專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大功率led光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種LED光源，尤其是涉及到ー種大功率的LED光源。
背景技術(shù)：
隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，LED以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在市場(chǎng)中占有越來(lái)越重要的地位，不論是路燈，隧道燈、庭院燈、墻壁燈等，LED燈滲透到燈具的各個(gè)領(lǐng)域，但是現(xiàn)有技術(shù)中也存在著ー些一直困擾技術(shù)人員的難題。LED的核心發(fā)光部分是由P型和η型半導(dǎo)體的ρη結(jié)管芯，當(dāng)ρη結(jié)通過(guò)電流，電子與空穴相當(dāng)移動(dòng)并結(jié)合時(shí)，就會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光、紫外光或近紅外光。但是ρη結(jié)區(qū)發(fā)出的光子是非定向的，即向各個(gè)方向發(fā)射的幾率相同。因此并不是管芯產(chǎn)生的所有光都可以釋放出 來(lái)，這主要取決于半導(dǎo)體材料質(zhì)量、管芯結(jié)構(gòu)及幾何形狀、封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)與封裝材料。LED封裝是指發(fā)光芯片的封裝，相比集成電路封裝有較大的不同。LED的封裝不僅要求能夠保護(hù)燈芯，而且還要能夠透光，所以LED的封裝對(duì)封裝材料有特殊的要求，LED封裝是在完成輸出電信號(hào)，保護(hù)管芯正常工作，輸出可見(jiàn)光的功能，既有電參數(shù)，又有光參數(shù)的設(shè)計(jì)和技術(shù)要求，無(wú)法簡(jiǎn)單地使用普通封裝技木。一般情況下，LED的發(fā)光波長(zhǎng)隨溫度變化為O. 2-0. 3nm/°C，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當(dāng)正向電流流經(jīng)Pn結(jié)，發(fā)熱性損耗使ρη結(jié)結(jié)區(qū)溫度升高。在室溫附近，溫度每升高IV，LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少I(mǎi) %左右，故而封裝散熱性能，在保持LED工作發(fā)光時(shí)的色純度與發(fā)光強(qiáng)度顯得尤為重要。以往多采用減少其驅(qū)動(dòng)電流的辦法，降低ρη結(jié)結(jié)區(qū)溫度，來(lái)保持發(fā)光的色純度以及光照強(qiáng)度，多數(shù)的LED的驅(qū)動(dòng)電流都保持在20mA左右，但是LED的光輸出會(huì)隨著電流的增大而增加，目前很多功率型LED的驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到70mA、IOOmA甚至IA級(jí)，需要改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)。進(jìn)入21世紀(jì)后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不斷發(fā)展創(chuàng)新，紅、橙LED光效已達(dá)到100 lm/ff,綠LED為50 lm/ff,單只LED的光通量也達(dá)到數(shù)十流明(Im)。LED芯片和封裝不再沿襲傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和制造生產(chǎn)模式，在増加芯片的光輸出方面，研發(fā)不僅僅限于改變改變材料內(nèi)的雜質(zhì)數(shù)量，晶格缺陷和位錯(cuò)來(lái)提高內(nèi)部效率，同時(shí)，如何改善管芯及封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)LED內(nèi)部產(chǎn)生光子出射的幾率，提高光效、解決散熱、取光和熱沉優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)光學(xué)性能成為本領(lǐng)域技術(shù)人員關(guān)注的難題。目前市場(chǎng)上現(xiàn)已可以生產(chǎn)出O. 5W3W大功率LED產(chǎn)品，例如美國(guó)流明(Lumileds)公司的Luxeon LED，其特點(diǎn)是利用較大面積的金屬底座，并用鋁基板做為散熱片，將芯片發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)于空氣中，在金屬底座上用單顆大尺寸芯片或多顆小尺寸芯片封裝，也能有效的提高LED的功率和亮度，但也是小幅度的提高，因?yàn)樯嵩聿惶侠?，還是無(wú)法解決芯片工作時(shí)的高熱量問(wèn)題，導(dǎo)致LED芯片容易衰減、崩潰，且エ藝較難、成本高，不易推廣。同時(shí)傳統(tǒng)的LED支架封裝結(jié)構(gòu)是整個(gè)支架一起鍍銀，因此成本較高，カロエエ藝也比較復(fù)雜，不適合批量生產(chǎn)，此外由于現(xiàn)有的應(yīng)用于道路照明的LED 二次光學(xué)處理僅僅是在LED光源前部安裝反光罩，因此光分部很不均勻，會(huì)大大影響照明效果。因此，迫切的需要一種改進(jìn)的大功率LED光源來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中大功率LED光源存在的技缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)、エ藝簡(jiǎn)單、成本較低，散熱快，密封性
好，出光均勻的大功率LED光源。本發(fā)明的技術(shù)方案如下，ー種大功率LED光源,包括外殼和支架,所述支架上設(shè)置有發(fā)光芯片，發(fā)光芯片上設(shè)置有反光層，其特征在干，所述LED光源還包括紫銅電極，紫銅電極套在支架上，支架和紫銅電極設(shè)置有與其結(jié)構(gòu)配合的注塑成形的PPA，即聚鄰苯ニ酰胺 (簡(jiǎn)稱(chēng)PPA)樹(shù)脂，PPA將紫銅電極包覆在其中間，這樣可以起到保護(hù)電扱，絕緣耐高溫的作用，所述注塑形成的PPA外設(shè)置有透鏡。此外，上述光源封裝硅膠的配方采用添加苯基加油粘度CPS為8000-10000，密封效果好；支架采用高導(dǎo)熱材料，散熱效果好，該方案中采用主體和外殼相分離的結(jié)構(gòu)設(shè)置，相比較于傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)降低了生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)エ藝，適合批量生產(chǎn)，所述支架的ー側(cè)設(shè)置有銷(xiāo)ロ，另ー側(cè)設(shè)置有單邊出線開(kāi)ロ，支架通過(guò)設(shè)置在銷(xiāo)ロ中的定位銷(xiāo)卡在外売上，所述銷(xiāo)ロ設(shè)置為半圓形，單邊出線開(kāi)ロ設(shè)置為梯形，該結(jié)構(gòu)在安裝中既簡(jiǎn)單、方便又使得整個(gè)結(jié)構(gòu)密封性好。所述紫銅電極的正負(fù)電極延伸到支架的單邊出線開(kāi)ロ處，紫銅電極將芯片的正負(fù)極金線與電極相連，靠近的芯片可以就近連接電極，方便打線，提高工作效率，提高產(chǎn)量，其次，紫銅電極的正負(fù)電極延伸到圓形支架開(kāi)ロ，實(shí)現(xiàn)了單邊出現(xiàn)，相比較傳統(tǒng)的兩邊出線，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，并且外觀時(shí)尚美觀，而且該結(jié)構(gòu)與燈座配套簡(jiǎn)單，方便客戶(hù)使用。該方案中紫銅電極由兩個(gè)半圓形的沖壓件組成，紫銅電極的相比較現(xiàn)有技術(shù)中的車(chē)鋁件，不僅質(zhì)量可靠，而且由于其是兩個(gè)半圓形，與支架的接觸面積較大。所述LED光源還包括電極蓋，所述電極蓋通過(guò)自攻螺絲固定在支架上。由于該光源采用單邊出線的結(jié)構(gòu)，在圓形支架的開(kāi)口上通過(guò)自攻螺絲將電極蓋固定在支架上，既方便拆卸又保護(hù)電極結(jié)構(gòu)，還具有防塵防水的作用。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述透鏡為中間厚兩邊薄的凸透鏡，中間厚的區(qū)域設(shè)置為條紋結(jié)構(gòu)，該條紋結(jié)構(gòu)可以使光進(jìn)行漫反射，發(fā)出的光斑較好，此外該結(jié)構(gòu)可以使光聚集在透鏡的中心位置，同時(shí)又可以更好的將光均勻的分布在透鏡的四周，出光更均勻。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述發(fā)光芯片在支架上呈直線排列，所述直線與透鏡條紋狀結(jié)構(gòu)有一定的角度，該角度為45°——90°，優(yōu)選為60°。芯片的排列方式與透鏡的條紋狀結(jié)構(gòu)相匹配，利用光的散射原理，主要是為了増加光線散發(fā)面積，使光線散發(fā)面積的最大化。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述透鏡曲率半徑設(shè)置為I. 5 — 2. 5米，優(yōu)選為I. 8—2. O米，該范圍的曲率半徑可以更好的對(duì)發(fā)光芯片進(jìn)行放大配光，増加燈光的強(qiáng)度。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述支架(3)上設(shè)置有通氣孔，増加透氣性，便于散熱。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述支架下方設(shè)有導(dǎo)熱性能較強(qiáng)的金屬熱沉，所述熱沉可以是散熱片等結(jié)構(gòu)，設(shè)置金屬熱沉便于熱量的及時(shí)擴(kuò)散，延長(zhǎng)LED燈的使用壽命。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述支架設(shè)置為三層結(jié)構(gòu)，中間層為縱向、上下兩層均為橫向設(shè)置，每層均為具有一定間隙的熱沉層疊而夠成散熱結(jié)構(gòu)，所述熱沉為具導(dǎo)熱性能的金屬；所述熱沉優(yōu)選為厚度為O. 8mm-1. Omm的銅金屬,優(yōu)選為O. 9mm的銅金屬，姆層熱沉板還設(shè)有用于通風(fēng)散熱通孔。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述支架下方設(shè)置有導(dǎo)熱管。設(shè)置導(dǎo)熱管便于熱量的及時(shí)擴(kuò)散，延長(zhǎng)LED燈的使用壽命。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述反光層為鍍銀層，由于銀具有很好的反光效果，本發(fā)明采用僅在芯片上面鍍銀，使光源在出光中有反射，増加了出光效率，同時(shí)也解決了 LED的導(dǎo)熱問(wèn)題，相比較現(xiàn)有技術(shù)中整個(gè)支架一起鍍銀的結(jié)構(gòu)，該技術(shù)方案大大降低了成本，加工エ藝比較簡(jiǎn)單，更適合批量生產(chǎn)。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述外殼和支架均設(shè)置成圓形。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎，該大功率LED光源沒(méi)有借助復(fù)雜的部件，僅僅是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上針對(duì)結(jié)構(gòu)做了改變，就解決了現(xiàn)有技術(shù)中 的難題；成本較低，生產(chǎn)エ藝簡(jiǎn)單，安全可靠，散熱性好，出光均勻，密封性好，并且整個(gè)外觀結(jié)構(gòu)時(shí)尚美觀。


圖I為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為紫銅電極結(jié)構(gòu)示意 圖3為PPA結(jié)構(gòu)不意 圖4為支架結(jié)構(gòu)示意 圖5為電極蓋結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為外殼，2為定位銷(xiāo)，3為支架，4為紫銅電極，6注塑PPA，7為電極蓋，8為自攻螺絲，9透鏡，10銷(xiāo)ロ，11為單邊出線開(kāi)ロ。
具體實(shí)施例方式為了加深對(duì)發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖I一5對(duì)大功率LED光源做詳細(xì)的說(shuō)明，參見(jiàn)圖I。實(shí)施例I :如圖1、3所示，ー種大功率LED光源，包括外殼(I)和支架(3)，所述外殼和支架可以設(shè)置成圓形，所述支架(3)上設(shè)置有發(fā)光芯片，發(fā)光芯片上設(shè)置有反光層，所述LED光源還包括紫銅電極(4)，紫銅電極(4)套在支架上，支架和紫銅電極上設(shè)置有與其結(jié)構(gòu)配合的注塑成形的PPA，PPA將紫銅電極包覆在其中間，這樣可以起到保護(hù)電極，絕緣耐高溫的作用，所述注塑成形的PPA外設(shè)置有透鏡(9)。透鏡(9)為中間厚兩邊薄的凸透鏡，中間厚的區(qū)域設(shè)置有條紋結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以使光聚集在透鏡的中心位置，同時(shí)又可以更好的將光均勻的分布在透鏡的四周，出光更均勻。該方案采用主體和外殼相分離的結(jié)構(gòu)設(shè)置，相比較于傳統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)降低了生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)エ藝，適合批量生產(chǎn)。圖2為紫銅電極結(jié)構(gòu)示意圖，該紫銅電極(4)由兩個(gè)半圓形的沖壓件組成。紫銅電極的相比較現(xiàn)有技術(shù)中的車(chē)鋁件，不僅質(zhì)量可靠，而且由于其是兩個(gè)半圓形，與支架的接觸面積較大。圖4為支架結(jié)構(gòu)示意圖，所述支架的一側(cè)設(shè)置有銷(xiāo)ロ(10)，另ー側(cè)設(shè)置有單邊出線開(kāi)ロ(11)，支架通過(guò)設(shè)置在銷(xiāo)口中的定位銷(xiāo)(2)卡在外売上，所述紫銅電極(4)的正負(fù)電極延伸到支架的單邊出線開(kāi)ロ(11)處，紫銅電極將芯片的正負(fù)極金線與電極相連，靠近的芯片可以就近連接電極，方便打線，提高工作效率，提高產(chǎn)量，其次，紫銅電極的正負(fù)電極延伸到圓形支架開(kāi)ロ，實(shí)現(xiàn)了單邊出現(xiàn)，相比較傳統(tǒng)的兩邊出線，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，并且外觀時(shí)尚美觀。圖5為電極蓋結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖I可以看到，電極蓋(7)通過(guò)自攻螺絲(8)固定在支架(3)上。由于該光源采用單邊出線的結(jié)構(gòu)，在圓形支架的開(kāi)口上通過(guò)自攻螺絲(8)將電極蓋固定在支架上，既方便拆卸又保護(hù)電極結(jié)構(gòu)，還具有防塵防水的作用。實(shí)施例2 :將反光層設(shè)置為鍍銀層，其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I相同；由于銀具有很好的反光效果，本發(fā)明采用僅在芯片上面鍍銀，使光源在出光中有反射，増加了出光效率，同時(shí)也解決了 LED的導(dǎo)熱問(wèn)題，相比較現(xiàn)有技術(shù)中整個(gè)支架一起鍍銀的結(jié)構(gòu)，該技術(shù)方案大大降低了成本，加工エ藝比較簡(jiǎn)單，更適合批量生產(chǎn)。實(shí)施例3 :將銷(xiāo)ロ( 10)設(shè)置為半圓形，單邊出線開(kāi)ロ( 11)設(shè)置為梯形，其他結(jié)構(gòu)與 實(shí)施例I相同；該結(jié)構(gòu)在安裝中既簡(jiǎn)單、方便又使得整個(gè)結(jié)構(gòu)密封性好。實(shí)施例4:發(fā)光芯片在支架上呈直線排列，所述直線與透鏡條紋狀結(jié)構(gòu)有一定的角度，該角度為45°——90°，優(yōu)選為60°。芯片的排列方式與透鏡的條紋狀結(jié)構(gòu)相匹配，利用光的散射原理，主要是為了増加光線散發(fā)面積，使光線散發(fā)面積的最大化。實(shí)施例5 :透鏡曲率半徑設(shè)置為1.5—2. 5米，優(yōu)選為I. 8—2. O米，該范圍的曲率半徑可以更好的對(duì)發(fā)光芯片進(jìn)行放大配光，増加燈光的強(qiáng)度。實(shí)施例6 :支架(3)下方設(shè)有導(dǎo)熱性能較強(qiáng)的金屬熱沉，所述熱沉可以是散熱片等結(jié)構(gòu)，設(shè)置金屬熱沉便于熱量的及時(shí)擴(kuò)散，延長(zhǎng)LED燈的使用壽命。實(shí)施例7 :支架(3)設(shè)置為三層結(jié)構(gòu)，中間層為縱向、上下兩層均為橫向設(shè)置，每層均為具有一定間隙的熱沉層疊而夠成散熱結(jié)構(gòu)，所述熱沉為具導(dǎo)熱性能的金屬；所述熱沉優(yōu)選為厚度為O. 8mm-1. Omm的銅金屬,優(yōu)選為O. 9mm的銅金屬，姆層熱沉板還設(shè)有用于通風(fēng)散熱通孔。實(shí)施例8 :支架下方設(shè)置有導(dǎo)熱管，設(shè)置導(dǎo)熱管便于熱量的及時(shí)擴(kuò)散，延長(zhǎng)LED燈的使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎，成本較低，生產(chǎn)エ藝簡(jiǎn)單，安全可靠，散熱性好,出光均勻,密封性好,并且整個(gè)外觀結(jié)構(gòu)時(shí)尚美觀。需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并沒(méi)有限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述結(jié)構(gòu)上所做的等同替換或者改變均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種大功率LED光源，包括外殼(I)和支架(3)，所述支架(3)上設(shè)置有發(fā)光芯片，發(fā)光芯片上設(shè)置有反光層，其特征在于，所述LED光源還包括紫銅電極，紫銅電極(4)套在支架上，支架和紫銅電極上設(shè)置有與其結(jié)構(gòu)配合的注塑成形的PPA，PPA將紫銅電極包覆在其中間，所述注塑成形的PPA外設(shè)置有透鏡(9);所述支架(3)的一側(cè)設(shè)置有銷(xiāo)口(10)，另一側(cè)設(shè)置有單邊出線開(kāi)口(11)，所述銷(xiāo)口(10)設(shè)置為半圓形，單邊出現(xiàn)開(kāi)口(11)設(shè)置為梯形，支架通過(guò)設(shè)置在銷(xiāo)口中的定位銷(xiāo)(2)卡在外殼(I)上；所述紫銅電極(4)由兩個(gè)半圓形的沖壓件組成，其正負(fù)電極延伸到支架的單邊出線開(kāi)口(11)處，單邊出線開(kāi)口處通過(guò)電極蓋(7 )進(jìn)行密封，所述電極蓋通過(guò)自攻螺絲(8 )固定在支架(3 )上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率LED光源，其特征在于所述透鏡(9)為中間厚兩邊薄的凸透鏡，中間厚的區(qū)域設(shè)置為條紋狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率LED光源，其特征在于所述發(fā)光芯片呈直線排列，所述直線與透鏡條紋狀結(jié)構(gòu)有一定的角度，該角度為45°——90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的大功率LED光源，其特征在于所述透鏡曲率半徑設(shè)置為I. 5—2. 5米。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的大功率LED光源，其特征在于所述支架(3)上設(shè)置有通氣孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的大功率LED光源，其特征在于所述支架下方設(shè)有導(dǎo)熱性能較強(qiáng)的金屬熱沉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率LED光源，其特征在于所述支架設(shè)置為三層結(jié)構(gòu)，中間層為縱向、上下兩層均為橫向設(shè)置，每層均為具有一定間隙的熱沉層疊而夠成散熱結(jié)構(gòu)，所述熱沉為具導(dǎo)熱性能的金屬；所述熱沉優(yōu)選為厚度為0. 8mm-l. Omm的銅金屬，每層熱沉板還設(shè)有用于通風(fēng)散熱通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的大功率LED光源，其特征在于所述支架下方設(shè)置有導(dǎo)熱管。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的大功率LED光源，其特征在于所述反光層為鍍銀層。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的大功率LED光源，其特征在于所述外殼(I)和支架(3)均設(shè)置成圓形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率LED光源，包括外殼(1)和支架(3)，所述支架(3)上設(shè)置有發(fā)光芯片，發(fā)光芯片上設(shè)置有反光層，其特征在于，所述LED光源還包括紫銅電極，紫銅電極(4)套在支架上，支架和紫銅電極設(shè)置注塑成形的PPA，PPA將紫銅電極包覆在其中間，所述注塑成形的PPA外設(shè)置有透鏡(9)。本發(fā)明的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎，成本較低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，安全可靠，散熱性好，出光均勻，密封性好，并且整個(gè)外觀結(jié)構(gòu)時(shí)尚美觀。
文檔編號(hào)F21V31/00GK102734678SQ20121023802
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者劉平, 虞浩輝, 韋海洋 申請(qǐng)人:江蘇威納德照明科技有限公司