略微下降;(3)通入同样电流时,a发光二极管照明装置的温度明显低于b发光二极管照明装置、a发光二极管照明装置的照度明显高于b发光二极管照明装置,尤其是当通入的电流超过额定电流时,a发光二极管照明装置的照度更加明显高于b发光二极管照明装置。(4)总之,本发明对于降低发光二极管照明装置的温度、提高照度有明显效果。上述具体实施方式仅为本发明之优选实施例,并非用以限定本发明之保护范围,本发明之保护范围应当以权利要求为准,但凡依本发明之保护范围及发明说明内容所做出的简单的等效变化与修饰,皆属于本发明专利涵盖范围之内。权利要求1、一种发光二极管照明装置,包括具有散热功能的支撑载座(42)、设置在所述的支撑载座(42)上的发光二极管(41),所述的发光二极管(41)的底部具有导热座(411)和多个电源接点(412),其特征在于所述的支撑载座(42)上设置有驱动电路板(43),所述的驱动电路板(43)的下侧面与所述的支撑载座(42)相贴合,所述的发光二极管(41)设置在所述的驱动电路板(43)的上侧面;所述的驱动电路板(43)的上侧面具有多个焊接部(435),所述的电源接点(412)与所述的焊接部(435)相对应焊接;所述的驱动电路板(43)上位于所述的导热座(411)的下方具有缺口(434),所述的支撑载座(42)上具有凸出部(421),所述的凸出部(421)的顶部端面至少部分穿过所述的缺口(434)并与所述的导热座(411)的底部端面相接触。2、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置,其特征在于所述的凸出部(421)的顶部端面穿过所述的缺口(434)、并与所述的导热座(411)的底部端面相焊接。3、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置,其特征在于所述的导热座(411)的材质为铜、铝中的任意一种,所述的支撑载座(42)的材质也为铜、铝中的任意一种。4、根据权利要求2所述的发光二极管照明装置,其特征在于所述的凸出部(421)的顶部端面与所述的导热座(411)的底部端面相锡焊焊接。5、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置,其特征在于所述的驱动电路板(43)包括板体(431)、贴覆在所述的板体(431)上的多片金属导片(432),所述的金属导片(432)分布于所述的缺口(434)的两侧;所述的金属导片(432)上具有多个相互间隔的焊接部(435),所述的发光二极管(41)跨接所述的缺口(434)两侧的金属导片(432),并且所述的发光二极管(41)的电源接点(412)与所述的焊接部(435)相对应焊接。6、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置,其特征在于所述的发光二极管(41)为贴片式元件,其电源接点(412)是锡球。7、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置,其特征在于所述的电源接点(412)为金属焊脚。8、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置,其特征在于所述的支撑载座(42)上还具有多片散热鳍片(422)。9、根据权利要求1所述的发光二极管照明装置,其特征在于所述的驱动电路板(43)的上侧面还具有与所述的发光二极管(41)相连接的驱动电子元件(433)。全文摘要本发明涉及一种发光二极管照明装置,包括具有散热功能的支撑载座、设置在所述的支撑载座上的驱动电路板,设置在所述的驱动电路板的上侧面的发光二极管;所述的驱动电路板的上侧面还具有多个焊接部,所述的发光二极管的底部具有导热座和多个电源接点,所述的电源接点与所述的焊接部相对应焊接;所述的驱动电路板上位于所述的导热座的下方具有缺口,所述的支撑载座上具有凸出部,所述的凸出部的顶部端面至少部分穿过所述的缺口与所述的导热座的底部端面相接触。将导热座直接焊接固定于凸出部,使得该发光二极管照明装置具有快速散热的功效,因而具有更高的发光效率并且能够承受更高的功率。文档编号F21V29/00GK101216163SQ20071019203公开日2008年7月9日申请日期2007年12月28日优先权日2007年12月28日发明者陈桂芳申请人:陈桂芳
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