专利名称：超大功率led灯及其制造方法
技术领域：
本发明属于一种LED灯，特别涉及一种大功率LED灯。
背景技术：
众所周知，LED灯与传统光源一样，工作期间会产生热量，LED灯是在外加能量作用下，电子和空穴的辐射复合而发生的电致作用将能量的30-35％转化为光能，而非辐射复合发生的点阵振动，将其余65-70％的能量转化为热能。LED对温度是很敏感发光件，在工作温度较低的情况下，才可获得高的可靠的光学指标，才能满足通常照明的使用要求。为了使LED灯能适应通用照明的需要，固态照明光源迫切需要解决单元光通量的问题，LED灯单元光通量的增加而使每单元发热量大幅增加，而热量的大量增加使得LED灯芯片发光衰减而失去使用价值，特别是大功率的LED灯如何解决散热是目前的一大技术难题。为解决这一难题，在专利号为200420012318.3的高功率LED散热结构中，提出了液体散热箱的结构方案，200420112643.7大功率LED散热强化装配结构，提出了散热底板的结构方案，本公司的200610124134.x LED灯，提出了连接半导体冷却形式及结构方案。
发明内容
本发明的目的在于是为了解决目前照明级大功率LED的散热技术难题，提出一种超大功率LED灯。
本发明的目的在于是为了解决目前照明级大功率LED的散热技术难题，提出一种超大功率LED灯的制造方法。
本发明的超大功率LED灯，是指不少于一个LED芯片组成的，其总功率不小于0.5W的LED灯，其特征在于由LED灯杯体(A)接于基板(4)，基板(4)上设有热管(1)组合而构成。也可视为由LED灯杯体(A)接于包含有热管(1)的散热基板(4)组合而构成。所述热管管径可在3--100mm范围的金属管或非金属管，热管(1)的外形结构为圆形或椭圆型或扁型或异型材。其特征在于管内装有超导热介质。热管可根据需要设置一根热管或一组热管或多组热管结构。热管(1)至少有一端设为用作连接头，以便与外置的散热物体连接。热管可采用焊接方式或用高导热胶粘结方式固定在基板(4)上，也可采用嵌入方式或一体成型的模铸方式制成带导热管的基板部件产品，其使用更佳。其散热更顺畅，散热降温效果更好。
本发明的超大功率LED灯，其所述的LED灯杯体(A)，是在高导热性能绝缘材料灯杯框架(2)内，填充高导热性、高折射率和低膨胀系数的有机硅胶而构成；其内部设有荧光粉夹层，荧光粉夹层复盖有至少包含一颗大功率LED或LED芯片、以及LED正/负电夹层、LED芯片与芯片、芯片与支架电极之间连接的金线及在外部的LED正/负电极引脚(3)。其LED灯杯体(A)的内设LED芯片(10)以与基板(4)连接为一体模组结合结构。其中LED或LED芯片的设置，可均布或非均布多颗或众多的大功率LED。其灯杯体(A)可以制成部件产品形式使用。
本发明的超大功率LED灯与传统光源一样，工作期间会产生热量，LED灯是在外加能量作用下，电子和空穴的辐射复合而发生的电致作用将能量的30-35％转化为光能，而非辐射复合发生的点阵振动，将其余65-70％的能量转化为热能。LED对温度是很敏感发光件，在工作温度较低的情况下，才可获得高的可靠的光学指标，才能满足通常照明的使用要求。本发明的加强超大功率LED灯中设置的热管，可迅速有效地迁移当大功率的LED通电以后，芯片瞬间产生很高的热量，解决了芯片结温迅速积聚，导致芯片温度急剧上升，使LED灯亮度急速衰减，甚至烧毁LED的问题。本发明的超大功率LED灯，其金属基板上的热管可迅速迁移超大功率LED发出的热量，使LED芯片结温控制在可靠的温度下(120℃以下)。热管的应用一方面可以有效的迁移LED工作时产生的热量，解决大功率LED因散热不畅而引发的光衰问题。热管一端连接大功率LED，另一端连接于灯壳或其它散热体，即热管(1)至少有一端设为用作连接头，以便与外置的散热物体连接。向外一端连接头，可以现有技术的各种方式连接于灯壳或其它散热体，LED产生的热量通过热管迅速传输到灯壳或散热体，可实现散热更快，更好；另一方面可以改变传统大功率LED灯具的结构，使之结构更加小巧，更便于应用。
本发明的超大功率LED灯的制造方法，其特征在于由大功率LED灯杯体(A)连接基板(4)，基板(4)连接热管(1)而制成。
本发明的超大功率LED灯的制造方法，包括LED灯杯体(A)的制作，灯杯体(A)与包含有热管(1)的基板(4)的连接。其灯杯体(A)可以制成部件产品形式，采用一般技术方法连接。其优选制造方法特征在于其LED灯杯体(A)与基板(4)的连接组合是采用模组封装一体成形方法来完成。即灯杯体(A)与基板(4)的连接组合，是采用在基板(4)上的放置灯杯框架(2)，在其中设置荧光粉夹层，荧光粉夹层复盖有至少包含一颗大功率LED或LED芯片、以及LED正/负电夹层、LED芯片与芯片、LED芯片与支架电极之间连接的金线、外部的LED正/负电极引脚(3)，用填充有机硅胶的模组封装一体成形方法制成。其内设LED芯片(10)以模组的形式与基板(4)连接在一起，可获得最佳效果。由于其超大功率LED灯杯与金属基板的组合是采用模组封装一体成形制造方法来完成。由于超大功率LED灯杯与金属基板既为一体形成结构，使得二者之间的热传导阻力较小；有效地解决了高导热有机硅胶体与金属基板以一般的紧固方式连接存在的热阻大的问题。
本发明的有益效果是1、带导热管的板式散热器，散热效果显著，可适用于0.5W以上的大功率的LED灯的制造，特别是10W以上的超大功率的LED灯的制造；2、功率LED灯杯与金属基板的组合是采用模组封装一体成形制造方法，超大功率LED灯杯与金属基板既为一体成型结构，使得二者之间的热传导阻力很小；有效地解决了高导热有机硅胶体与金属基板以一般的紧固方式连接存在的热阻大的问题。
3、突破了LED灯亮度低的一大难题，实现了以LED为光源，可直接制得满足各不同照明灯的要求；4、具有结构简洁紧凑，安装方便，美观耐用，节能效果显著等特点。
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
图1、单根热管单向导热结构示意2、单根热管单向导热结构剖面图示意3、双组多根热管双向型导热结构示意4、双组多根热管双向型导热结构剖面图示意5、多组多向热管导热结构示意6、多组多向热管导热结构剖面图示意中热管(1)、灯杯框架(2)、LED灯杯体(A)、大功率LED正/负电极引脚(3)、LED支架基板(4)、荧光粉夹层(6)、大功率LED芯片(7)、有机硅胶(8)、锡膏或高导热硅胶(9)、金线(10)。
具体实施例方式
本发明的超大功率LED灯的制造方法，是采用模组型封装制造方法来完成，大功率LED灯杯体与金属基板既为一体形成结构。其中1、热管本发明中的重要组件，可迅速迁移大功率LED工作时产生的热量。热管一端连接大功率LED，另一端连接于灯壳或其它散热体，LED产生的热量通过热管迅速传输到灯壳或散热体，实现散热目的。根据负载(LED发热功率)情况和热管自身热迁移能力，热管可有单组，双组(图一，图五)或多组组成(每组热管由单根或多根热管组成)，其管径大小(∮3，∮5，∮6，∮8…∮100等)，外形结构(圆形，椭圆型，扁型或其他形状)及其长度(LED支架基板(4)或金属基板(5)的热管长度)均可根据具体应用而定。
2、LED灯杯框架由高导热性能的绝缘材料组成，内部包含LED正/负电夹层。杯内填充高导热性，高折射率和低膨胀系数的有机硅胶；3、大功率LED正/负电极引脚；4、LED支架基板由铝，铜或其它导热性能良好的金属合金组成，其底部连接于热管(1)；6、荧光粉夹层，厚度在0.01mm-10mm；7、大功率LED芯片；8、有机硅胶具有高导热性，高折射率和低膨胀系数；9、锡膏或高导热硅胶(导热率在0.01w/mk-200w/mk)，用于热管与LED支架基板或金属基板之间的连接，使LED产生的热量迅速传入热管；10、金线实现LED芯片与芯片，芯片与支架电极之间的连接。
权利要求
1.一种超大功率LED灯，所述的超大功率LED灯是指不少于一个LED芯片组成的，其总功率不小于0.5W的LED灯，其特征在于由LED灯杯体(A)接于基板(4)，基板(4)连接于热管(1)而构成。
2.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于其热管(1)的管内装有超导热介质。
3.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于其热管设计为一根热管结构。
4.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于其热管设计为一组热管结构。
5.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于其热管设计为不少于一组热管结构。
6.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于热管(1)至少有一端设为便于与外置的散热物体连接的接头。
7.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于热管(1)与金属板(5)的结合为焊接结构。
8.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于热管(1)与金属板(5)的结合为胶粘结的结构。
9.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于热管(1)与金属板(5)的结合为嵌入或模铸一体成型的结构的部件产品。
10.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于其热管(1)的管径是3--100mm范围的金属管或非金属管。
11.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于热管(1)的外形结构为圆形或椭圆型或扁型或异型材。
12.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于其LED灯杯体(A)的导热绝缘材料灯杯框架(2)内填充导热有机硅胶而构成，其有机硅胶内设有荧光粉夹层，荧光粉夹层复盖有至少包含一颗大功率LED或LED芯片、LED正/负电夹层、LED芯片与芯片，芯片与支架电极之间连接的金线。
13.根据权利要求1所述的管冷式超大功率LED灯，其特征在于其LED灯杯体(A)的内设LED芯片(10)以与基板(4)连接为一体模组结合结构。
14.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于荧光粉夹层复盖有不少于一颗大功率LED或LED芯片，其为均布或非均布形式排列。
15.根据权利要求1所述的超大功率LED灯，其特征在于荧光粉层厚度在0.01mm-10mm范围。
16.一种超大功率LED灯的制造方法，其特征在于由大功率LED灯杯体(A)连接基板(4)，基板(4)连接热管(1)而制成。
17.根据权利要求16所述的超大功率LED灯的制造方法，其特征在于灯杯体(A)与基板(4)的连接组合，是采用在基板(4)上的放置灯杯框架(2)，在其中设置荧光粉夹层，荧光粉夹层复盖有至少包含一颗大功率LED或LED芯片、以及LED正/负电夹层、LED芯片与芯片、LED芯片与支架电极之间连接的金线、外部的LED正/负电极引脚(3)，用填充有机硅胶的模组封装一体成形方法制成。
18.根据权利要求16所述的超大功率LED灯的制造方法，其特征在于灯杯体(A)与基板(4)的连接组合是采用模组封装一体成形方法来完成，且其内设的LED芯片(10)以贴在基板(4)的形式与基板(4)模组在一起。
19.根据权利要求16所述的超大功率LED灯的制造方法，其特征在于热管(1)与金属板(5)的结合胶粘结构的材料为导热系数为0.01w/mk-200w/mk的高导热硅胶。
全文摘要
本发明的超大功率LED灯及制造方法，由超大功率LED灯杯体(A)接于包含设有热管(1)基板(4)组合而构成；超大功率LED灯杯体(A)与基板(4)的连接是采用模组型封装制造方法来完成；超大功率LED灯杯与金属基板为一体成型结构，使得二者之间的热传导阻力趋近与零；有效地解决了高导热有机硅胶体与金属基板以一般的紧固方式连接存在的热阻大的问题；其散热效果显著，适用于0.5W以上的大功率的LED灯的制造，特别是10W以上的超大功率的LED灯的制造；可直接制得满足各不同照明灯的要求，且具有结构简洁紧凑，安装方便，美观耐用，节能效果显著等特点。
文档编号H01L23/34GK101042230SQ200710102789
公开日2007年9月26日 申请日期2007年4月29日 优先权日2007年4月29日
发明者陈德华, 欧发文 申请人:东莞市科锐德数码光电科技有限公司