专利名称：采用二级散热且亮度增强的led照明灯的制作方法
技术领域：
本实用新型一般地涉及LED照明灯具，更具体地，本实用新型涉及一种具有高散 热效率、大照射角度和均勻光照强度的LED照明灯。
背景技术：
随着发光二极管(LED)技术的发展，越来越多的大功率LED灯被设计用于照明，例 如居家照明。相对于现有的白炽灯等照明光源，LED灯具有亮度充足、节能、可靠性高、寿命 长等诸多优点，这使其在照明领域具有更广阔的应用前景。对于大功率LED，散热效果的好坏成为决定其性能的重要因素。现有技术的LED灯 是将至少一个封装好的LED芯片设置在基体上以形成单独的或阵列式的光源，同时紧贴着 基体连接散热体以促进热量的散发。如中国专利号为“200720141005. 1”的LED灯泡改良 结构专利中，在灯外部设有一灯头，内部设有光源的发光二极管，在基座底部贴合有一面积 大于基座面积的加大散热片。中国发明专利申请CN101349415A则公开了一种大功率LED 灯对流散热装置，其采用的技术方案是在散热板体的一侧设置有一组LED灯，在散热板体 的另一侧设置一组散热凸起，并在散热板体安装槽的两侧设置带有辅助散热凸起及空气对 流孔的辅助散热板。这些直接接触式的散热结构虽然减少了基座与散热片之间的热阻，但 在短时间内产生较多热量的情况下，仍然存在热量聚集的问题。另外，这些LED灯虽然可以满足普通的照明需求，但由于其LED发光体均位于同一 平面内，因此所发射的光指向性强而照射范围较小。针对照射角度较小的问题，中国发明专 利申请CN101182916A公开了一种LED灯具，其包括若干LED和LED承载体，所述LED承载 体具有呈平面状的第一 LED承载面和等角度分布在一圆周上的倾斜的第二 LED承载面。这 种结构能够扩大出光范围，但由于其倾斜面不连续且倾斜面上的LED仅位于一个球面上， 因此其光照强度的分布并不均勻。承上所述，需要提供一种散热效率高、照射角度大且光照强度均勻的LED照明灯， 以解决现有技术所存在的问题。
实用新型内容为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种新型LED照明灯，此种LED灯能够 提高散热效率，增大照射角度，同时很好地保障光照的平均强度，达到良好的照明效果。根据本实用新型的一个方面，提供一种LED灯，其包括LED芯片和设置在所述LED 芯片外部的灯杯，所述灯杯的外底部和内底部至少之一采用平面后置式镭射反光技术形 成，以增加反光率并改变色温。优选地，所述LED灯还包括一级散热体和二级散热体，所述一级散热体具有一个 或多个斜面，每个所述一级散热体顶部设置有至少一个LED芯片。优选地，所述一级散热体和所述二级散热体至少部分连接或接触。优选地，所述一级散热体沿着所述二级散热体的中心轴呈放射状周期性分布，且 相邻斜面具有不同的倾斜角。
3[0012]优选地，所述一级散热体顶部形成具有一定高度的LED芯片支座，所述LED芯片坐 落于所述支座上。更优选地，所述LED芯片支座的高度在1. 2-3mm之间，从而使LED芯片四周的光线 发射角度最大可达270°。优选地，所述一级散热体的斜面的倾斜角范围为10°至80°。优选地，所述一级散热体为由金属材料加工而成的支架。优选地，所述二级散热体为浇铸成形的金属材料块。优选地，所述二级散热体的外部具有翅状的散热片。优选地，通过二级散热结构，使一级散热体的温度保持在80°C -120°C，二级散热 体的温度保持在90°C以下。优选地，所述灯杯用透明材料制成。为实现上述及相关目标，本实用新型包含在下文充分描述并在权利要求书中特别 指出的特征。以下说明及附图详细描述了本实用新型的某些示例性实施例。然而，这些实 施例是示例性的，本实用新型的原理可以具有一些与这里公开的等同的实施方式。
通过下面对本实用新型的详细说明并结合以下附图，本实用新型的其它目标、优 点和新特征将变得明显，附图中相同的附图标记指代相同的部分，其中图1是根据本实用新型优选实施例的LED灯的侧视图；图2是根据本实用新型优选实施例的灯杯与一级散热体的局部放大示意图；图3是根据本实用新型优选实施例的LED芯片与芯片支座的局部放大示意图；图4是根据本实用新型优选实施例的LED灯的俯视图；图5是根据本实用新型优选实施例的LED芯片与接线柱的局部放大示意图；图6是根据本实用新型优选实施例的电路连接示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种新型的LED照明灯，其包括LED芯片和设置在LED芯片外部 的灯杯，该灯杯的外底部和内底部至少之一采用平面后置式镭射反光技术形成，以增加反 光率并改变色温。在优选实施例中，该LED等还可以包括一级散热体、二级散热体，且每个 一级散热体顶部设置至少一个LED芯片。该LED灯所采用的二级散热技术使一级散热体 的温度保持在80°C -120°C，二级散热体的温度保持在90°C以下，从而可极大地提高散热效 率。下面将参考附图对本实用新型的LED照明灯进行详细描述。现在参考图1，其为根据本实用新型一个优选实施例的LED灯的侧视图。该实施例 的LED灯主要包括LED芯片1、灯杯3、灯头12、一级散热体2和二级散热体8以及虚线部分 所示的内部直流供电电子板13，其中灯头或灯座12用于连接220V交流电源以便为LED灯 供电，其与普通照明灯泡的相应灯头具有相同的规格，从而该LED灯可以方便地替换当前 所用的日光灯。一级散热体2是由导热性能良好且具有一定机械强度的金属制成的，其用作支撑LED芯片或发光体的支架，该支架可通过常用机械加工工艺(如切割)制成，例如利用切削、 切割工艺等工艺形成如图1所示的多个斜面15和15’，这些斜面围绕LED灯的中心轴呈大 致放射状周期性分布或大致对称分布(参见图3)，并相对于中心平面向内向下倾斜。可以 通过例如电镀等镀膜工艺使这些斜面具有非常好的光源反射性，从而提高光利用率。这些 斜面相对于中心平面可以具有相同的或不同的倾斜角，例如可以对这些斜面进行设置，以 使相邻斜面具有不同的倾斜角。例如从图1可以看出，斜面15的倾斜角a大于斜面15’的 倾斜角b。作为替代，当斜面数量足够多时，可以使间隔一个或一个以上斜面的两斜面具有 相同的倾斜角，也就是斜面的倾斜角可以周期性地变化，从而使LED发光体在整个圆周方 向上的照射也周期性变化，以提高各个方向上光照的均勻度。为了实现最佳的照明效果， 优选将一级散热体2上的所有斜面的倾斜角限定在10°至80°的范围内，如10°、15°、 20°、30°、45°、60°、70°、75° 或 80° 等。在每个一级散热体2的顶部设置至少一个处于灯杯3内部的LED芯片作为发光 源。灯杯3可以采用透明的材料例如PC材料(即聚碳酸酯)或聚合物制成。根据光效的 需要，也可以采用磨砂玻璃或半透明的其他塑料材料制作各种不同形状的灯杯3，以增加光 线的柔和度及LED灯的美观度。灯杯外底部33和内底部33’至少之一采用平面后置式镭 射反光技术制作成很多反光面，以提高光线的反射率，从而增加发光亮度。由于镭射处理的 特性，光线照射到反光面后改变部分色温，因此可以减少直视灯光对眼睛的刺激。图2的局部放大示意图显示了灯杯3与一级散热体2的配置结构。从图中可以看 出，在灯杯3下方设置有绝缘体5，用于增强LED电源线4和一级散热体2的相对位置设定。 由导电物质形成的LED电源线4和一级散热体2从绝缘体5中穿过并进一步延伸到灯杯3 内部，分别形成通过键合线20与LED芯片1连接的LED电源线接口和用于安装LED芯片1 的芯片支座。LED电源线4的另一端向下延伸连接到图1中用于给各个LED芯片1供电的 PCB板32上。一级散热体2的另一端也向下延伸并且宽度增加，以便以较大的接触面积通 过通孔22固定到二级散热体8上。在灯杯3内部灌注有常规透明凝胶体14 (例如硅胶)， 用于保护LED芯片1与键合线20。图3通过局部放大示意图详细显示了 LED芯片的设置方式，其中LED芯片1被设置 在一级散热体2的顶部具有一定高度h的LED芯片支座上，所述高度h可以设计成在大约 1.2-3mm之间，从而使芯片向空间发射光线的角度a由大约180°增大至最大达约270°， 这不但增大了照射角度，而且更好地保障了光照的平均强度。图4和图5分别为根据本实用新型优选实施例的LED灯的俯视图和LED芯片与接 线柱的局部放大示意图。如图所示，LED芯片沿圆周方向呈大致周期性分布，且相邻LED芯 片的主照射方向(即垂直于灯杯底部的方向)不同，从而增大LED灯的光照角度并提高平 均光照强度。每个LED芯片1通过两条键合线20连接到两个LED电源线4，该键合线20优 选为本领域常用的金线。LED电源线4为导电性能良好的金属条，其穿过灯杯3并连接到 PCB板32上形成连接电路，并通过PCB板32中的导电线与下面的PCB板13形成电连接，从 而为LED芯片1供电。如图1、4所示，一级散热体2通过螺丝31或其他可行固定方式与二级散热体8组 装在一起，以便于导电线的连接和热量的传导。一级散热体2可以由金属或合金材料加工 制成，二级散热体8可以是浇铸成形的金属或合金块，且其外部优选具有相当数量的、可最大限度增加与空气接触面积的高效散热翅状结构11。通过这种二级散热结构，LED芯片在 通电时所散发的热量首先被一级散热体2快速带走并传递给二级散热体8，然后经由二级 散热体8外部的翅状结构与空气的热交换实现较好的散热效果。在这种二级散热机构中， 一级散热体2的温度一般保持在80°C -120°C，二级散热体8的温度则一般保持在90°C以 下。与现有技术中LED芯片的支撑体与散热体紧密结合的结构相比，这种二级散热结构不 仅增大了散热面积，而且通过两个散热体的不同温度实现从一级散热体2到二级散热体8 的快速热传递，避免热量在一级散热体2中积累而影响LED芯片的性能，同时两个散热体周 围的空气也会由于被加热到不同温度而形成空气流动，从而更进一步提高散热效率。该LED灯的内部电路连接如图6所示。在该LED灯的内部空腔中安置有直流供电 电子板13。该直流供电电子板13也是PCB板，其包含将交流电转换为直流电的转换器，这 种转换器可以使用本领域公知的器件，在此不详细描述。同时该直流供电电子板还包括控 制每个LED发光体的电流的控制部分(未示出)。转换器的输入端通过导线19连接到灯 头12上，以便从灯头获得220V的交流电压，同时转换器的输出端通过直流电源线18连接 到PCB板32的输入端上，并进一步经由PCB板32的输出端、LED电源线4和键合线20向 LED芯片1提供转换得到的直流电源。综上所述，在所设计的新型LED灯的结构中，两级散热机构的使用可以很好地实 现LED芯片的快速散热，避免热量在一级散热体上积累而导致LED芯片性能退化。同时，在 倾斜的一级散热体上布设置LED芯片可以实现较大的光照角度，而不同斜面的倾斜角的大 致周期性变化或大致对称分布则保证了圆周光照的均勻性，因此整体上更显著地提高LED 灯的光照角度和平均光照强度。对于本领域技术人员来说，通过阅读前述说明，可以想到许多修改和改进。本实用 新型希望覆盖权利要求书的内容及任何等价物。这里所用的具体实施例是为了帮助理解本 实用新型，并不将其用于以比权利要求书及其等价物更窄的方式限制本实用新型的范围。 另外，虽然在上面已通过优选实施例描述了本实用新型的具体特征，但某些具体特征可以 变化而不偏离本实用新型的范围。
权利要求一种LED灯，其特征在于包括LED芯片和设置在所述LED芯片外部的灯杯，所述灯杯的外底部和内底部至少之一采用平面后置式镭射反光技术形成。
2.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于还包括一级散热体和二级散热体，所述 一级散热体具有一个或多个斜面，每个所述一级散热体顶部设置有至少一个LED芯片。
3.根据权利要求2所述的LED灯，其特征在于所述一级散热体和所述二级散热体至 少部分连接。
4.根据权利要求2所述的LED灯，其特征在于所述一级散热体沿着所述二级散热体 的中心轴呈放射状周期性分布，且相邻一级散热体的斜面具有不同的倾斜角。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的LED灯，其特征在于所述一级散热体顶部形成 具有一定高度的LED芯片支座，所述LED芯片坐落于所述支座上。
6.根据权利要求5所述的LED灯，其特征在于所述LED芯片支座的高度在1.2-3mm之 间，以使所述LED芯片向空间发射光线的角度最大可达270°。
7.根据权利要求2-4中任一项所述的LED灯，其特征在于所述一级散热体的斜面的 倾斜角范围为10°至80°。
8.根据权利要求2-4中任一项所述的LED灯，其特征在于所述一级散热体由金属材 料制成。
9.根据权利要求8所述的LED灯，其特征在于所述一级散热体为由金属材料加工而 成的支架。
10.根据权利要求2-4中任一项所述的LED灯，其特征在于所述二级散热体为浇铸成 形的金属材料块。
11.根据权利要求2-4中任一项所述的LED灯，其特征在于所述二级散热体的外部具 有翅状的散热片。
12.根据权利要求2-4中任一项所述的LED灯，其特征在于所述一级散热体的温度保 持在80°C -120°C，所述二级散热体的温度保持在90°C以下。
13.根据权利要求1-4所述的LED灯，其特征在于所述灯杯用透明材料制成。
专利摘要本实用新型提供一种LED灯，其包括LED芯片和设置在LED芯片外部的灯杯，该灯杯的外底部和内底部至少之一采用平面后置式镭射反光技术形成，有效地增大光线反射率，并通过镭射反光的特性调节色温。该LED灯还包括具有多个斜面的一级散热体和与该一级散热体相连接的二级散热体，在一级散热体顶部安装有至少一个LED芯片。该LED灯所采用二级散热技术可极大地提高散热效率；同时一级散热体顶部形成具有一定高度的LED芯片支座，LED芯片坐落于支座上，从而使芯片向空间发射光线的角度最大可达270°，不但增大了照射角度，而且更好地保障了光照的平均强度和均匀性。
文档编号F21V7/22GK201599728SQ20092000959
公开日2010年10月6日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者郑榕彬 申请人:郑榕彬