一種具有全結(jié)構(gòu)散熱的發(fā)光二極管燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有全結(jié)構(gòu)散熱的發(fā)光二極管燈，該發(fā)光二極管燈包括燈體和支撐燈體的主梁。所述燈體包括腔體，在所述腔體內(nèi)并排安裝了多個(gè)發(fā)光二極管模塊，且所述發(fā)光二極管模塊之間留有通氣的空隙；所述多個(gè)發(fā)光二極管模塊的每一個(gè)模塊包括靠近所述腔體正面的發(fā)光二極管封裝板和靠近腔體背面的散熱器；所述發(fā)光二極管封裝板集成有多個(gè)發(fā)光二極管芯片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的發(fā)光二極管模塊間的縫隙、每個(gè)模塊封裝板和散熱器上的通氣孔以及散熱器和主梁構(gòu)成的全散熱系統(tǒng)提高了熱量散發(fā)效率，降低了整個(gè)系統(tǒng)的溫度，提高了發(fā)光二級(jí)管燈工作的穩(wěn)定性和安全性。
【專利說明】一種具有全結(jié)構(gòu)散熱的發(fā)光二極管燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，具體涉及一種具有全結(jié)構(gòu)散熱的發(fā)光二極管燈。

【背景技術(shù)】
[0002]路燈是城市照明的重要組成部分，其特點(diǎn)是功率大，亮度高。傳統(tǒng)的路燈采用高壓鈉燈。由于高壓鈉燈有大量的能量轉(zhuǎn)化為熱能，其光效低且能源耗費(fèi)高。由于發(fā)光二極管燈是一種固態(tài)冷光源，當(dāng)前有一些廠家改用發(fā)光二極管燈做路燈光源。然而，這些路燈仍然具有耗能聞、難檢修以及壽命短等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種發(fā)光二極管燈，以提高該發(fā)光二極管燈的散熱效率，提高其工作穩(wěn)定性，增加其壽命。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管(LED)燈，包括燈體和支撐燈體的主梁，所述主梁中設(shè)置電源線，為所述燈體供應(yīng)電能，其特征在于，所述燈體包括腔體，所述腔體具有腔體正面和腔體背面，所述腔體背面設(shè)置了帶有通氣孔的燈殼，在所述腔體內(nèi)并排安裝了多個(gè)發(fā)光二極管模塊，且所述發(fā)光二極管模塊之間留有通氣的空隙；所述多個(gè)發(fā)光二極管模塊的每一個(gè)模塊包括靠近所述腔體正面的發(fā)光二極管封裝板和靠近腔體背面的散熱器；所述發(fā)光二極管封裝板集成有多個(gè)發(fā)光二極管芯片，通電的時(shí)候，所述發(fā)光二極管芯片通過所述腔體正面發(fā)出光線；此外，在所述發(fā)光二極管封裝板上的所述多個(gè)發(fā)光二極管芯片之間設(shè)有通氣孔，并且在所述散熱器上設(shè)有對(duì)應(yīng)于所述發(fā)光二極管封裝板的通氣孔。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，所述發(fā)光二極管封裝板上的多個(gè)發(fā)光二極管芯片包括相互并聯(lián)的發(fā)光二極管串，每一個(gè)發(fā)光二極管串包括多個(gè)相互串聯(lián)的發(fā)光二極管。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，所述通氣孔包括位于所述相互串聯(lián)的發(fā)光二極管之間的第一孔和位于所述相互并聯(lián)的發(fā)光二極管串之間的第二孔。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一孔的孔徑小于所述第二孔的孔徑。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的發(fā)光二極管模塊之間的間隙、發(fā)光二極管封裝板和散熱板上的中空孔構(gòu)成了氣流通道。在這個(gè)系統(tǒng)中，自然氣流通過電路板和散熱器的氣流通道，帶走多余熱量，降低了整個(gè)系統(tǒng)的溫度，提高了發(fā)光二級(jí)管燈工作的穩(wěn)定性和安全性。此外，大孔和小孔的設(shè)置能有效利用發(fā)光二極管封裝板的空閑區(qū)域，增加通氣降溫功能的同時(shí)，節(jié)省了電路板面積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管燈。
[0010]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管燈的側(cè)視剖面圖。
[0011]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管模塊的正面放大圖。
[0012]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管封裝板的分解結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管封裝板的中空孔和發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的散熱器的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管燈的腔體正面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管燈的腔體正面的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的說明。盡管本發(fā)明將結(jié)合一些【具體實(shí)施方式】進(jìn)行闡述和說明，但需要注意的是本發(fā)明并不僅僅只局限于這些實(shí)施方式。相反，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
[0018]另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的【具體實(shí)施方式】中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在另外一些實(shí)例中，對(duì)于大家熟知的方法、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0019]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管(Light Emitting D1de, LED)燈100。發(fā)光二極管燈100包括燈體102和支撐燈體102的主梁104。在一個(gè)實(shí)施例中，主梁104與路燈桿相連并且深入到燈體102的內(nèi)部。主梁104內(nèi)部裝有電線與外部電源相連，從而支撐燈體102并給燈體102供電，以實(shí)現(xiàn)路燈照明。
[0020]燈體102包括腔體103。腔體103的正反面分別稱為腔體正面150和腔體背面160。以下將結(jié)合圖1、圖2和圖3進(jìn)行描述。
[0021]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管燈100的側(cè)視剖面圖200 (參考腔體正面150和腔體背面160的箭頭指向)。
[0022]如圖2所示，腔體背面160設(shè)置了帶有通氣孔212的燈殼210。如圖1所示，在腔體103內(nèi)并排安裝了多個(gè)發(fā)光二極管模塊106_1，106_2和106_3。值得說明的是，本發(fā)明中的多個(gè)發(fā)光二極管模塊可以包括其他數(shù)目的模塊，例如:4個(gè)及以上，且不局限于圖1所示的3個(gè)。發(fā)光二極管模塊106_1至106_3之間留有通氣的空隙。圖2中的發(fā)光二極管模塊106可以表示圖1中的發(fā)光二極管模塊106_1至106_3中任意一個(gè)的側(cè)視結(jié)構(gòu)。
[0023]結(jié)合圖1和圖2，多個(gè)發(fā)光二極管模塊的每一個(gè)模塊106包括靠近腔體正面150的發(fā)光二極管封裝板202和靠近腔體背面160的散熱器150。發(fā)光二極管封裝板202集成有多個(gè)發(fā)光二極管芯片(例如:LED芯片170)。通電的時(shí)候，這些發(fā)光二極管芯片通過所述腔體正面150發(fā)出光線。
[0024]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管模塊106的正面放大圖。在發(fā)光二極管封裝板202上的多個(gè)發(fā)光二極管之間設(shè)有通氣孔(例如，孔304和306)，并且在散熱器204上設(shè)有對(duì)應(yīng)于發(fā)光二極管封裝板202的通氣孔。更具體地講，在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光二極管封裝板202上的多個(gè)發(fā)光二極管包括相互并聯(lián)的發(fā)光二極管串，每一個(gè)發(fā)光二極管串包括多個(gè)相互串聯(lián)的發(fā)光二極管。如圖3所示，發(fā)光二極管封裝板202中的發(fā)光二極管170_1，170_2，170_3，170_4 和 170_5 相互串聯(lián)，發(fā)光二極管 170_6，170_7，170_8，170_9 和170_10相互串聯(lián)，并且這兩個(gè)發(fā)光二極管串相互并聯(lián)與電源相連。由此，通氣孔包括位于相互串聯(lián)的發(fā)光二極管之間的第一孔(例如:204)和位于相互并聯(lián)的發(fā)光二極管串之間的第二孔(例如:306)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一孔的孔徑小于第二孔的孔徑。
[0025]優(yōu)點(diǎn)在于，發(fā)光二極管模塊之間的間隙、發(fā)光二極管封裝板202和散熱板204上的中空孔設(shè)計(jì)構(gòu)成了氣流通道。在這個(gè)系統(tǒng)中，自然氣流通過電路板和散熱器的氣流通道，帶走多余熱量，降低了整個(gè)系統(tǒng)的溫度，提高了發(fā)光二級(jí)管燈100工作的穩(wěn)定性和安全性。此夕卜，大孔和小孔的設(shè)置能有效利用發(fā)光二極管封裝板202的空閑區(qū)域(例如:沒有LED芯片和線路的平面)，增加通氣降溫功能的同時(shí)，節(jié)省了電路板面積。
[0026]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管封裝板202的分解結(jié)構(gòu)圖。在圖4的實(shí)施例中，封裝板202采用兩重硅橡膠圈將發(fā)光二極管芯片所在的襯底板密封封裝。例如，封裝板202包括集成有發(fā)光二極管的電路板404以及兩重硅橡膠圈402和406。兩重硅橡膠圈402和406是將發(fā)光二極管的電路板404密封，也就是說，發(fā)光二極管的電路板404與外界空氣隔絕。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光二極管的電路板404包括陶瓷基板。發(fā)光二極管芯片通過金球直接工晶焊接在陶瓷基板上。由此，封裝板采用兩重硅橡膠圈將發(fā)光二極管芯片所在的陶瓷基板密封封裝。有利地是，采用金球直接工晶焊接替換現(xiàn)有技術(shù)中的金線連接，從而避免了因?yàn)榻鹁€斷路而造成的LED開路風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)降低了熱阻。
[0027]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管封裝板202的中空孔和發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)圖。圖5是以中空孔304和發(fā)光二極管芯片170_1和170_2作為示例進(jìn)行描述的。其他中空孔情況類似，為了描述的簡潔，就不進(jìn)行贅述。在一個(gè)實(shí)施例中，通氣孔304是由橡膠材料在硅橡膠圈打上與橡膠圈封裝內(nèi)部氣體隔離的中空孔(此孔的四周孔壁仍然是硅橡膠材料)，該中空孔與襯底板上的通氣孔連通，從而形成的孔道穿透封裝板202，該孔道與橡膠圈封裝內(nèi)部構(gòu)成氣體隔離。
[0028]優(yōu)點(diǎn)在于，使用兩重硅橡膠圈進(jìn)行發(fā)光二極管電路板的封裝可以避免使用螺釘，防止水汽或其他有害氣體侵蝕芯片和PCB板。在這個(gè)實(shí)施例中，硅橡膠圈是一種高導(dǎo)熱絕緣材料，可以防止電氣干擾，但是能夠及時(shí)將熱量通過通氣孔和散熱器204進(jìn)行散熱。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，橡膠圈位于所述發(fā)光二極管芯片的位置制作了透鏡突起(例如:透鏡突起410)。有利地是，該透鏡突起是在所述橡膠圈基礎(chǔ)上添加透光材料，從而該透鏡突起的透光性比橡膠圈的其他部分強(qiáng)。透鏡突起具有透鏡散光的功能，使得光線散射，以覆蓋更寬的范圍。
[0030]圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的散熱器204的結(jié)構(gòu)圖。在圖6的實(shí)施例中，散熱器204包括散熱體602和熱傳導(dǎo)柄604。結(jié)合圖2，主梁104伸入腔體103的部分具有與熱傳導(dǎo)柄604耦合的熱接收柄250。主梁的熱接收柄250與燈殼210相耦合。值得說明的是，在本發(fā)明中的“耦合”可以是接觸，也可以不接觸且由介質(zhì)材料(如空氣)進(jìn)行能量傳遞。在一個(gè)實(shí)施例中，熱接收柄250采用導(dǎo)熱性好的金屬材料，例如:銅。
[0031]優(yōu)點(diǎn)在于，散熱器204和主梁104構(gòu)成了全結(jié)構(gòu)散熱系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，散熱器204的熱量除了通過燈腔中的氣體流過氣孔(如212)散發(fā)，也可以通過散熱柄604傳導(dǎo)到熱接收柄250，并由此傳送到燈殼210進(jìn)行散熱。因此，這種全結(jié)構(gòu)散熱系統(tǒng)提高了散熱效率，進(jìn)一步降低了 LED燈的工作溫度，提高了 LED燈的安全性和壽命。
[0032]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管燈的腔體正面的結(jié)構(gòu)示意圖700。圖7將圖1的對(duì)應(yīng)部分視圖做了放大，以顯示更多的細(xì)節(jié)。如圖7所示，在腔體103內(nèi)安置了多個(gè)發(fā)光二極管模塊106_1，106_2和106_3。每一個(gè)發(fā)光二極管模塊設(shè)置了可插拔連接口，且腔體103的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置了插槽。以發(fā)光二極管模塊106_1為例，發(fā)光二極管模塊106_1包括可插拔連接口 706和708。腔體103對(duì)應(yīng)可插拔連接口 706的位置設(shè)置了插座702和卡門703。腔體103對(duì)應(yīng)可插拔連接口 708的位置設(shè)置了插槽704和卡門705。當(dāng)發(fā)光二極管模塊106_1的連接口 706和708分別插入對(duì)應(yīng)插槽702和704，且卡門703和705關(guān)閉時(shí)，發(fā)光二極管模塊106_1固定于腔體103中；當(dāng)卡門703和705松開時(shí)，發(fā)光二極管模塊106_1與腔體103松開。
[0033]優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)其中一個(gè)發(fā)光二極管模塊損壞時(shí)，技術(shù)人員能夠通過操作卡門(例如:按下卡門)直接更換對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管模塊。在保證LED燈100正常工作的前提下，可插拔連接口、插座和卡門的設(shè)計(jì)提高了為LED燈100維修的安全性和便利性。
[0034]圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管燈的腔體正面的另一結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)號(hào)與圖1相同的元件具有類似的功能。腔體103上對(duì)應(yīng)于每一個(gè)卡門均安裝無線控制器。例如，卡門703安裝了無線控制器802，卡門705安裝了無線控制器804。無線控制器接收無線控制信號(hào)，并根據(jù)無線控制信號(hào)控制對(duì)應(yīng)卡門的狀態(tài)。在另外的實(shí)施例中，一個(gè)發(fā)光二極管模塊只安裝一個(gè)無線控制器，該無線控制器與所有卡門開關(guān)相連，并可根據(jù)遠(yuǎn)程信號(hào)識(shí)別需要控制的卡門，以執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作。舉例說明，在以上兩種情況，LED燈維修人員可以操作無線控制發(fā)射器。當(dāng)其中一個(gè)發(fā)光二極管模塊損壞時(shí)(例如，發(fā)光二極管模塊106_1損壞)，則LED燈維修人員通過無線控制發(fā)射器松開卡門703和705，由此，可以方便的更換發(fā)光二極管模塊106_1。因此，在保證LED燈100正常工作的前提下，可插拔連接口、插座和卡門的設(shè)計(jì)提高了維修的安全性和便利性。
[0035]上文【具體實(shí)施方式】和附圖僅為本發(fā)明之常用實(shí)施例。顯然，在不脫離權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明精神和發(fā)明范圍的前提下可以有各種增補(bǔ)、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準(zhǔn)則的前提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實(shí)施例僅用于說明而非限制，本發(fā)明之范圍由后附權(quán)利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管(LED)燈，包括燈體和支撐燈體的主梁，所述主梁中設(shè)置電源線，為所述燈體供應(yīng)電能，其特征在于，所述燈體包括腔體，所述腔體具有腔體正面和腔體背面，所述腔體背面設(shè)置了帶有通氣孔的燈殼，在所述腔體內(nèi)并排安裝了多個(gè)發(fā)光二極管模塊，且所述發(fā)光二極管模塊之間留有通氣的空隙；所述多個(gè)發(fā)光二極管模塊的每一個(gè)模塊包括靠近所述腔體正面的發(fā)光二極管封裝板和靠近腔體背面的散熱器；所述發(fā)光二極管封裝板集成有多個(gè)發(fā)光二極管芯片，通電的時(shí)候，所述發(fā)光二極管芯片通過所述腔體正面發(fā)出光線；此外，在所述發(fā)光二極管封裝板上的所述多個(gè)發(fā)光二極管芯片之間設(shè)有通氣孔，并且在所述散熱器上設(shè)有對(duì)應(yīng)于所述發(fā)光二極管封裝板的通氣孔；所述封裝板采用兩重硅橡膠圈將所述發(fā)光二極管芯片所在的襯底板密封封裝，并且，所述通氣孔是由橡膠材料在所述硅橡膠圈打上與所述橡膠圈封裝內(nèi)部隔離的中空孔，所述中空孔與所述襯底板上的通氣孔連通，從而形成的孔道穿透所述封裝板，且與橡膠圈封裝內(nèi)部氣體隔離；所述散熱器包括散熱體和熱傳導(dǎo)柄，所述主梁具有與所述熱傳導(dǎo)柄耦合的熱接收柄，所述主梁的熱接收柄與所述燈殼相耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，其特征在于，所述發(fā)光二極管封裝板上的多個(gè)發(fā)光二極管芯片包括相互并聯(lián)的發(fā)光二極管串，每一個(gè)發(fā)光二極管串包括多個(gè)相互串聯(lián)的發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管燈，其特征在于，所述通氣孔包括位于所述相互串聯(lián)的發(fā)光二極管之間的第一孔和位于所述相互并聯(lián)的發(fā)光二極管串之間的第二孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管燈，其特征在于，所述第一孔的孔徑小于所述第二孔的孔徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的發(fā)光二極管燈，其特征在于，所述橡膠圈位于所述發(fā)光二極管芯片的位置制作了透鏡突起。
【文檔編號(hào)】F21S2/00GK104295953SQ201410450692
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】梁毅, 王盛 申請(qǐng)人:成都賽昂電子科技有限公司