发光二极管灯具及灯具内的外壳的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本专利申请要求2011年7月22日提交的且当前未决的日本专利申请 2011-174342的优先权，并且据此将其以引用方式并入本文。
技术领域
[0003] 本文描述了包括两层外壳的发光二极管（LED)灯具，所述外壳具有被外金属层完 全上覆或部分上覆的内树脂层，金属层具有至少20W/m，K的热导率和介于0. 5和0. 8之间 的热发射率，并与金属板接触，其中LED芯片设置在金属板上。
【背景技术】
[0004] 作为光源，发光二极管（LED)灯具提供高的光强度和比白炽灯泡更长的使用寿 命。LED灯具通常包括LED模块和用于所述模块的外壳。LED模块实质上为一种半导体并 包括LED芯片（发光源）以及用于LED芯片的载体。LED芯片基本上为如下的灯泡，它们 不具有灯丝，而是具有内置式电路驱动器或电连接到外电路。当电通过LED模块时，就会发 射光。由于芯片（即光源）在一定程度上讲是位于模块内的，因此如果光从芯片发射出来 并持续延长时段，则来自芯片的热（其可超过70°C)可积聚在模块内。因此，许多常规的 LED灯具也包括通常称为LED控制驱动器覆盖件的结构体，其具有热偏差以有效地耗散来 自LED模块的热。
[0005] 通常，正是LED外壳起到耗散由LED模块产生的热以及提供对模块及其电路的结 构支撑的作用。虽然已公开了LED灯具的各种结构配置，但仍然需要如下的LED灯具，其外 壳由于其组合物和部件配置的缘故而促进热耗散。 【实用新型内容】
[0006] 此处所提供的解决方案为一种发光二极管（LED)灯具，所述灯具包括：
[0007]a?至少一个LED芯片；
[0008]b.金属板，在该金属板上设置所述LED芯片；
[0009] C.与所述LED芯片电接触的LED模块；和
[0010]d.与所述金属板接触的外壳，并且所述LED模块设置在所述外壳中，
[0011] 所述外壳包括：
[0012] i)具有内表面和外表面的树脂层；和
[0013]ii)金属层，所述金属层以上覆形式设置在树脂层的外表面的至少一部分上并与 所述金属板接触；
[0014]其中：
[0015] 所述树脂层包含热塑性树脂组合物；并且
[0016] 所述金属层包含铝合金并具有至少20W/m，K至最高40W/m，K的热导率和介于0. 5 至0.8之间的热发射率。
【附图说明】
[0017] 本实用新型将通过以下各图得到更详细的说明，其中：
[0018] 图1示出了常规的现有技术LED灯具的剖面图。
[0019] 图2示出了本文所述的LED灯具的剖面图，示出了本文所述的LED外壳。
[0020] 图3A示出了包括LED外壳的LED灯具的剖面图，所述外壳仅具有金属层。
[0021] 图3B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟了图3A的LED灯具的热 特性。
[0022] 图4A示出了包括LED外壳的LED灯具的剖面图，所述外壳仅具有聚合物树脂层且 没有被金属上覆。
[0023] 图4B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟了图4A的LED灯具的热 特性。
[0024] 图5A示出了本文所述的包括两部分的LED外壳的LED灯具的剖面图，所述外壳具 有完全上覆于聚合物树脂层的金属层。
[0025] 图5B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟了图5A的LED灯具的热 特性。
[0026] 图6A示出了本文所述的包括两部分的LED外壳的LED灯的剖面图，所述外壳具有 长度为25mm并且部分上覆于树脂层的金属层。
[0027] 图6B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟列图6A的LED灯的热特 性。
[0028] 图7A示出了本文所述的包括两部分的LED外壳的LED灯的剖面图，所述外壳具有 长度为20mm且部分上覆于树脂层的金属层。
[0029] 图7B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟了图7A的LED灯具的热 特性。
[0030] 图8以平面图示出了用作比较实施例2或3并且仅由树脂层组成的矩形试验样 本。
[0031] 图9以平面图示出了如实施例E1和E4中所用的矩形试验样本，其具有完全被金 属层上覆的树脂层。
【具体实施方式】
[0032] 定义
[0033] 以下定义旨在用来解释说明书中所讨论的以及权利要求书中所引用的术语的含 义。
[0034] 如本文所用，冠词"一个"是指一个以及多于一个的，并且不必限制其所指名词为 单数。
[0035] 如本文所用，术语"约"和"为或为约"是指所述量或数值可为指定值或与指定值 近似或接近的某个其它值。该术语旨在表达，相似的值引发权利要求中陈述的等同结果或 效应。
[0036] 如本文所用，术语"包括 / 包含"（comprises,comprising)、"包括"（includes, including)、"具有"（has,having)或这些的任何其它变型均是指非排他性的包括。例如， 包括要素列表的过程、方法、制品或设备不仅限于所列要素，而是可包括未明确列出的或固 有的其它要素。此外，除非明确相反说明，"或"是指包含性的或，而不是指排他性的或。例 如，以下任何一种情况均满足条件A或B:A为真实的（或存在的）且B为虚假的（或不存 在的），A为虚假的（或不存在的）且B为真实的（或存在的），以及A和B均为真实的（或 存在的）。
[0037]如本文所用，术语"包括 / 包含"（comprises,comprising)、"包括"（includes, including)、"具有"（has,having)、"基本上由组成"、和"由组成"或这些的任何其它变型 可指非排他性的包括或排他性的包括。
[0038] 当这些术语是指包括要素列表的非排他性的包括、工艺、方法、制品或设备时，不 限于所列要素，而是可包括未明确列出的或可为固有的其它要素。此外，除非明确相反说 明，"或"是指包含性的或，而不是指排他性的或。例如，以下任何一种情况均满足条件A或 B:A为真实的（或存在的）且B为虚假的（或不存在的）；A为虚假的（或不存在的）且B 为真实的（或存在的）；以及A和B均为真实的（或存在的）。
[0039] 当这些术语是指更具排他性的包括时，这些术语将权利要求的范围限制于如下材 料或步骤所引用的那些，所述材料或步骤极大地影响本实用新型所引用的新型要素。
[0040] 当这些术语是指完全排他性的包括时，这些术语不包括权利要求中未明确引用的 任何要素、步骤或组件。
[0041] 如本文所用，术语"制品"是指未完成的或完成的物品（item)、物件（thing)、物体 (object)或未完成的或完成的物品、物件或物体的元件或部件。如本文所用，当制品未完成 时，术语"制品"可指将被包括在完成的制品中和/或将经历进一步加工以便成为完成的制 品的任何物品、物件、物体、元件、装置等。
[0042] 如本文所用，当制品完成时，术语"制品"是指已经历过完整加工从而适用于特定 用途/目的的物品、物件、物体、元件、装置等。
[0043] 制品可包括一个或多个元件或子组件，所述元件或子组件为部分被完成的并且有 待于进一步加工或与其它元件/子组件组装在一起而构成成品。此外，如本文所用，术语： "制品"还可指制品的系统或构型。
[0044] 如本文所用，术语"阳极氧化铝涂层"、"防蚀铝涂层"是指具有IUPAC名称为 oxo(oxoalumanoxy)alumane，CAS注册号为90669-62-8,并且化学式为A1203的阳极氧化物 涂层。
[0045] 如本文所用，术语"内"是指当树脂层更靠近LED模块时该外壳层的放置情况。
[0046] 如本文所用，术语"外"是指当金属层被定位成更远离LED模块时该层的放置情 况。
[0047] 如本文所用，术语"上覆"、"被上覆"是指在本文所述的LED灯具外壳中金属层相 关于树脂层的取向，并且表示金属层被放置在且邻近树脂层的离LED模块最远的表面，因 此将金属层定位成外壳的外层。
[0048] 如本文所用，术语"导热"、"热导率"用k来表示，并且是指材料能够导热的特性。 跨越高热导率材料中的热传递以比跨越低热导率材料中的热传递更快的速率进行。材料的 热导率随温度而变。一般来讲，材料随着平均温度的升高而变得更具导热性。
[0049] 热导率的倒数为热阻率，被表示为r。热导率按照W/m，K即瓦特/米开氏来测量。
[0050] 如本文所用，术语"热发射"、"热发射率"（通常用e或e表示）一般是指材料在 其表面处通过辐射发射能量的相对能力特性。其为在相同温度下由特定材料辐射的能量与 由黑体辐射的能量的比率。真实的黑体将具有e= 1，而任何实际物体将具有￡〈1。发射 率为无量纲量。
[0051] -般来讲，材料越暗且越黑，其发射率就越接近于1。材料的反光越强，其发射率就 越低。高度抛光的银具有约〇. 02的发射率。
[0052] 如本文所用，术语"电绝缘"是指材料在阻抗电荷流动方面的性能。此类材料被称 为电介质。电绝缘性能的典型指标为体积电阻率，其被表示为P(rho)。"体积电阻率":也 被称为"电阻率"是指对材料阻抗电流的强烈程度的量度。低电阻率表明如下材料，其容易 地允许电荷运动。电阻率在国际单位制中的单位为欧姆米（Qm)。
[0053] 如本文所用，术语"热塑性聚合物"是指如下聚合物，其在加热并冷冻至极似玻璃 态时（当足够地冷却时）变成液体。由于该特性的缘故，热塑性聚合物可被模塑。热塑性 聚合物在其具体的玻璃化转变温度1；以上为弹性的且柔性的。在第二且更高的熔融温度 Tm以下，大多数热塑性塑料具有与非晶态区域交替的晶态区域，在非晶态区域中的链近似 无规地卷绕。非晶态区域提供弹性，并且结晶区域提供强度和刚度。
[0054] 如本文所用，术语"热耗散"是指由电子器件和电路随时间的推移而产生的热损 失，这对于这些器件来讲是必要的，以改善可靠性并防止过早损坏。
[0055] 如本文所用，术语"散热片"是指如下组件或组合件，其将固体材料内所产生的热 转移至流体介质诸如空气或液体。傅立叶热传导定律（被简化成x方向上的一维形式）表 明，当物体中存在温度梯度时，热会从较高温度区域传递至较低温度区域，其速率正比于温 度梯度与热传递的横截面积的乘积。
[0056] 如