专利名称：适用于车船照明灯具led光源的制作方法
技术领域：
本发明 涉及LED照明领域，尤其涉及一种LED光源。
背景技术：
车船用前照灯为对照明要求非常高的一种光源，目前的车船用前照灯主要为钨丝白炽灯，其工作原理为通过钨丝高达3000oC的白炽状态发光而实现照明。本发明人在进行本发明的研究过程中发现，目前的车船用钨丝白炽前照灯在应用过程中存在以下的缺陷1、目前的车船用钨丝白炽前照灯的发光效率一般为13-201m/w， 照明效率较低；2、目前的车船用钨丝白炽前照灯的寿命较低，其应用寿命一般仅3-10个月不等。近年来随着LED技术的发展，LED由于其发光效率更高(一般达到120_1601m/W)， 更加环保节能的优点而备受各国的青睐。但是由于LED的工作温度要求较低而不可能如钨丝灯一样耐受高温，故在LED的强光源应用上受到极大的限制。在本发明人近几个年参加的一些大型LED科学会议上获悉，目前的LED照明专家仍然认为对照明强度极高且体积受限的车船用前照灯中应用LED是不可能实现的技术难题。
发明内容
本发明实施例第一目的在于提供一种适用于车船前照灯用LED光源，应用本技术方案有利于实现大功率的LED强光源，其有利于提高散热性能，其特别适用于车船用前照灯光源。本发明实施例提供的一种适用于车船前照灯用LED光源，包括
金属基板、PCB绝缘基材、走线铜箔、硅胶填充部、复数条导电引线以及复数个LED晶
片；
在所述金属基板的顶面设置有一凹坑；
所述PCB绝缘基材铺设在所述金属基板上除所述凹坑外的顶面区域； 在所述PCB绝缘基材上铺设有所述走线铜箔；
所述金属基板、走线铜箔分别可与所述外部直流电流的两供电端子电连接； 复数个所述LED晶片固定在所述凹坑内，
各所述LED晶片底面的绝缘层与本所述LED晶片下方的所述金属基板面接触， 各所述LED晶片的一电极引脚分别焊接于本所述LED晶片下方的所述金属基板上， 各所述LED晶片的另一电极引脚分别通过各所述导电引线与所述走线铜箔电连接； 在各所述LED晶片的顶面涂覆有荧光粉层，
所述硅胶填充部填充在所述凹坑内，各所述LED晶片以及导电引线以及荧光粉被共同包裹在所述硅胶填充部内。可选地，还包括散热基座、进流管；在所述散热基座上具有一个封闭的立面 ，所述金属基板固定在所述散热基座的立面的右侧而与所述散热基座面接触；
在所述散热基座的立面左侧向左延伸有复数个左延伸部， 所有所述左延伸部之间的间隙形成一个迂回通道， 所述迂回通道的一端与所述进流管的第一端部连接，另一端与外相通。可选地，在所述散热基座的立面的左侧向左延伸有复数个左延伸部，具体是 在所述立面的左侧设置有一个中心左延伸部以及一个左延伸管，
所述中心左延伸部位于所述左延伸管的管腔内；
所述迂回通道具体为所述中心左延伸部与所述左延伸管之间的间隙形成的空间。可选地，在所述立面的右端还设置有一个凹腔， 所述凹腔的开口设置在所述立面的左端部，
所述凹腔向右延伸形成在所述中心左延伸部内部。可选地，在所述散热基座的中心左延伸部的外周延伸有复数个流体疏导叶片， 各所述流体疏导叶片与所述左延伸管的内壁具有间隙；
所述进流管连接在所述中心左延伸部的外周， 所述进流管的内壁与所述流体疏导叶片的端部相接触。可选地，在所述左延伸管上的外周还形成吸热材料填充腔， 在所述吸热材料填充腔内填充有吸热材料，
在所述吸热材料填充腔的外周还设置有隔热层。可选地，所述吸热材料为水、或者高分子水凝胶、或者油液体。可选地，还包括流体疏导管、以及流体接纳部； 所述进流管的第二端部与所述流体疏导管的一端连接，
所述流体疏导管的另一端与所述流体接纳部的第二开口部连接， 所述流体接纳部沿第一开口端到所述第二开口端的通道呈圆弧状由宽变窄， 所述第一开口端为与所述第二开口部相对的开口端部。可选地，所述复数个LED晶片由第一晶片矩阵以及第二晶片矩阵组成，所述第一晶片矩阵、第二晶片矩阵分别由复数个LED焊接在一起的所述LED晶片构成；所述第一晶片矩阵、第二晶片矩阵之间的间距为0. 2-6毫米之间的一数值。可选地，所述第一晶片矩阵的中心线、和/或第二晶片矩阵的中心线偏离本所述 LED光源所在的前照灯的光照基准轴线的距离等于或大于0毫米小于或等于6毫米。可选地，所述金属基板为铜块，或者铝块，或者铜铝合金块。可选地，所述第一晶片矩阵、第二晶片矩阵之间的间距为1_3毫米之间的一数值。可选地，所述第一晶片矩阵、第二晶片矩阵为两呈平行关系的直线状、弧线状，或者矩形；或者，
所述第一晶片矩阵、第二晶片矩阵为两呈正交关系的直线状、弧线状，或者矩形。由上可见，由于本实施例在LED晶片的固定直接在金属基板的凹坑上焊接LED晶片，使LED晶片底面的绝缘层直接与金属基板面-面接触，LED晶片的一电极极引脚直接焊接在金属基板上，另一电极引脚通过导线引线与铺设在PCB绝缘基材上的走线铜箔电连接，在应用时，金属基板以及走线铜箔为各LED晶片引入直流工作电源。本实施例LED晶片工作过程中产生的热量可通过接触热传导而快速传递到散热性能良好的金属基板上，金属基板将LED晶片上的热量向外散发，故相对于现有技术在常规的PCT基板的走线铜箔上焊接LED晶片的固晶技术方案，应用本技术方案有利于提高散热效果。在 本实施例中，作为本实施例的一种较优实施方式，可以将各LED晶片的负极焊接在金属基板上，将各LED晶片的正极通过引线与凹坑外的走线铜箔电连接(可以但不限于通过焊接方式导电连接)。在应用时，将外部直流电源的正极输入端子与走线铜箔电连接，负极输入端子与金属基板电连接。此时在电性能上，负极块状金属基板的体积较粗，故相对于现有技术在常规的PCT基板的走线铜箔上焊接LED晶片的固晶技术方案，应用本技术方案有利于增强电流的稳定性，提高LED晶片的光照稳定性以及使用寿命。另外，作为本实施例的一种应用可选方案，也可以将各LED晶片的正极焊接在金属基板上，将各LED晶片的负极通过引线与凹坑外的走线铜箔电连接。在应用时，将外部直流电源的负极输入端子与走线铜箔电连接，正极输入端子与金属基板电连接。该可选方案的选用根据实际应用场景选择。需要说明的是，相对于现有技术传统的LED固定方式在PCB绝缘基材上铺设的正、负极走线铜箔上固定焊接LED晶片，本发明实施例直接在实心金属基板表面焊接LED晶片的技术方案突破了目前技术人员的惯性思维，克服了技术偏见。综上，采用本实施例技术方案，有利于提高散热效率，改善LED光源的工作稳定性，延长寿命。经过本发明人的大量试验，本实施例技术方案特别适用于车船用前照灯的强光源应用，使车船用前照灯采用LED实现成为可能。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中
图1为本发明实施例1提供的一种LED光源的LED晶片固定结构的纵向剖面结构示意
图2为本发明实施例2提供的第一种LED强光源剖面示意图LED晶片固定金属基板与散热基座轴心平行地在安装在散热基座上；
图3为本发明实施例2提供的第二种LED强光源剖面示意图LED晶片固定金属基板与散热基座轴心垂直地在安装在散热基座上；
图4是本发明实施例2提供的第三种LED强光源剖面示意图多个LED晶片固定金属基板分别安装在散热基座立面的右端面以及周围侧面；
图5是本发明实施例2提供的第四种LED强光源剖面示意图LED晶片固定金属基板安装在散热基座的大端面立面上；
图6是本发明实施例2中图2、3、4、5提供的一种LED强光源的A-A剖面结构示意图； 图7是本发明实施例2中图2中的散热基座的纵向剖面结构示意图； 图8是本发明实施例2中提供的另一种设有吸热材料填充腔及隔热层的散热结构的纵向剖面结构示意图9是本发明实施例3中提供的一种流体疏导接纳装置的轴向剖面结构示意图； 图10是本发明实施例3中提供的一种由图1所示结构以及图9所示装置组成的一种LED强光 源的纵向剖面结构示意图11是本发明实施例4中提供的一种由图8所示散热基座以及图1所示LED晶片固定结构、图9所示装置构成的LED强光源纵向剖面结构示意图12是本发明实施例5中第1种LED强光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图13是本发明实施例5中第2种LED强光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图14为本实施例5提供的第3种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图15为本实施例5提供的第4种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示
意图
图16为本实施例5提供的第5种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图17为本实施例5提供的第6种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图18为本实施例5提供的第7种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图19为本实施例5提供的第8种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图20为本实施例5提供的第9种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图21为本实施例5提供的第10种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图22为本实施例5提供的第11种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图23为本实施例5提供的第12种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图24为本实施例5提供的第13种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图25为本实施例5提供的第14种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图26为本实施例5提供的第15种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。实施例1
图1为本实施例提供的一种LED光源的LED晶片固定结构纵向剖面示意图。参见图1所示，本实施例提供的LED光源100包括金属基板101、PCB绝缘基材102、走线铜箔103、硅胶填充部104、复数条导电引线106、以及复数个LED晶片105。该金属基板101为一实心块状(一般为矩形，但也不限于为圆形或者其他非常规形状，具体可根据实际应用设计)。该金属基板101可以选用铜基板、铝基板、或者铜铝合金基板，还可以为其他导电、导热性能良好的金属材料基板。本发明人的试验发现采用铜基板的散热效果较佳，而铝基板的成本较低。在金属基板101的顶面设置有一凹坑1011，PCB绝缘基材102铺设固定在金属基板101上除凹坑1011外的顶面区域，在PCB绝缘基材102上铺设有多个走线铜箔103。在金属基板101的凹坑1 011内固定有多个LED晶片105，这些LED晶片105底面的绝缘层1051与其下方的金属基板101面-面接触，各LED晶片105的一电极引脚被直接焊接(见图中的108示意)在本晶片下方的金属基板101上，各LED晶片105的另一电极引脚通过焊接的导电引线106而与铺设在凹坑1011外，PCB绝缘基材102上的走线铜箔103 电连接。在各LED晶片105的顶面涂覆有荧光粉，该荧光粉在涂覆后固化成型地包裹在LED 晶片105的顶面形成荧光粉层107，具体的荧光粉的调制以及涂覆工艺可以但不限于参考现有的工艺进行。荧光粉层107可以对LED晶片105发出的光线进行调光，对外发出预定颜色的光线，譬如黄光、白光等，一般在应用中白光居多。硅胶填充部104填充在凹坑1011内，作为外露的可透光的保护层而覆盖在凹坑 1011的顶面，该硅胶填充部104充盈填充凹坑1011，而凹坑1011内的各LED晶片105、导电引线106以及荧光粉层107均被严严实实地共同包裹在硅胶填充部104内。在应用时，将外部直流电源的负极与金属基板101电连接，外部直流电源的正极与走线铜箔103电连接。在通电时，走线铜箔103成为电源正极，位于底部的大面积金属基板101成为电源负极，共同为焊接在金属基板101表面上的LED晶片105提供工作电源，为各LED晶片105引用工作电流，LED晶片105在电驱动下发出光线，光线经荧光粉层107、硅胶填充部104后对外射出，实现照明。由上可见，由于本实施例在LED晶片105的固定直接在金属基板101上焊接LED 晶片105，使LED晶片105底面的绝缘层1051直接与金属基板101面-面接触，各LED晶片 105的一电极引脚直接焊接在金属基板101上，各LED晶片105的另一电极引脚通过导线引线与铺设在PCB绝缘基材102内的走线铜箔103电连接，在应用时，金属基板以及走线铜箔为各LED晶片引入直流工作电源。本实施例LED晶片105工作过程中产生的热量可通过接触热传导而快速传递到散热性能良好的金属基板101上，金属基板101将LED晶片105上的热量外散发，故相对于现有技术在常规的PCT基板的走线铜箔103上焊接LED晶片105 的固晶技术方案，应用本技术方案有利于提高散热效果。作为本实施例的一种可选应用实施方案，可以将各LED晶片105的正极焊接在金属基板上，将各LED晶片105的负极通过引线与凹坑1011外的走线铜箔103电连接。在应用时，将外部直流电源的负极输入端子与走线铜箔103电连接，正极输入端子与金属基板 101电连接。该可选方案的选用根据实际应用场景选择。作为本实施例的一种较优应用实施方案，可以将各LED晶片105的负极焊接在金属基板101上，将各LED晶片105的正极通过引线与凹坑1011外的走线铜箔103电连接(可以但不限于通过焊接方式导电连接)。在应用时，将外部直流电源的正极输入端子与走线铜箔103电连接，负极输入端子与金属基板101电连接。此时在电性能上，负极块状金属基板101的体积较粗，故相对于现有技术在常规的PCT基板的走线铜箔上焊接LED晶片的固晶技术方案，应用本技术方案有利于增强电流的稳定性，提高LED晶片105的光照稳定性以及使用寿命。另外，相对于现有技术传统的LED固定方式在PCB绝缘基材102上铺设的正负极走线铜箔103上固定焊接LED晶片105，本发明实施例直接在实心金属基板101表面焊接 LED晶片105的技术方案突破了目前技术人员的惯性思维，克服了技术偏见。综上，采用本实施例技术方案，有利于提高散热效率，改善LED光源的工作稳定性，延长寿命。经过本发明人的大量试验，本实施例技术方案特别适用于车船用前照灯的强光源应用，使车船用前照灯采用LED实现成为可能。实施例2:
参照图2-8，本实施例在应用实施例1所示的LED光源(在以下实施例中记为LED光源模块)的基础上，为了进一步提高其散热性能以适应实际应用而进一步增设了 LED光源附件，具体结构如下
本实施例的LED强光源主要由实施例1所示的LED晶片固定结构100以及用于固定金属基板的散热基座201以及用于为散热基座201接入流体的进流管202组成。以图2-8为例，各部件的结构以及连接关系如下
在散热基座201上具有一个封闭的立面2011 (所谓封闭具体是立面2011在该立面的表面无与左侧连通的通孔从而使得该立面的左右两侧不相通)。实施例1中焊接有LED晶片的金属基板的底面固定在散热基座的立面的右侧而与散热基座面_面接触。使金属基板上的热量可以快捷地通过面接触热传导到散热基座201 上。散热基座201的立面2011的左侧向左延伸有至少两个左延伸部2012、2013 (2012、 2013)，这些左延伸部2012、2013之间的间隙形成一个迂回通道2014，迂回通道2014的一端与进流管202连接，另一端与外连通。流体可以从进流管202进入，流经迂回通道2014，从迂回通道2014与外连通的出口端流向外部。LED强光源的工作原理是
在本散热基座201的立面2011的一侧面，LED光源模块的金属基板以及走线铜箔分别引入外部的直流电源，金属基板以及整个散热基座作为电源的负极，走线铜箔作为电源的正极，LED晶片在电驱动下点亮而对外照明。在LED晶片工作过程中，各LED晶片产生的热量通过面接触传导至其背面的金属基板，金属基板通过面接触传导而将热量传导到其背面的散热基座201，散热基座对外散发。 在散热基座201的立面2011的左侧，空气或者液体等流体从进流管202进入，流体流入迂回通道2014，在流经迂回通道2014中，流体与散热基座201的左延伸部2012、 2013的表面接触，从迂回通道2014的另一端流出，在流体在迂回通道2014流通过程中，流体充分与散热基座201接触，将散热基座201上的热量通过流体带出，实现流体巡回散热， 进一步提高散热效果。
在本实施例中，散热基座201的立面2011是封闭的直立端面，立面2011的左右两侧不相通，故可以使得流体的流动局限于散热基座201左侧的迂回通道2014最终流向外界，而不 会流到本散热基座201右侧，从而保证立面右侧固定的LED晶片的电性安全性。在应用时，可以当将本实施的技术方案应用于汽车或者摩托车的LED车灯，将本实施例图27所示的LED光源固定在汽车或者摩托车的车头，在LED光源的外周安装灯罩便可作为汽车或摩托车等车用前照灯使用。在应用时，使进流管202的外接开口部朝前， 这样在汽车或者摩托车开动的过程中，车体行进过程中的产生大量相对向后流动的空气流体从进流管202，空气流体流经流体疏导管202，流入LED光源的进流管202，流经迂回通道 2014，经过迂回通道2014后流到外接的空气中，将散热基座201上的热量带走，实现利用自然的流体流动而实现流体巡回散热。再比如，当将本实施的技术方案应用于轮船上的大功率电气或者LED强光源时， 将本实施例图2-7所示的LED光源固定在轮船上的确定位置，以实现LED照明作用。将进流管202的外接开口部置入轮船的底部使朝前伸入水下(或者将进流管202的外接开口部安装在轮船的船身上位于水上方，使其开口超前)。在轮船前进的过程中，在轮船前进的过程中，相对向后流动的大量海水流体流入散热装置本体100的进流管202(或者相对向后流动的大量空气流体流入散热装置本体100的进流管202)，流体流经迂回通道2014，经过迂回通道2014后流到外接的空气中，将散热基座201上的热量带走，实现利用自然的流体流动而实现流体巡回散热。再比如，当将本实施的技术方案应用于固定定着的大功率LED光源时，可以通过气泵或者水泵的动力系统，在泵力的作用下，空气或者液体等流体流入进流管202，流经迂回通道2014，经过迂回通道2014后流到外接的空气中，将散热基座201上的热量带走，实现流体巡回散热。综上，应用本实施例技术方案，可以利用外部的流体(比如空气或者水等)而对大功率强光LED光源模块散热，相对于现有技术中的传统散热的方式(比如但不限于制冷等)，本实施例散热解决方案更加环保、节能。特别地，在汽车、摩托车、轮船的照明光源上的应用本实施例方案，可以仅利用外接的空气或者水流而自动实现散热，而不需额外的任何制冷装置，实施环保、简单易行。实施例1中LED晶片固定金属基板的安装位置可以根据实际的需要而定。比如 如图2、6所示，可以在散热基座201的立面2011右侧设置一个向右延伸伸出的右延伸体， 在该右延伸体的一表面紧贴安装该LED晶片固定金属基板，使LED晶片在该向右延伸体的端面对外水平向下发出光线实现照明。在LED晶片工作过程中产生的热量由LED晶片通过面接触传导到金属基板，由金属基板接触传导传输到散热基座201上，在散热基座201的端面左侧，流体从流体接纳部201进入，流经流体疏导管202，流经散热基座201的迂回通道 2014从而实现流体巡回散热。如图3、6所示，还可以在散热基座201的立面2011的右侧设置向右延伸的右延伸体，在该右延伸体的右端面安装本实施例LED晶片固定金属基板，该金属基板上的LED晶片在该向右延伸伸出的右侧端面上向右对外发出光线实现照明。图3所示LED光源的流体巡回散热原理同上。如图4、6所示，还可以不在散热基座201立面2011的右侧设置右延伸体，而在在该立面2011的左直立端面以及其四周侧面均紧贴安装有图1所示的LED晶片固定金属基板，各面上金属基板的LED晶片向右以及向四周呈立体状地发出光线对外实现照明。图4 所示LED光源的流体巡回散热原理同上。如图5、6所示，可以在散热基座201的立面2011的大面积的右端面上安装LED晶片固定金属基板上的LED晶片向右发出光线对外实现照明。图5所示LED光源的流体巡回 散热原理同上。需要说明的是，在安装应用时，可以在本实施例中图2-8所示的LED强光源的外周固定灯罩，在灯罩的反射可使光线向灯罩的光轴定向射出，以符合应用需要。参见图2-7所示，在本实施例中，散热基座201中位于立面2011左侧的迂回通道 2014(与散热效果密切相关)结构可以但不限于采用以下的设计方式
位于散热基座201的立面2011左端设置的复数个左延伸部2012、2013具体是中心左延伸部2012以及左延伸管2013。中心左延伸部2012设置在散热基座201的中心轴线上，并且向左延伸突出。左延伸管2013呈右端封闭而左端开口的管状，中心左延伸部2012位于左延伸管2013的管腔内，此时迂回通道2014为中心左延伸部2012与左延伸管2013之间的间隙形成的近似环状的空间。参见图2所示，还可以在散热基座201的立面2011的左端设置一向右凹陷的凹腔 2015，该凹腔2015的开口设在立面2011的左端部，即凹腔2015向右延伸在中心左延伸部 2012的内部，凹腔2015与本散热基座201左侧的流体迂回通道2014独立而不连通。中心左延伸部2012整体形成左端开口的类“U”形。采用该设计可以具有以下的进一步有益效果
一方面，散热基座采用图2所示的凹腔设计，可以如图2所示地将该实施例1中所示的 LED晶片固定金属基板的无LED晶片部分伸进本散热基座201的右侧凹腔2015内，固定在凹腔2015的内壁。这样可以加大金属基板与散热基座201的接触面积进一步加快热量散发，提高散热效果；
另一方面，该散热基座采用图2所示的凹腔设计，还有利于减轻本散热基座201的重量，节省材料成本；
再一方面，散热基座采用图2所示的凹腔2015设计，还可以将LED光源模块上的控制电路、供电电路等部件藏于该凹腔2015内，便于产品设计，提高整体LED光源的结构紧凑性，使得整体外观更加美观。参见图3、4、5所示，为了降低设备的制造成本，也可以将中心左延伸部2012设置成实心而不具有凹腔2015的结构。此时可以将LED光源模块上的控制电路、供电电路等部件安装于散热基座201的立面2011的端面上或者其他便于安装的位置。需要说明的是，在本实施例中，可以但不限于将LED晶片固定金属基板的附加控制电路等安装在本散热基座201的立面2011右端空间。参见图2-5所示，在具体实施时，可以在本散热基座201的立面2011右端面上设置一走线凹槽20111，该走线凹槽20111与迂回通道2014不相通，走线凹槽20111由LED晶片固定金属基板经过走线凹槽20111而与外部的电气部件电连接。参见图2-8所示，为了进一步提高本流体散热部件的散热效果，还可以在该散热基座201的中心左延伸部2012的外周延伸设置有多个流体疏导叶片2016 (参见图6中的翅片式流体疏导叶片2016)，各流体疏导叶片2016与外周的左延伸管2013具有间隙而不相连接，各流体疏导叶片2016位于迂回通道2014内，但不会对迂回通道2014形成通道阻塞而起到流体疏导的作用。
在连接时，将进流管202连接在中心左延伸部2012的外周，使进流管202的内壁与流体疏导叶片2016的顶端端部相接触。各相邻的两流体疏导叶片2016之间形成有一凹槽2017，当流体从进流管202流入时，任意相邻流体疏导叶片2016之间构成的凹槽2017可以构成进流疏导槽，流体分流道各进流疏导槽流过，最后从迂回通道2014与左延伸管的内壁之间的空间通道流到外部，实现通过流体巡回流动增强本LED强光源的散热效果。在本实施例中，流体疏导叶片2016可以但不限于沿中心左延伸部2012外周间隔均勻翅片分布，也可以根据流体的流通效果以及散热效果将这些流体疏导叶片2016设置成不均勻分布或者伸出长度不均勻的模式，但是这些设计均不超出本发明实施例的范围。综上，在中心左延伸部2012的外周设置翅片式的流体疏导叶片2016，有利于进一步加大流体与散热基座201的接触面积，提高散热效果。在本实施例中，可以将中心左延伸部2012设置在散热基座201的轴线上，使中心左延伸部2012的左延伸长度长于左延伸管2013，这样使流体在迂回通道2014中与散热基座接触的表面面积更大，有利于进一步提高散热效果。另外，本实施例的迂回通道2014的形成除了可以采用图2-8所示的技术方案实现之外，还可以采用以下结构实现(未图示)
在左延伸管的内壁设置复数个向中心延伸的内翅片式的流体疏导叶片2016，这些流体疏导叶片2016与中心延伸部独立而不相连接，进流管连接在中心延伸体外，进流管的外壁与流体疏导叶片2016相抵触，流体从进流管进入，到达散热基座的立面右端面，而从进流管的外周流经各流体疏导叶片2016而流到外接，带走散热基座的热量，实现散热。需要说明的是，在本发明中以图6中所示的整体呈圆管形(即其横切面呈圆形) 为例对本发明的LED强光源进行举例说明，但是并不局限于此。本发明实施例的LED光源还可以采用整体呈方形、半圆柱形、或者以上任意的结合的结构，即本发明实施例的巡回LED 光源横截面可以呈矩形、椭圆形、半圆形或圆形与矩形的结合形状、或者其他的异形结构实现。为了进一步加强本LED光源的散热效果，还可以在图7所示LED强光源中的散热基座中左延伸管的外周设置吸热材料填充腔801，在该吸热材料填充腔801内填充有吸热材料，在该吸热材料填充腔801的外周设置有隔热层802，而形成图8所示的散热结构。在图8所示结构的散热结构上固定安装LED晶片固定金属基板与图2_6中的图示以及描述同理，在此不再赘述。当将本LED光源放置在温度较高的空间，比如车头等位置时，采用图8所示的散热基座，可以避免外部的热辐射到本LED光源上使散热基座的温度升高从而影响整个LED光源的散热效果。即
采用图8示结构有利于进一步保证将LED晶片的温度控制在其正常工作范围内。需要说明的是，应本实施例的技术方案还可以进一步扩展，比如，可以根据当前的应用需要，比如根据照明强度以及照明功率对本实施例技术方案进行组合扩展比如，将图2-8所示的LED光源作为单元，将复数个上述的热装置本体进行排列组合构成散热装置本体100阵列。实施例3
参见图9、10、11所示，为了进一步提高本实施例提供的LED光源的应用便利性，使其更加适用于车船用前照灯，并且降低散热成本。本实施例与实施例2中图2-6所示LED光源所不同之处在于本实施例LED光源还包括流体疏导接纳装置900。参见图9所示，流体疏导接纳装置900包括流体疏导管901以及流体接纳部902。
其中，流体疏导管901的一端(记为流体输送口 9011)与实施例2中的进流管202 的外端部(记为第二端部)连接，另一端与流体接纳部902的第二开口部连接。该流体接纳部902的沿第一开口端(第二开口端的对端开口部)到第二开口端的通道平滑地由宽变窄变化，形成圆弧状的边缘，使流体接纳部902整体呈外大内窄的大喇叭状。在进行设计时，可以将本流体接纳部902的第二开口端的横截面积设计为第一开口部的横截面积的11-360倍。在本实施例中该流体疏导管901可以但不限于为刚性管、软性管，并且可以将其设计成刚性直管，也可以将其设置成刚性弯道管，还可以将其设置成弯曲程度可以调节的软性管，具体可以根据实际安装以及应用便利性设计。参见图10所示，流体疏导接纳装置900是一个为实施例2中的LED光源接入和输送用以散热的流体的机构。在应用时，将流体疏导管901的流体输送口 9011与进流管202连接。其流体的流向为流体疏导接纳装置900的流体接纳部902进入，通过流体疏导管901，由流体疏导管 901的流体输送口 9011输送至进流管202，流经散热基座201内的迂回通道2014，从而实现流体在巡回散热装置中巡回流通而实现散热。参见图10所示，采用本本实施例的LED光源，由于流体疏导接纳装置900采用内径由宽到窄的喇叭口状的流体接纳部902，大量接纳的流体进入流体接纳部902之后，流体经过的管道空间相对以相对其进入流体接纳部902喇叭口时变窄，流体以高速通过流体输口进入进流管202，流经迂回通道2014而流出，有利于进一步加快热量的带出，提高散热效^ ο另外，采用图10所示的LED光源，增加流体疏导接纳装置900的增设，可以使LED 光源的设计更加简单，有利于LED光源的应用推广实施。比如，在应用时，可以当将本实施的技术方案应用于汽车或者摩托车的车前灯，将本实施例的LED光源模块的相关部件固定在汽车或者摩托车的车头，以作为汽车车前灯使用，将流体疏导管901的流体输送口 9011与进流管202连接，使流体接纳部902的第二开口端朝前。在汽车或者摩托车开动的过程中，流体接纳部902接纳车体行进过程中的产生相对向后流动的大量空气流体，流体流经流体疏导管901，流入进流管202，流经散热基座201 中的迂回通道2014，经过迂回通道2014后流到外接的空气中，将散热基座201上的热量带走，实现流体巡回散热。再比如，还可以将将本实施的技术方案应用于轮船上的大功率电气或者LED强光源上，将本实施例的LED光源模块以及相关部件固定在轮船上的确定位置，以实现LED光源模块的照明作用，将流体疏导管901与进流管202连接，将流体接纳部902置入轮船的底部，使流体接纳部902的第一开口部朝前伸入水下(或者将进流管202的外接开口部安装在轮船的船身上位于水上方，使其开口超前)。在轮船前进的过程中，在轮船前进的过程中， 大喇叭状流体接纳部902接纳相对向后流动的大量海水流体，海水流体(或者相对向后流动的大量空气流体)流经内径由宽到窄设计的流体疏导管901，流入进流管202，流经散热基座201的迂回通道2014，经过迂回通道2014后流到外接的空气中，将散热基座201上的热量带走，实现流体巡回散热。
再比如，还可以将本实施的技术方案应用于固定定着的大功率LED光源上，具体是通过气泵或者水泵的动力系统，在泵力的作用下，空气或者液体等流体从流体疏导管901 的流体接纳部902流进而流经流体疏导管901，流入进流管202，流经迂回通道2014，经过迂回通道2014后流到外接的空气中，将散热基座201上的热量带走，实现流体巡回散热。另外，在本实施例中，其流体疏导接纳装置900中的流体接纳部902的通道横截面积沿本流体接纳部902的第一开口端到与流体疏导管901的连接的第二开口端呈弧形平滑地宽到窄变化。使得入口接纳进来的流体经过的管道空间相对以相对其进入流体接纳部 902喇叭口时变窄，进来的流体以高速通过流体输口进入进流管202，流经迂回通道2014而流出，有利于进一步加快热量的带出，提高散热效果。另外，如果当前的LED光源由实施例2中图2-8所示的多个LED光源作为单元组成 LED光源矩阵时，还可以将本实施例的流体疏导管901设置成一进多出的形式，即具有一个流体接纳部902，具有多个流体输送口 9011，该流体输送口 9011的个数与散热基座201的个数相同，将流体疏导管901的各流体输送口 9011分别与各进流管202相连接即可。在应用时，流体从流体疏导管901 —端部的流体接纳部902统一进入，从流体疏导管901另一端部的多个流出口分别流进阵列中的各进流管202，流经各散热基座201内的迂回通道2014 而与散热基座201充分接触，从而从各散热基座201连接的的出流管流出，从而将各散热基座201的热量带出，实现散热。实施例4:
参见图11所示，图11是本实施例提供的一种由图8所示散热结构以及图1所示LED 晶片固定结构以及图9所示装置构成的LED强光源纵向剖面结构示意图。其与实施例3所不同之处仅在于
在散热基座601的外周还设置有吸热材料填充腔801 (填充有吸热材料，可以但不限于为水、或者高分子水凝胶、或者油液体)本发明人在试验发现，通过该吸热材料填充腔801 以及隔热层802的增设，可以避免外部的热量辐射到散热基座上使散热基座的温度升高而影响整个LED光源的散热效果，进一步保证LED晶片的环境温度控制在其工作范围内，具体参见实施例1中与图9相关的记载。而选用水作为吸热材料存在原料成本低，获取容易，且流动性好的优点。实施例5
将本实施例的LED强光源应用于汽车、摩托车轮船或者其车船用的车前灯时，在本LED 强光源的外周安装当前车船灯需要规格的灯罩(灯罩结构根据不同的车船机械结构设计以及规范设定，本实施例未图示，灯罩的结构具体可以参见现有技术的结构)，使本实施例的LED强光源位于该灯罩内，LED晶片发出的光在灯罩对光的聚焦以及反射等作用下，往灯罩开口部照射。图12为应用实施例2所示结构的第一种LED强光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图。参见图12，在本实施例的金属基板上，多个LED晶片沿与待安装的灯罩的光轴(记为X轴)正交的Y轴方向上排成一排1201，将该结构的LED光源装配到车船用前照灯的灯罩，使LED晶片的中心基本位于光轴上，调整LED晶片到本灯罩的光轴距离后，该LED光源可以作为前照灯的远灯或者近灯之一，该排LED发出的光经过灯罩的反射后往光轴方向发
出ο
图13为本实施例提供的第二种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图。在图13中，在金属基板上，多个LED晶片沿X轴方向排成一排1301，同理，将该结构的LED光源装配到车船用前照灯的灯罩，使LED晶片的中心基本位于光轴上，调整LED晶片到本灯罩的光轴距离后，该LED光源可以作为前照灯的远灯或者近灯之一，该排LED发出的光经过灯罩的反射后往光轴方向发出。图14为本实施例提供的第三种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图。参见图14，在图14中，在金属基板上，多个LED晶片沿Y轴方向排成两排，该两排 LED构成类似圆弧状1401。在安装时，将该结构的LED光源装配到车船用前照灯的灯罩，使 LED晶片的中心基本位于光轴上，调整LED晶片到本灯罩的光轴距离后，该LED光源可以作为前照灯的远灯或者近灯之一，该排LED发出的光经过灯罩的反射后往光轴方向发出。图15为本实施例提供的第四种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图。参见图15，在金属基板上，多个LED晶片在光轴上排列构成矩形状1501，使得整体 LED晶片基本呈电光源对外发发光。在安装时，将该结构的LED光源装配到车船用前照灯的灯罩，使LED晶片的中心基本位于光轴上，调整LED晶片到本灯罩的光轴距离后，该LED光源可以作为前照灯的远灯或者近灯之一，该排LED发出的光经过灯罩的反射后往光轴方向发出ο图16为本实施例提供的第五种LED光源的中LED晶片在金属基板上的位置设置示意图。参见图16，其与图11-14所不同之处主要在于LED晶片的排布不同。在图16中，在金属基板上多个LED晶片在光轴上排列构成分别由连续的多个LED 晶片构成的两矩阵记为第一晶片矩阵1601、第二晶片矩阵1602。第一晶片矩阵1601、第二晶片矩阵1602之间具有一定的间距L。在图16中，第一片晶片矩阵1601、第二晶片矩阵1602在X轴方向分别呈两排平行的直线。在安装时，将该结构的LED光源装配到车船用前照灯的灯罩，使LED晶片的中心基本位于光轴上，调整LED晶片矩阵到本灯罩的光轴焦点的距离，应用图16的LED光源可以在一个前照灯中同时设置远灯以及近灯。在电路设置时通过外加控制电路中的开关电路切换而使第一晶片矩阵、第二晶片矩阵分别独立发光，譬如在第一晶片矩阵、第二晶片矩阵发出的光经过灯罩的反射聚焦后往光轴方向发出。为了更好地适配目前标准的车船用前照灯的灯罩，使本实施例的远灯、近灯的具备较好的远距离、近距离照明效果，本发明人在进行本发明的研究中发现，将为第一晶片矩阵16041、第二晶片矩阵1602的间距L设置为0. 2-6毫米为佳，特别地，设置为1_3毫米更佳。
在安装时，使在光轴后端作为远灯使用的第一晶片矩阵的中心基本在光轴焦点上，使作为远灯使用的第二晶片矩阵的位于光轴方向焦点的前端一定的距离(该距离记为第一晶片矩阵、第二晶片矩阵的间距L)即可。 参见图17示，其与图16所不同之处仅仅在于晶片矩阵的排布不同
在图17中第一片晶片矩阵1701、第二晶片矩阵1702在Y轴方向均为与Y轴基本重合的直线。与图16中相应描述同理，应用图17的LED光源可以在一个前照灯中同时实现远灯以及近灯。其应用安装以及工作原理可以参见上述图16中LED光源的应用描述。参见图18，其与图16所不同之处仅仅在于晶片矩阵的排布不同
在图18中，第一片晶片矩阵1801、第二晶片矩阵1802分别有多个LED晶片构成方形矩阵，该两方形矩阵1801、1802沿Y轴方向平行。与图16同理，应用图18的LED光源可以在一个前照灯中可同时实现远灯以及近灯。其应用安装以及工作原理可以参见图16中的相应描述。参见图19示，其与图16所不同之处仅仅在于晶片矩阵的排布不同 在图19中，第一片晶片矩阵1901、第二晶片矩阵1902呈两互相正交的直线状。与图15同理，应用图19的LED光源可以在一个前照灯中可同时实现远灯以及近灯。图19所示LED光源应用安装以及工作原理可以参见上述图16中LED光源的应用描述。参见图20，其与图16所不同之处仅仅在于晶片矩阵的排布不同
在图20中，第一片晶片矩阵2001、第二晶片矩阵2002分别为中心线与光轴重合的两方形状，呈相互正交。与图16同理，应用图20的LED光源可以在一个前照灯中可同时实现远灯以及近灯。图20所示LED光源安装以及工作原理可以参见上述图16中的相应描述。参见图21示，其与图16所不同之处仅仅在于晶片矩阵的排布不同
在图21中，第一片晶片矩阵2101、第二晶片矩阵2002分别为中心线与光轴重合的两方形状，两矩形在X方向、Y方向上的长度均相同。与图16同理，应用图21的LED光源可以在一个前照灯中可同时实现远灯以及近灯。图21所示LED光源应用安装以及工作原理可以参见上述图16中的相应描述。参见图22，其与图16所不同之处仅仅在于晶片矩阵的排布不同
在图22中，第一片晶片矩阵2201呈中心线与光轴X轴重合的直线状，第二晶片矩阵 2202呈中心在X轴上的矩形状。与图16同理，应用图22的LED光源可以在一个前照灯中可同时实现远灯以及近灯。图22所示LED光源应用安装以及工作原理可以参见上述图16中的相应描述。参见图23示，其与图16所不同之处仅仅在于第一晶片矩阵、第二晶片矩阵的排布不同
在图23中，第一片晶片矩阵2301、第二晶片矩阵2302分别为中心在X轴上的正方形状，相互平行。与图16同理，应用图23的LED光源可以在一个前照灯中可同时实现远灯以及近灯。图23所示LED光源应用安装以及工作原理可以参见上述图16中的相应描述。参见图24，其与图16所不同之处仅仅在于第一晶片矩阵、第二晶片矩阵的排布不同
在图24中， 第一片晶片矩阵2401、第二晶片矩阵2402呈中心均在X轴上两平行的类似弧形。与图16同理，应用图24的LED光源可以在一个前照灯中可同时实现远灯以及近灯。图24所示LED光源应用安装以及工作原理可以参见上述图16中的相应描述。参见图25示，其与图16所不同之处仅仅在于第一晶片矩阵、第二晶片矩阵的排布不同
在图25中，第一片晶片矩阵2501、第二晶片矩阵2502呈中心均在X轴上两平行的弧形。与图16同理，应用图25的LED光源可以在一个前照灯中可同时实现远灯以及近灯。图25所示LED光源应用安装以及工作原理可以参见上述图16中的相应描述。参见图26示，其与图12所不同之处仅仅在于LED晶片的排布不同
在图26中，在金属基板上，多个非常规方形的LED晶片顺次排布连接形成一个弧形 2601，
与图12同理，应用图26的LED光源可以在一个前照灯中可作为远灯或者近灯应用的安装以及工作原理可以参见上述图11中的相应描述。在LED光源中，在应用时，使第二晶片矩阵基本位于前照灯的基准轴线的焦点上， 位于第二晶片矩阵后的第一晶片矩阵位于灯罩根部与焦点之间的位置，此时第二晶片矩阵在车船用前照灯应用时可作为近灯使用，第一晶片矩阵作为远灯使用。试验数据分析
第一分别对现有技术制成的参数为12V35W钨丝前照灯，以及参数为12V35W，采用现有技术的PCT铝箔板支撑的参数为12V35W的LED贴片线路板(记为现有LED光源)，采用 LED光源(未鼓进流体巡回散热)的前照灯(记为本发明1)、以及采用LED光源(鼓进流体巡回散热)的前照灯(记为本发明2)、进行测试，其中测试环境温度为25士2oC。为钨丝前照灯、本发明LED光源前照灯分别加载12V直流电，通电，分别在通电1分钟、2分钟、5分钟、10分钟后，采用上海仪迷杰光电技术有限公司生产、型号为 CTLaser 1M/2M，量程为250-1800°C的便携式红外测温仪，对钨丝以及LED晶片的温度进行测试，得到表一所示的数据
表一发光体温度对比表格oC
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分别在钨丝前照灯、采用本发明实施例LED光源作为发光部件的LED前照灯的两端加载测试电源，分别按照GB5948-1998《摩托车灯白炽光源前照灯配光性能》规定的试验规范， 测试灯光线投射到GB5948-1998标准中附录A、B规定的配光屏幕上规定区域的照度(单位 Lx)。在这些前照灯中均分别设有近灯以及远灯。测得的钨丝灯中作为近灯用的钨丝中心轴线D2、远灯钨丝的中心轴线Dl与本钨丝前照灯规定的基准轴线DO的偏差与照度的实验数据如表二所示
表二 钨丝灯中轴线D1、轴线D2与基准轴线DO的偏离与照度比对表
权利要求
1.一种适用于车船前照灯用LED光源，其特征是，包括金属基板、PCB绝缘基材、走线铜箔、硅胶填充部、复数条导电引线以及复数个LED晶片；在所述金属基板的顶面设置有一凹坑；所述PCB绝缘基材铺设在所述金属基板上除所述凹坑外的顶面区域； 在所述PCB绝缘基材上铺设有所述走线铜箔；所述金属基板、走线铜箔可分别与所述外部直流电流的两供电端子电连接； 复数个所述LED晶片固定在所述凹坑内，各所述LED晶片底面的绝缘层与本所述LED晶片下方的所述金属基板面接触， 各所述LED晶片的一电极引脚分别焊接于本所述LED晶片下方的所述金属基板上， 各所述LED晶片的另一电极引脚分别通过各所述导电引线与所述走线铜箔电连接； 在各所述LED晶片的顶面涂覆有荧光粉层，所述硅胶填充部填充在所述凹坑内，各所述LED晶片以及导电引线以及荧光粉被共同包裹在所述硅胶填充部内。
2.根据权利要求1所述的适用于车船前照灯用LED光源，其特征是，还包括散热基座、进流管；在所述散热基座上具有一个封闭的立面，所述金属基板固定在所述散热基座的立面的右侧而与所述散热基座面接触；在所述散热基座的立面左侧向左延伸有复数个左延伸部， 所有所述左延伸部之间的间隙形成一个迂回通道， 所述迂回通道的一端与所述进流管的第一端部连接，另一端与外相通。
3.根据权利要求2所述的适用于车船前照灯用LED光源，其特征是， 在所述散热基座的立面的左侧向左延伸有复数个左延伸部，具体是 在所述立面的左侧设置有一个中心左延伸部以及一个左延伸管， 所述中心左延伸部位于所述左延伸管的管腔内；所述迂回通道具体为所述中心左延伸部与所述左延伸管之间的间隙形成的空间。
4.根据权利要求3所述的适用于车船前照灯用LED光源，其特征是， 在所述立面的右端还设置有一个凹腔，所述凹腔的开口设置在所述立面的左端部， 所述凹腔向右延伸形成在所述中心左延伸部内部。
5.根据权利要求2或3所述的适用于车船前照灯用LED光源，其特征是， 在所述散热基座的中心左延伸部的外周延伸有复数个流体疏导叶片， 各所述流体疏导叶片与所述左延伸管的内壁具有间隙；所述进流管连接在所述中心左延伸部的外周， 所述进流管的内壁与所述流体疏导叶片的端部相接触。
6.根据权利要求3或4所述的适用于车船前照灯用LED光源，其特征是， 在所述左延伸管上的外周还形成吸热材料填充腔，在所述吸热材料填充腔内填充有吸热材料， 在所述吸热材料填充腔的外周还设置有隔热层。
7.根据权利要求6所述的适用于车船前照灯用LED光源，其特征是， 所述吸热材料为水、或者高分子水凝胶、或者油液体。
8.根据权利要求3或4所述的适用于车船前照灯用LED光源，其特征是， 还包括流体疏导管、以及流体接纳部；所述进流管的第二端部与所述流体疏导管的一端连接， 所述流体疏导管的另一端与所述流体接纳部的第二开口部连接， 所述流体接纳部沿第一开口端到所述第二开口端的通道呈圆弧状由宽变窄， 所述第一开口端为与所述第二开口部相对的开口端部。
9.根据权利要求1或2或3所述的适用于车船前照灯用LED光源，其特征是， 所述复数个LED晶片由第一晶片矩阵以及第二晶片矩阵组成，所述第一晶片矩阵、第二晶片矩阵分别由复数个LED焊接在一起的所述LED晶片构成；所述第一晶片矩阵、第二晶片矩阵之间的间距为0. 2-6毫米之间的一数值。
10.根据权利要求9之任一所述的适用于车船前照灯用LED光源，其特征是， 所述第一晶片矩阵的中心线、和/或第二晶片矩阵的中心线偏离本所述LED光源所在的前照灯的光照基准轴线的距离等于或大于0毫米小于或等于6毫米。
全文摘要
本发明涉及LED照明领域，公开了一种适用于车船前照灯用LED光源。在金属基板的顶面设置有一凹坑；绝缘基材铺设在金属基板上顶面区域；在PCB绝缘基材上铺设有走线铜箔。复数个LED晶片固定在凹坑内，各LED晶片的绝缘层与金属基板面接触，各LED晶片的一电极引脚分别焊接于金属基板上，另一电极引脚分别通过各导电引线与走线铜箔电连接；各LED晶片以及导电引线以及荧光粉被共同包裹在硅胶填充部内。应用本技术方案有利于实现大功率的LED强光源，其有利于提高散热性能，其特别适用于车船用前照灯光源。
文档编号F21V23/00GK102410483SQ20111035851
公开日2012年4月11日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者黎昌兴 申请人:黎昌兴