Led发光装置及灯具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种LED发光装置及灯具。LED发光装置包括LED发光组件（220）和电路板（210），所述LED发光组件在朝向所述电路板的一侧具有散热焊盘（2243）和导电焊盘（2241、2242），所述电路板具有导热层（211）和电导线（212、213），其特征在于，还包括位于所述LED发光组件（220）与所述电路板（210）之间的热扩散件（230），所述热扩散件包括：电连接部（231、232），连接所述导电焊盘（2241、2242）和所述电导线（212、213）；以及热扩散部（233），连接所述散热焊盘（2243）和所述导热层（211），其中所述热扩散部（233）具有比所述散热焊盘（2243）更大的面积和/或更大的厚度。本发明在LED发光组件与电路板之间增加了一个热扩散件，从而能够大大降低热阻。
【专利说明】LED发光装置及灯具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED发光装置及灯具。
【背景技术】
[0002]LED灯具作为一种新光源，由于其具有效率高、光色纯、能耗低、寿命长、可靠耐用、无污染、控制灵活等优点，因而得到了广泛应用。
[0003]在LED灯具中，LED发光组件接收电能而发光，从而产生热量。因而，LED发光组件需要散热以保持性能。
[0004]参照图1，其中示出了一种已知的LED发光装置100，其包括LED发光组件以及电路板110，其中LED发光组件包括LED 121、透镜122以及散热器123。为了散热，还在电路板110的上表面上覆设有散热层111，LED发光组件通过焊盘124电连接于电路板板上的引线以及热连接于散热层111。但是，在这种已知的方案中，LED发光组件与电路板110之间的热连接通道为焊盘124，但是焊盘124的面积SI通常较小、厚度较薄，很难将LED发光组件产生的热量有效地传导到散热层111，因而这种已知方案的散热效果较差。
[0005]因而，需要一种低热阻的LED发光装置。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，从而提供一种LED发光装置及灯具，以便降低LED发光装置的热阻并提高散热效率。
[0007]根据本发明的一个方面，提供一种LED发光装置，其包括LED发光组件和电路板，LED发光组件在朝向电路板的一侧具有散热焊盘和导电焊盘，电路板具有导热层和电导线，其特征在于，还包括位于LED发光组件与电路板之间的热扩散件，热扩散件包括:电连接部，连接导电焊盘和电导线；以及热扩散部，连接散热焊盘和导热层，其中热扩散部具有比散热焊盘更大的面积和/或更大的厚度。
[0008]进一步地，热扩散部与导热层的接触面积比散热焊盘的面积更大。
[0009]进一步地，热扩散件的热扩散部超出LED发光组件延伸。
[0010]进一步地，热扩散部(233)的面积比电连接部(231、232)的面积大。
[0011]进一步地，电连接部和热扩散部的面积之和形成为大于LED发光组件的导电焊盘和散热焊盘的面积之和。
[0012]进一步地，热扩散部位于热扩散件的中心部，电连接部分别位于热扩散部的相对两侧，并且热扩散部与电连接部电绝缘地隔开。
[0013]进一步地，热扩散件沿热扩散部的纵向中心线形成为对称形状。
[0014]进一步地，热扩散件的热扩散部的相对两端形成为横向延伸部。
[0015]进一步地，热扩散件的热扩散部形成为工字形。
[0016]进一步地，电连接部以及热扩散部分别为单独的金属件，并通过镶嵌注塑成型工艺利用绝缘材料形成为一体。[0017]进一步地，绝缘材料为塑料。
[0018]进一步地，绝缘材料由塑料和玻璃纤维构成。
[0019]进一步地，绝缘材料由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和玻璃纤维构成。
[0020]进一步地，玻璃纤维在绝缘材料中的重量含量为10%_40%。
[0021]进一步地，热扩散件的厚度大于30Z。
[0022]进一步地，热扩散件的厚度为0.6mm-3mm。
[0023]进一步地，电连接部和热扩散部的面积之和形成为大于LED发光组件的导电焊盘和散热焊盘的面积之和的2倍。
[0024]进一步地，电连接部和热扩散部均由铜形成。
[0025]进一步地，电路板上的导热层为覆设于电路板表面的铜层。
[0026]进一步地，根据本发明的另一方面，提供一种灯具，该灯具具有前述任一种LED发光组件
[0027]通过本发明的各种实施例，至少可以实现以下效果中的一种或多种:
[0028]1、通过热扩散件而间接地增加电路板与LED发光组件之间的接触面积和/或在热量集中部分增加了热扩散部的厚度，从而增加了散热面积，降低了热阻。
[0029]2、利用热扩散件仅在热量集中部分增加热扩散部的厚度，避免了整体增加电路板板上的散热铜层211的厚度所带来的成本增加以及结构厚重性。
[0030]3、热扩散件通过横向延伸部增强了与电路板上的散热铜层的连接稳定性；
[0031]4、热扩散件具有提闻的耐闻温性；
[0032]5、通过合理的面积设置，热扩散件230以简单结构和较低成本来实现良好的电连接和热连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出:
[0034]图1示出了根据已知技术的一种LED发光装置的横截面图；
[0035]图2示出了根据本发明实施例的一种LED发光装置的横截面图；
[0036]图3示出了根据本发明实施例的一种LED发光装置的立体图，其中为了清楚起见而去除了 LED发光组件；
[0037]图4示出了根据本发明实施例的热扩散件的立体图；
[0038]图5 (a)至图5 (e)示出了根据本发明实施例的用于形成LED发光装置的方法的示意图；
[0039]图6示出了 LED发光组件的接触面积(焊盘面积)的横截面图；以及
[0040]图7示出了根据本发明实施例的热扩散件的电连接部和热扩散部的面积的横截面图。
【具体实施方式】
[0041]以下将参照示出了本发明示例性实施例的附图对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以多种不同形式来实施，而不应该仅限于这里所阐述的示例性实施例来构造。当然，提供这些示例性实施例是为了使本公布更全面和完整，并能够向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
[0042]下面，将参照附图详细解释本发明。
[0043]参照图2和3，根据本发明实施例的LED发光装置200包括LED发光组件220和电路板210。LED发光组件220在朝向电路板的一侧具有散热焊盘2243和导电焊盘2241和2242。电路板210具有导热层211和电导线212、213。LED发光装置200还包括位于LED发光组件220与电路板210之间的热扩散件230。
[0044]参照图4，热扩散件230包括电连接部231、232和热扩散部233。电连接部231、232连接导电焊盘2241、2242和电导线212、213，并且热扩散部233连接散热焊盘2243和导热层211。
[0045]进一步参照图6和7，图6中的SI所标识的具有剖面线的部分表示LED发光组件的导电焊盘2241和2242以及散热焊盘2243的面积；而图7中的S2所标识的具有剖面线的部分表示热扩散件的电连接部231和232以及热扩散部233的面积。热扩散部233可具有比散热焊盘2243更大的面积。具体地，如图6和7所示，热扩散部233与导热层211的接触面积比散热焊盘2243的面积更大。有利地，如图5 (e)所示(也可参照图7中的SI和S2所示)，热扩散件230的热扩散部233可超出LED发光组件220延伸。有利地，热扩散部233的面积比电连接部231、232的面积大。更有利地，电连接部231、232和热扩散部233的面积之和S2形成为大于LED发光组件的导电焊盘2241、2242和散热焊盘2243的面积之和。这种布置的有利之处在于，通过热扩散件230可间接地增加电路板210与LED发光组件之间的有效接触面积(该面积如图7中的S2中的具有剖面线的部分的面积)，从而增加了散热面积，降低了热阻。
[0046]优选地，电连接部231、232和热扩散部233的面积之和S2可形成为大于LED发光组件的导电焊盘2241、2242和散热焊盘2243的面积之和SI的2倍。这种设置的有利之处在于，一方面可以保证充分的散热，另一方面又不会使热扩散件230的尺寸形成得过大，进而整个LED发光装置200也不会由于增设热扩散件230而使成本明显增加。
[0047]另外，参照图2所示，热扩散部233可具有比散热焊盘2243更大的厚度。这种布置的有利之处在于，相对于图1的已知技术来说，在热量集中部分增加了铜的厚度T，一方面可以加强散热，，另一方面避免了整体增加电路板板上的散热铜层211的厚度所带来的成本增加以及结构厚重性。
[0048]通常，热扩散件的厚度可根据标准的铜板选择，例如可以为0.6mm-3mm,例如可以为0.6mm或1mm。但是优选地，热扩散件230的厚度T只要大于30Z (盎司)即可。大于30Z厚的热扩散件230 —方面可避免热扩散件在图5 (b)所示的镶嵌注塑成型工艺过程中发生卷曲，从而保证注塑所形成的热扩散件230的尺寸精度，另一方面具有大于30Z的厚度有利于热量的更有效的扩散。
[0049]根据本发实施例的热扩散件可以通过这种简单的结构及较低的成本而使LED发光装置的热阻出人意料地降低，实验证明，根据本发明实施例的LED发光装置200的热阻可降低为仅为已知LED发光装置100的热阻的47.5%。
[0050]如4所示，热扩散部233可设置成位于热扩散件230的中心部，电连接部231、232分别位于热扩散部233的相对两侧，并且热扩散部233与电连接部231、232电绝缘地隔开。具体地，可进一步参照图5 (a)和图5 (b)，图5 (a)和图5 (b)示出了根据本发明实施例的热扩散件230的形成方法，电连接部231、232以及热扩散部233分别为单独的金属件，并通过镶嵌注塑成型工艺利用绝缘材料234形成为一体。这种布置的有利之处在于，热扩散部233位于热扩散件230的中心部便于将热量集中的中心部的热量导出。另外，这种布置还利于通过位于热扩散件230的中心部的热扩散部233而将相对两侧的电连接部(通常一个电连接部为阴极而另一个电连接部为阳极)隔开，避免相对两侧的电连接部之间产生电干扰。绝缘材料234的设置进一步保证了热扩散件230的各个金属件之间的电隔离。另夕卜，这种布置还有利于使热扩散件230的制造工艺简单，成本低，而且容易控制所形成的热扩散件230的对称性。
[0051]绝缘材料234可以选择为塑料，因为塑料具有绝缘性并且便于注塑成型。但是，考虑到热扩散件的耐高温性，绝缘材料234可以由塑料和玻璃纤维构成，因为加入玻璃纤维可以大大其改善耐高温性。特别地，绝缘材料234可以由聚对苯二甲酸丁二醇酯和玻璃纤维构成，并且优选地，玻璃纤维在绝缘材料234中的重量含量可以为10%-40%，例如可以为30%，从而可以使得热扩散件230耐受130度高温。相比之下，如果仅仅具有聚对苯二甲酸丁二醇酯的热扩散件仅能耐受90度左右的温度。
[0052]优选地，热扩散件230的热扩散部233的相对两端形成为横向延伸部2331、2332。横向延伸部2331、2332用于扩大与待连接散热铜层211的接触面积，利于散热，并且通过横向延伸部2331、2332的较大面积可增强其与散热铜层211的连接稳定性。
[0053]更优选地，热扩散件230相对于热扩散部233的纵向中心线X(该中心线在图7中示出)形成为轴对称形状，从而利于冲压及注塑工艺的实施。例如，如图4-7所示，热扩散件230的热扩散部233可形成为汉字“工”字的形状，即，在位于热扩散件230的中心部的热扩散部233的两端处朝向两个反向伸出，更有效地扩大了与待连接铜层211的接触面积；并且工字形的对称形状易于加工(例如，可通过简单的冲击形成)，并且可以形成均匀的导热。
[0054]电连接部231、232和热扩散部233可以均由铜形成。由铜形成的电连接部231、232和热扩散部233不但有良好的导电性，而且散热效果良好。相对应地，电路板210上的导热层211可形成为覆设于电路板表面的铜层，从而通过铜而实现良好的散热。
[0055]下面，参照图5 Ca)至图5 Ce)来描述根据本发明实施例的用于形成LED发光装置的方法。
[0056]首先，参照图5 (a)，首先准备用于形成热扩散件230的电连接部231、232以及热扩散部233。具体地，可以将电连接部231、232以及热扩散部233分别为单独的金属件。这些金属件例如可以由冲压工艺形成；
[0057]接着，参照图5 (b)，所形成的电连接部231、232以及热扩散部233通过镶嵌注塑成型工艺利用绝缘材料234形成为一体；
[0058]接着，参照图5 (C)，准备电路板210，其中电路板210上形成有导热层211和电导线212和213，并且还形成有用于与热扩散件230连接的焊盘214 (B卩，图5 (c)中用圆圈标出的部分)。从该图5 (c)中可以看出焊盘214具有与图7中所示的电连接部231、232以及热扩散部233相对应的形状；
[0059]接着，参照图5 (d)，连接热扩散件230的电连接部231、232以及热扩散部233与电路板210的焊盘214，从而将热扩散件230连接于电路板210上；
[0060]最后，参照图5(e)，将LED发光组件的导电焊盘2241、2242和散热焊盘2243分别连接于热扩散件230的电连接部231、232和热扩散部233，从而LED发光组件连接于热扩散件230上。
[0061]本发明在LED发光组件与电路板之间增加了一个热扩散件，从而能够大大降低了热阻。本发明LED发光装置的热阻仅为已知LED发光装置的热阻的47.5%。
[0062]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种LED发光装置，包括LED发光组件(220)和电路板(210)，所述LED发光组件在朝向所述电路板的一侧具有散热焊盘(2243)和导电焊盘(2241、2242)，所述电路板具有导热层(211)和电导线(212、213)，其特征在于，还包括位于所述LED发光组件(220)与所述电路板(210)之间的热扩散件(230)，所述热扩散件包括: 电连接部(231、232)，连接所述导电焊盘(2241、2242)和所述电导线(212、213);以及热扩散部(233)，连接所述散热焊盘(2243)和所述导热层(211)，其中所述热扩散部(233)具有比所述散热焊盘(2243)更大的面积和/或更大的厚度。
2.根据权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于，所述热扩散部(233)与所述导热层(211)之间的接触面积比所述散热焊盘(2243 )的面积更大。
3.根据权利要求2所述的LED发光装置，其特征在于，所述热扩散件(230)的热扩散部(233)超出所述LED发光组件延伸。
4.根据权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于，所述热扩散部(233)的面积比所述电连接部(231、232)的面积大。
5.根据权利要求1所述的LED发光装置，其特征在于，所述电连接部(231、232)和所述热扩散部(233)的面积之和(S2)形成为大于所述LED发光组件的所述导电焊盘(2241、2242)和所述散热焊盘(2243)的面积之和(SI)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的LED发光装置，其特征在于，所述热扩散部(233)位于所述热扩散件(230 )的中心部，所述电连接部(231、232 )分别位于所述热扩散部(233 )的相对两侧，并且所述热扩散部(233)与所述电连接部(231、232)电绝缘地隔开。
7.根据权利要求6所述的LED发光装置，其特征在于，所述热扩散件(230)相对于所述热扩散部(233)的纵向中心线(X)形成为轴对称形状。
8.根据权利要求6所述的LED发光装置，其特征在于，所述热扩散件(230)的所述热扩散部(233)的相对两端形成为横向延伸部(2331、2332)。
9.根据权利要求6所述的LED发光装置，其特征在于，所述热扩散件(230)的热扩散部(233)形成为工字形。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的LED发光装置，其特征在于，所述电连接部(231、232)以及所述热扩散部(233)分别为单独的金属件，并通过镶嵌注塑成型工艺利用绝缘材料(234)形成为一体。
11.根据权利要求10所述的LED发光装置，其特征在于，所述绝缘材料为塑料。
12.根据权利要求10所述的LED发光装置，其特征在于，所述绝缘材料(234)由塑料和玻璃纤维构成。
13.根据权利要求12所述的LED发光装置，其特征在于，所述绝缘材料(234)由聚对苯二甲酸丁二醇酯和玻璃纤维构成。
14.根据权利要求12的LED发光装置，其特征在于，所述玻璃纤维在所述绝缘材料(234)中的重量含量为10%-40%。
15.根据权利要求1至5中任一项所述的LED发光装置，其特征在于，所述热扩散件(230)的厚度(T)大于30Z。
16.根据权利要求1至5中任一项所述的LED发光装置，其特征在于，所述热扩散件(230)的厚度(T)为 0.6mm-3mm。
17.根据权利要求5所述的LED发光装置，其特征在于，所述电连接部(231、232)和所述热扩散部(233)的面积之和(S2)形成为大于所述LED发光组件的所述导电焊盘(2241、2242)和所述散热焊盘(2243)的面积之和(SI)的2倍。
18.根据权利要求1至5中任一项所述的LED发光装置，其特征在于，所述电连接部(231、232)和所述热扩散部(233)均由铜形成。
19.根据权利要求1至5中任一项所述的LED发光装置，其特征在于，所述电路板(210)上的所述导热层(211)为覆设于所述电路板表面的铜层。
20.一种灯具，其特征在于，具有根据权利要求1至19中任一项所述的LED发光组件(200)。`
【文档编号】F21V29/00GK103775845SQ201210395290
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2012年10月17日
【发明者】杨江辉, 李爱爱, 郑盛梅, 明玉生 申请人:欧司朗股份有限公司