一种led灯具及其制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种LED灯具及其制作方法，LED灯具包括：绝缘的底座、依次设置于底座之上的散热体及带有LED的电路板，底座内设置有若干绝缘的凸台，散热体上与凸台对应的设置有供凸台穿过的若干个第一通孔，电路板上与凸台对应的设置有供凸台穿过的若干个第二通孔，电路板在所述第二通孔的周围具有热熔区，所述凸台依次穿过第一通孔及第二通孔，凸台的上端从第二通孔处伸出并在上述热熔区以熔融态成型并固设于所述热熔区。本发明提供的LED灯具及其制作方法能提高LED灯具的电性能、连接可靠性且能降低其制作成本。
【专利说明】一种LED灯具及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED领域，尤其涉及LED灯具及其制作方法。
【背景技术】
[0002]传统钨丝灯耗能高、寿命短，在全球资源紧张的大环境下，其已渐渐被各国政府禁生产，随之替代产品是节能灯，节能灯有污染等缺点，因此节能灯被具有无污染且节能的LED灯所代替。随着LED技术的高速发展，LED照明逐渐成为新型绿色照明的不二之选。LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。
[0003]由于白炽灯及电子节能灯在人们的日常使用中仍占据着非常高的比例，LED生产厂家开发出符合现有接口和人们使用习惯的LED照明产品，使得人们在不需要更换原传统灯具基座和线路的情况下就可使用新一代的LED照明产品。于是LED灯具就应运而生。LED灯具的外形类似于传统的钨丝灯灯泡，目前LED灯具通常采用大功率LED芯片制作。LED灯具采用了现有的接口方式，即螺口、插口方式，甚至为了符合人们的使用习惯模仿了白炽灯泡的外形。基于LED单向性的发光原理，设计人员在灯具结构上做了更改使得LED灯具的配光曲线基本与白炽灯的点光源性趋同。基于LED的发光特性，LED灯具的结构要相对白炽灯复杂，基本分为光源、驱动电路、散热装置，这些部分的共同配合才能造就低能耗、长寿命、高光效和环保的LED灯具产品。因此可以看出LED灯具在环保、符合用户习惯的环境背景下产生了。
[0004]目前，LED灯具通常包括底座、依次设置在底座上的散热体及电路板。带有LED的电路板通常是采用螺丝锁在散热体或底座上进行固定。但该固定方式缩小了电路板上电子元器件之间的电气爬电距离(即两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离)，尤其是在小型灯具中电路板较小，则电路板上电子元器件之间的爬电距离更是受到限制，这样会影响电路板的电性能。例如，当电路板上电子元器件之间的爬电距离较小时，其在高压测试时经常会出现失败的危险，譬如电路板被击穿短路。现有技术多采用五金螺丝使电路板固定于散热体上。螺丝帽(螺丝的头部)直径越大，其与铝基板模组上焊点的距离就越短。此距离的长短会影响灯的高压测试结果(越短高压越难通过)。如果用塑胶材质的螺丝，在锁紧时则螺丝很容易被扭断，其费时费力费财。而且上述固定方式需额外增加螺丝成本。对于现时LED灯产品成本高是一较大的缺陷。
[0005]可以理解的是，本部分的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，可能构成或不构成所谓的现有技术。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术中LED灯具易出现电气爬电距离较小、连接不够牢靠、且成本较高的缺陷，提供一种可以使LED灯具各部件连接可靠、成本较低、且能增加电路板上电子元器件的爬电距离的LED灯具。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种LED灯具，其包括:绝缘的底座、依次设置于底座之上的散热体及带有LED的电路板，底座内设置有用于驱动LED的驱动器及若干绝缘的凸台，散热体上与凸台对应的设置有供凸台穿过的若干个第一通孔，电路板上与凸台对应的设置有供凸台穿过的若干个第二通孔，电路板在所述第二通孔的周围具有热熔区，依次穿过第一通孔及第二通孔的凸台的上端在上述热熔区以熔融态成型并固设于所述热熔区。
[0008]在上述LED灯具中，还包括设置于底座上的第一固定件及设置于散热体上的与第一固定件配合以将散热体固定于底座上的第二固定件，且电路板的底部将第一固定件及第二固定件的顶部覆盖。
[0009]在上述LED灯具中，所述第一固定件及第二固定件的顶部不超过所述散热体的上表面。
[0010]在上述LED灯具中，所述第一固定件为在底座上突出的凸块，所述第二固定件为将所述凸块固定住的固定孔。
[0011]在上述LED灯具中，所述固定孔包括呈圆柱状的固定孔上端及比固定孔上端的孔径小的下端，所述凸块呈圆柱状且凸块的直径比固定孔上端的孔径小。
[0012]在上述LED灯具中，所述第二固定件为位于散热体底部的凸包，所述第一固定件为位于底座上的将所述凸包固定住的安装孔。
[0013]在上述LED灯具中，所述凸台均匀的分布于所述底座上。
[0014]在上述LED灯具中，所述底座的截面呈圆形，且所述凸台对称的分布于所述底座上。
[0015]在上述LED灯具中，所述凸台呈柱状且与所述底座一体成型。
[0016]为了更好的解决上述技术问题，本发明还提供了一种LED灯具的制作方法，其依次包括以下步骤:
S10、分别制作绝缘的底座、散热体、及带有LED的电路板，其中，底座内设用于驱动LED的驱动器及若干绝缘的凸台，散热体上设置若干与凸台对应的第一通孔，电路板上设置若干与凸台对应的第二通孔，第二通孔的周围具有热熔区；
S20、在底座上依次放置散热体及电路板，使电路板贴合于散热体上，使所述若干凸台依次穿过所述第一通孔及第二通孔，且每个凸台的上端从电路板的第二通孔处伸出；
S30、对所述凸台的上端加热使上端在所述热熔区熔化并固化在所述电路板上。
[0017]在上述LED灯具的制作方法中，所述步骤SlO还包括在底座上设置第一固定件，且在散热体上设置与第一固定件配合的用于将散热体固定于底座上的第二固定件；所述步骤S20还包括将第一固定件与第二固定件相互扣合固定，且使电路板的底部将第一固定件及第二固定件的顶部覆盖。
[0018]在上述LED灯具的制作方法中，所述第一固定件及第二固定件的顶部不超过所述散热体的上表面。
[0019]在上述LED灯具的制作方法中，所述第一固定件为在底座上突出的凸块或为位于底座上的安装孔，所述第二固定件为将所述凸块固定住的固定孔或为与安装孔配合固定的凸包。
[0020]在上述LED灯具的制作方法中，在所述凸台穿过第一通孔及第二通孔后且在对凸台加热前，凸台比电路板的上表面高出0.5-lmm。
[0021]在上述LED灯具的制作方法中，在上述步骤S30中通过超声波焊接机接触凸台的上端以对使凸台的上端受热熔化。
[0022]本发明提供的LED灯具通过分别在底座上设置若干个绝缘的凸台、在散热体上设置与凸台对应的供凸台穿过的第一通孔、且在电路板上设置与凸台对应的供凸台穿过的第二通孔，同时，电路板在第二通孔的周围形成有热熔区，则凸台依次穿过第一通孔及第二通孔后，凸台的上端伸出电路板且在热熔区通过受热熔化后固化在热熔区，则底板及散热体通过凸台、第一通孔及第二通孔牢固的固定在电路板上，三者连接可靠，而且，凸台为绝缘体，故其可以提高电路板上电子元器件之间的爬电距离，同时，整个LED灯具结构简单、其制作工艺简单，进而可以减少LED灯具的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明提供的一实施例中LED灯具半成品的分解图；
图2是本发明提供的一实施例中在凸台熔化固化前LED灯具半成品的结构示意图；
图3是图2所示实施例中凸台熔化固化后形成的LED灯具的剖面图；
图4是本发明提供的又一实施例中底座的结构图；
图5是本发明提供的又一实施例中散热体的结构图；
图6是本发明提供的一实施例中将底座与散热体预先安装后且熔化固定前的结构示意图；
图7是图6所示实施例中第一固定件熔化后底座与散热体固化后的结构示意图；
图8是本发明提供的LED灯具的制作流程图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0026]参见图1至图7所示，本发明提供了一种LED灯具，其主要包括:底座1、散热体2、及带有LED的电路板3。底座I为绝缘体，其内设置有用于驱动LED的驱动器及若干绝缘的凸台11。散热体2主要用于LED散热，其设置于底座I上，而且，散热体2上设置有若干个第一通孔21。第一通孔21与凸台11对应设置，即第一通孔21的数量与凸台11对应且第一通孔11的形状与凸台11匹配以使凸台11能穿过第一通孔21。电路板3设置于散热体2上，电路板3上设置有若干个第二通孔31，第二通孔31与凸台11对应设置，即第二通孔31的数量与凸台11对应且第二通孔11的形状与凸台11匹配以使凸台11能穿过第二通孔31。电路板3在第二通孔31的周围具有热熔区。底板上的凸台11依次穿过第一通孔21及第二通孔31后，凸台中从第二通孔31处伸出的部分(即凸台11的上端)在热熔区以熔融态成型并固设在热熔区。即凸台11的上端依次穿过第一通孔21及第二通孔31后从第二通孔31处露出，而且，凸台11的上端露出后被加热熔化，待凸台11的上端从熔融状态通过冷却等方式固化成型后，凸台11的上端自然固定在电路板3的热熔区；由于凸台11的上端熔化固化后其将第二通孔31完全覆盖，类似于螺丝帽一样将凸台11及底板固定在电路板3上；进而通过凸台11使得底座I与电路板3被固定且散热体2也被夹持固定于底座I与电路板3之间。所以，一方面，本发明提供的LED灯具保证了底座1、散热体2及电路板3三者之间连接的可靠性。另一方面，由于底座I及凸台11均为绝缘体，所以熔化并固化在电路板3的热熔区的凸台11的上端也为绝缘体，进而其可以大大提高电路板3上电子元器件的电气爬电距离。同时，上述底座1、散热体2及电路板3的结构简单、其各自的制作各异及三者之间的组装亦较简单快捷，进而可以降低LED灯具的制作成本。
[0027]由于凸台11与底座I可以一体成型，，所以本发明提供的LED灯具的制作工艺能进一步的降低且其成本也能进一步的降低。同时，由于凸台11为绝缘体，所以本发明提供的LED灯具中电路板3上电子元器件之间的爬电距离能得到增加，这样有利于电路板3尤其是体积较小的电路板3上电路的布局，而且能大大减少电路中电子元器件被击穿短路的危险，进而使电路板3的电性能更加优化。
[0028]为了进一步提高本发明提供的LED灯具连接的可靠性，本发明还做了进一步优化。具体的，参见图2至图7所示。在本发明的优选实施例中，底座I上还设置有第一固定件12，散热体2上设置有第二固定件22且第二固定件22与第一固定件12匹配以将散热体2固定于底座I上，同时，第一固定件12及第二固定件22的顶部全部被电路板3的底部覆盖，以在保证底座I与散热体2连接的可靠性的同时避免第一固定件12或第二固定件22影响电路板3上电子元器件的爬电距离。也就是说即使第一固定件12及第二固定件22为螺钉等常见的能导电的固定件，在底板将两者覆盖的情况下其亦能保证LED灯具中电路板3的电性能。优选地，第一固定件12及第二固定件22的顶部不超过散热体2的上表面，以使第一固定件12及第二固定件22不影响散热体2上表面的平整情况，进而使电路板3能更好的贴合于散热体2上，从而使电路板3上的热量能更好的散发出去。
[0029]值得说明的是，将底座I与散热体2固定于一起的第一固定件12及第二固定件22可以采用诸多结构。优选地，参见图6及图7，第一固定件12为在底座I上突出的凸块，第二固定件22为将所述凸块固定住的固定孔。例如凸块与固定孔通过类似卡扣于卡槽的形式卡扣住。通过孔将凸块固定住的凸块及固定孔的结构为本领域技术人员所熟知，所以凸块及固定孔的结构不一一列举。在本发明的一优选实施例中，固定孔包括呈圆柱状的固定孔上端及比固定孔上端的孔径小的下端。例如图4及图7，固定孔上端为圆柱形，固定孔的下端呈孔径比固定孔上端的孔径小的圆柱状，或者固定孔的下端呈孔径比其上端小的漏斗状。所以，凸块能被形状渐变的固定孔更好的固定住。凸块呈圆柱状且凸块的直径比固定孔上端的孔径小。由于凸块要穿过安装孔，通常圆柱状的凸块的直径与固定孔的下端的直径相等或相当。在该优选实施例中，将凸块穿过安装孔的下端并位于安装孔的上端后(即将底座I与散热体2进行预安装，由于凸块的顶部不超过散热体2的上表面，所以凸块优选位于安装孔的上端的中间)，对凸块的上端加热则凸块的上端可以熔化并固化于安装孔的上端内，进而使底座I与散热体2牢固的固定在一起。同理，第二固定件22可以为位于散热体2底部的凸包，第一固定件12为位于底座I上的将所述凸包固定住的安装孔。
[0030]在本发明的优选实施例中，若干凸台11在底座I上均匀的分布，其能使得凸台11与电路板3的固定连接力分布均匀，进而使底座I与电路板3更好的固定在一起。更优选地，底座I的截面呈圆形，且所述凸台11对称的分布于所述底座I上(则第一固定孔也必然相应的在散热体2上均匀分布，第二固定孔在电路板3上也均匀的分布)，这样可以便于底座I的加工制作且使底座I上凸台11受力均匀，进而使底座1、散热体2及电路板3更好的固定在一起。更优选地，凸台11呈圆柱状且凸台11与底座I 一体成型，其使底座I的制作更加便捷且能提高凸台11与电路板3连接的可靠性。
[0031]本发明还提供了上述LED灯具的制作方法，参见图8所示。其制作方法主要依次包括以下步骤:
SlO、分别制作绝缘的底座1、散热体2、及带有LED的电路板3，其中，底座I内设用于驱动LED的驱动器及若干绝缘的凸台11，散热体2上设置若干与凸台11对应的第一通孔21，电路板3上设置若干与凸台11对应的第二通孔31，第二通孔31的周围具有热熔区；
S20、在底座I上依次放置散热体2及电路板3，使电路板3贴合于散热体2上，使所述若干凸台11依次穿过所述第一通孔21及第二通孔31，且每个凸台11的上端高出所述电路板3所在的平面；即使底座1、散热体2及电路板3进行预安装，使凸台11依次穿过第一固定孔及第二固定孔且使凸台11的上端在电路板3上从第二通孔31处伸出。
[0032]S30、对凸台11的上端加热使凸台11的上端在热熔区熔化并固化在上述电路板3上。凸台11为绝缘的，凸台11通常由塑胶制作且凸台11与底座I 一起通过塑胶一体成型。通过加热设备使凸台11的上端熔化，则凸台11的上端在电路板3的热熔区熔化且一段时间后其由熔融态固化在电路板3上。
[0033]再次参加图2至图8所示，在本发明的优选实施例中，制作塑胶的底座1、铝制的散热体2、铝基板模组(即带有LED的电路板3)。底座I外形大致呈圆柱状，其中间偏边位置对称设置有两个凸台U。此凸台11设计时需注意高度和大小的设计，凸台11大小需根据塑胶的底座I的内部空间以及其固定的驱动器等物体的大小来决定。由于塑胶底座I的内部空间是用来放置电源驱动的，其需保证驱动能放入的前提下来设计凸台11的大小(凸台11截面形状可以是方形或圆形)。电路板3上的热熔区可以为电路板3上预留的一片空板，也可以将该预留的空板进行一定的处理使该热熔区能承受将凸台11的上端进行热熔时的加工环境，例如能承受高温。
[0034]在上述实施例中，制作的散热体2呈圆柱状，其在中间偏边位置对称设置有第一通孔21。电路板3的中间偏边位置对称设置有第二通孔31。先进行预安装，即将塑胶的底座I插入散热体2内，将电路板3贴合于散热体2表面。凸台11依次穿过第一通孔21和第二通孔31后，凸台11的上端在电路板3上从第二通孔31处露出，用热融枪将从凸台11的上端的顶部开始进行热熔，通过控制加热的工艺使凸台11的上端熔化，则熔化后的塑胶堆积于容胶区(此案例容胶区为铝基板上预留的空板)，当此塑胶固化后就会形成像螺丝帽的状态与未融的塑胶连成一体以达到固定电路板3的目的，则电路板3紧紧贴附于散热体2上且能有效的传递热量。所以本发明可通过铝基板模组和底座I的夹持固定散热体2，而不用螺钉来固定，当然还可以增加对塑胶的底座I与散热体2间的锁紧力度(将散热体2与塑胶底座I间用螺丝预先锁定)以增强牢靠度。优选地，步骤SlO还包括在底座I上设置第一固定件12，且在散热体2上设置与第一固定件12配合的用于将散热体2固定于底座I上的第二固定件22 ;步骤S20还包括将第一固定件12与第二固定件22相互扣合固定，且使电路板3的底部将第一固定件12及第二固定件22的顶部覆盖。这样可以使底座I与散热体2固定的更牢靠。更优选地，第一固定件12及第二固定件22的顶部不超过所述散热体2的上表面，以使电路板3能更好的贴合于散热体2上进而提高LED灯具的散热能力。第一固定件12可以为在底座I上突出的凸块或为位于底座I上的安装孔，第二固定件22为将所述凸块固定住的固定孔或为与安装孔配合固定的凸包。底座I上凸台11的上端(即凸台11中露出第二通孔31的上端)的高度视凸台11热融后的胶体大小和热熔区大小来定。在本发明的优选实施例中，凸台11穿过第一通孔21及第二通孔31后且在对凸台11加热前(即在LED灯具预安装后且热熔前)，凸台11比电路板3的上表面高出0.5-lmm (即凸台11中露出第二通孔31的上端在热熔前的高度为0.5-lmm)。这样既可以保证凸台11的上端热熔后能牢靠的固定在电路板3上也能减少凸台11的上端热熔后占据的电路板3的空间。对凸台11的上端进行热熔的方式为本领域技术人员所熟知的技术，优选地，步骤S30中通过超声波焊接机接触凸台11的上端以对使凸台11的上端受热熔化，这样有利于凸台11的上端在电路板3上形成球状，进而能更好的固定在电路板3上。
[0035]本发明提供的LED灯具能简化操作工艺及降低成本。本发明采用绝缘的凸台结合热熔方式来固定电路板，其在保证LED灯具连接的可靠性的同时能提高LED灯具的电性能，且其操作简单、适于批量生产、制作成本较低。
[0036]在本说明书的描述中，参考术语“ 一个实施例”、“ 一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0037]在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种LED灯具，其特征在于，包括:绝缘的底座、依次设置于底座之上的散热体及带有LED的电路板，底座内设置有若干绝缘的凸台，散热体上与凸台对应的设置有供凸台穿过的若干个第一通孔，电路板上与凸台对应设置有供凸台穿过的若干个第二通孔，电路板在所述第二通孔的周围具有热熔区，所述凸台依次穿过第一通孔及第二通孔，凸台的上端从第二通孔处伸出并在上述热熔区以熔融态成型并固设于所述热熔区。
2.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，还包括设置于底座上的第一固定件及设置于散热体上的与第一固定件配合以将散热体固定于底座上的第二固定件，且电路板的底部将第一固定件及第二固定件的顶部覆盖。
3.如权利要求2所述的LED灯具，其特征在于，所述第一固定件及第二固定件的顶部不超过所述散热体的上表面。
4.如权利要求2或3所述的LED灯具，其特征在于，所述第一固定件为在底座上突出的凸块，所述第二固定件为将所述凸块固定住的固定孔。
5.如权利要求4所述的LED灯具，其特征在于，所述固定孔包括呈圆柱状的固定孔上端及比固定孔上端的孔径小的下端，所述凸块呈圆柱状且凸块的直径比固定孔上端的孔径小。
6.如权利要求2或3所述的LED灯具，其特征在于，所述第二固定件为位于散热体底部的凸包，所述第一固定件为位于底座上的将所述凸包固定住的安装孔。
7.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述凸台均匀的分布于所述底座上。
8.如权利要求7所述的LED灯具，其特征在于，所述底座的截面呈圆形，且所述凸台对称的分布于所述底座上。
9.如权利要求1或8所述的LED灯具，其特征在于，所述凸台呈柱状且与所述底座一体成型。
10.一种LED灯具的制作方法，其特征在于，依次包括以下步骤: S10、分别制作绝缘的底座、散热体、及带有LED的电路板，其中，底座内设若干绝缘的凸台，散热体上设置若干与凸台对应的第一通孔，电路板上设置若干与凸台对应的第二通孔，且第二通孔的周围具有热熔区； S20、在底座上依次放置散热体及电路板，使电路板贴合于散热体上且使所述若干凸台依次穿过所述第一通孔及第二通孔，且每个凸台的上端从电路板的第二通孔处伸出； S30、对所述凸台的上端加热，使凸台的上端在所述热熔区熔化并固化在所述电路板上。
11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述步骤SlO还包括在底座上设置第一固定件，且在散热体上设置与第一固定件配合的用于将散热体固定于底座上的第二固定件；所述步骤S20还包括将第一固定件与第二固定件相互扣合固定，且使电路板的底部将第一固定件及第二固定件的顶部覆盖。
12.如权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述第一固定件及第二固定件的顶部不超过所述散热体的上表面。
13.如权利要求11或12所述的制作方法，其特征在于，所述第一固定件为在底座上突出的凸块或为位于底座上的安装孔，所述第二固定件为将所述凸块固定住的固定孔或为与安装孔配合固定的凸包。
14.如权利要求13所述的制作方法，其特征在于，在所述凸台穿过第一通孔及第二通孔后且在对凸台加热前，凸台比电路板的上表面高出0.5-lmm。
15.如权利要求14所述的制作方法，其特征在于，在上述步骤S30中通过超声波焊接机接触凸台的上端以对使凸台的上端受热熔化。
【文档编号】F21Y101/02GK104344233SQ201310319789
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】龙飞虹 申请人:比亚迪股份有限公司