專利名稱：Led照明燈具及其散熱方法
技術領域：
本發(fā)明涉及照明技術，尤其是涉及一種LED照明燈具及其散熱方法。
背景技術：
LED，即發(fā)光二極管，由于近年來在亮度等主要技術指標方面有飛速的發(fā)展，已經(jīng)廣泛地應用于景觀照明、大屏幕顯示的多種場合，并將大規(guī)模地進入普通照明領域。LED在通電發(fā)光的過程中，會產(chǎn)生大量的熱量。這些熱量對于LED器件是十分有害的，必須通過適當?shù)氖侄螌a(chǎn)生的熱量散發(fā)掉，以確保LED工作在適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。常用的LED器件有各種封裝形式，例如圓柱型、圓錐型、草帽型等2引腳LED，食人魚LED，貼片型LED，以及多引腳異型LED等等。廠家在設計制造LED時就已經(jīng)考慮到散熱問題，所選用的支架材料大都具有良好的散熱特性，可以將LED管芯發(fā)出的絕大部分熱量經(jīng)過支架傳導出來。而制造LED燈具的廠家作為LED使用方，則需要解決在將大量LED組裝成燈具后如何把支架傳導出來的熱量散發(fā)出去的問題。
為了解決上述問題，此前，在申請?zhí)枮?00510021050.9的中國發(fā)明專利中，本發(fā)明的發(fā)明人提出了一種“LED照明燈具及其制作方法”，其主要思想是采用水泥等導熱材料來對LED管腳進行散熱封裝。該方案具有低成本、易實現(xiàn)、效果好的優(yōu)點。但在實際應用過程中發(fā)現(xiàn)，采用水泥等整體導熱材料也存在如下缺陷1、制作周期長，將管腳封裝后需要等待較長的凝固時間；2、脹縮率與燈具的殼體以及管腳不匹配導致溫度變化時出現(xiàn)縫隙，接觸不良好影響散熱。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種制作簡單快速且不易受散熱材料脹縮率影響的LED照明燈具及其散熱方法。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是一種LED照明燈具，包括供電回路、若干LED燈、封閉腔體和顆粒狀絕緣導熱材料，所述LED燈以導電管腳接入供電回路中，所述導電管腳至少有部分長度容納于所述腔體中，所述顆粒狀絕緣導熱材料填充在腔體中。
管腳的電路連接優(yōu)選這樣的結構所述封閉腔體的一側壁采用絕緣基板，所述LED燈的管腳穿過絕緣基板，并在絕緣基板的任意一側按設定的電路結構彼此連接。
彼此連接的管腳優(yōu)選從絕緣基板上相同的位置穿過。
所述管腳的連接優(yōu)選具有這樣的結構，彼此鉸接或被金屬片夾緊。
管腳的電路連接也可采用這樣的結構LED照明燈具還包括排布有供電線路的線路板，所述管腳穿過所述線路板并與之電連接，所述管腳位于電路連接點后的部分容納于所述腔體中。
為本發(fā)明的目的還提供，一種LED照明燈具散熱方法，所述LED照明燈具包括若干以導電管腳接入供電回路中的LED燈，所述散熱方法包括設置至少容納所述管腳部分長度的封閉腔體，在腔體中填充顆粒狀絕緣導熱材料。
所述管腳將至少部分長度容納于封閉腔體中優(yōu)選采用這樣的方法所述封閉腔體的一側壁采用絕緣基板，或者管腳之間彼此先按照設定的電路結構相連接，再將連接點后的部分穿過絕緣基板；或者管腳先穿過絕緣基板，然后再按設定的電路結構相連接。
也可以采用這樣的方法先將LED燈的管腳電連接在排布有供電線路的線路板上，然后將管腳位于電路連接點后的部分容納于所述腔體中。
上述顆粒狀絕緣導熱材料可以采用各種表面絕緣、流動性好、導熱性好、物理化學性質(zhì)穩(wěn)定的顆粒材料，例如河沙、陶瓷渣(粉)、石料渣(比如石英砂等)或包覆絕緣膜的金屬顆粒等。
采用上述技術方案，本發(fā)明有益的技術效果在于1)采用顆粒狀的絕緣導熱材料來進行LED管腳的散熱封裝，不僅在生產(chǎn)時無須任何延遲，并且基于顆粒物良好的流動性，即便出現(xiàn)脹縮率不一致使導熱材料沒能完全充滿腔體的情況，也能夠保證顆粒狀散熱材料與管腳和燈具殼體的良好接觸，確保實現(xiàn)可靠的散熱效果。
2)采用將LED管腳穿過絕緣基板進行電路連接的方式，一是直接利用了LED的管腳進行連接既方便又節(jié)省了材料，對其安裝基板的選擇條件也大大降低，不必使用成本較高的印刷電路板；二是避免了近距離焊接對LED燈頭帶來的損壞威脅，并且由于LED燈頭與待連接管腳可分處兩面，便于采用機械化自動化的連接方式，使得大數(shù)量的LED安裝效率得到有效的提高。
3)把連接在一起的管腳從絕緣基板上相同的位置穿過，可以大大減少基板上穿孔的數(shù)量(至少減少一半)，能夠有效節(jié)約工時提高生產(chǎn)效率。
4)采用河沙、陶瓷渣、石料渣等材料作為導熱顆粒，是本發(fā)明一個相當大的創(chuàng)造點，由于河沙等材料具有良好的導熱性，而成本又極低，操作也相當方便，為本發(fā)明帶來了意想不到的優(yōu)點。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明
圖1是一種LED照明燈具結構示意圖。
圖2是另一種LED照明燈具結構示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種LED照明燈具及其散熱方法，這種燈具采用若干LED燈作為光源。這些LED燈通過導電管腳接入供電回路中。其散熱方式是將管腳的至少一部分用顆粒狀導熱絕緣材料封閉在腔體中。
管腳的電路連接可以采用前述200510021050.9專利申請中的方式，即按照設計的電路結構將管腳直接互相連接在一起，這時為了使LED燈有相對固定的位置，需要將管腳從絕緣基板上穿過，該絕緣基板同時也就作為腔體的一個側壁。管腳可以在穿過基板前或穿過基板后進行連接，不過一般為了連接方便并保證連接過程中LED發(fā)光部分不受損壞，優(yōu)選在管腳穿過基板后再進行連接。
管腳的電路連接也可以采用傳統(tǒng)的PCB板焊接方式，即先將LED管腳焊接在線路板上，再將位于電路連接點后的那部分管腳封閉在腔體內(nèi)，這種情況下，通常不便于將PCB板作為腔體的一個側壁，因此需要制作獨立的腔體，腔體與管腳接觸的側壁也應當采用絕緣材料。對于采用大數(shù)量LED燈的照明應用而言，此結構遜于上述管腳直接互相連接的結構。
應用于本發(fā)明的LED燈可以是各種圓柱型、圓錐型、草帽型等2引腳LED，或者食人魚LED以及多引腳異型LED等。基于上述結構，從理論上講對作為腔體側壁的絕緣基板沒有什么特殊的要求，可以采用任意固態(tài)絕緣材料，例如玻璃板、PCB板、塑膠板等，本發(fā)明中優(yōu)選價廉而絕緣效果優(yōu)良的陶瓷板，特別是目前開發(fā)研究最為熱門的超薄陶瓷板，其材質(zhì)薄(可達3mm左右)，強度高、重量輕，表面光滑細膩，有利于提升照明效果和產(chǎn)品外觀。制造時，在瓷板上相應LED安裝的位置鉆出小孔，然后將LED燈的管腳插入即可。
管腳之間的直接連接可以采用鉸接的方式，也可以用一塊金屬箔片(例如馬口鐵片)包裹待連接的管腳然后用夾具夾緊，或者更好的是，用冷壓焊的方法進行連接。連接的方式可以視管腳的形式與材質(zhì)的不同來具體確定，不過最好采用機械或低溫非熔焊的方式進行連接，這樣可以避免對電子器件帶來的損害威脅。
對管腳進行封裝的顆粒材料主要是起到散熱的作用，同時也通過填充對管腳作進一步的固定，可以采用各種表面絕緣、流動性好、導熱性好、物理化學性質(zhì)穩(wěn)定的顆粒材料，并且其熱膨脹系數(shù)盡量能夠與燈殼匹配。本發(fā)明優(yōu)選使用河沙、陶瓷渣(粉)、石料渣(比如石英砂等)等，這些材料價格相當?shù)土?，又具有良好的導熱性和絕緣性(每毫米間距的電阻率超過10MΩ)并易于使用，應用于本發(fā)明能帶來出乎意料的優(yōu)異效果。制造時，選擇顆粒適宜的上述材料(可以通過各種常規(guī)粉碎機械來進行顆粒的制備，一般來說填充物平均粒徑不超過5mm，但是其尺寸的要求并不嚴格，只要在上述腔體中易于流動，通過振動等方式可以比較密實地將該空間填充滿即可)，將其填充在絕緣基板背面的腔體中即可。為達到較好的填充，可以采用適當頻率的震動裝置改善密封填充的效果。
作為本發(fā)明的一個簡單例子，結合圖1，是一種采用若干個無沿草帽形LED的照明燈具，包括作為絕緣基板的陶瓷板1、若干二引腳草帽形LED燈2和腔體3。陶瓷板1作為腔體3的一個側壁，LED燈2的兩個管腳4分別穿過陶瓷板1，在絕緣基板1背面按設定的電路結構相連接。所述連接采用這樣的方法，用一小塊馬口鐵5將兩個待連接的管腳包裹起來，然后用冷壓焊的方法進行連接。腔體3中充滿河沙顆粒，將連接好的管腳密封在其中。
作為本發(fā)明的另一個例子，結合圖2，是一種采用若干個鋼盔形LED燈6的照明燈具，其結構與第一個例子基本相同，只是，在本例中，彼此連接的管腳從陶瓷板1上穿過的位置是相同的，且腔體3中填充的材料為陶瓷顆粒。在本例中管腳為兩兩連接的情況下采用這種結構，可以減少陶瓷板1一半的穿孔數(shù)量，并且，由于穿過陶瓷板1后需要連接在一起的管腳已經(jīng)自然聚集，非常方便進一步的電路連接，本例中仍采用馬口鐵包裹再冷壓焊的形式，但就操作難易程度而言，顯然比第一個例子更容易進行。由于連接點已聚集，還可以用點焊等方式輕松操作，無須鉸接等步驟。
此外，由于LED的支架在制造時本身就是彼此相連的，基于本例中的結構，可以考慮這樣的設計不再把支架沖壓分離后制造單獨的LED燈，而是直接根據(jù)產(chǎn)品的需要，將設定數(shù)量(主要根據(jù)產(chǎn)品使用電壓和需要亮度來確定)和電路結構(以串并聯(lián)形式為主)的支架陣列封裝成LED陣列，然后直接插入具有相應孔位的絕緣基板，再進行顆粒層的導熱封裝就可以了。這種結構形式有利于實現(xiàn)全程機械化操作，將大大提高LED照明燈具的生產(chǎn)效率。
為使本發(fā)明具有更好效果的目的，在LED照明燈具中推薦采用中國專利申請“一種發(fā)光二極管照明電路”(申請?zhí)?00410040265.0)、“節(jié)能型發(fā)光二極管照明電路”(申請?zhí)?00420061456.0)中所描述的照明電路結構。
權利要求
1.一種LED照明燈具，包括供電回路和若干LED燈，所述LED燈以導電管腳接入供電回路中，其特征在于，還包括封閉腔體和顆粒狀絕緣導熱材料，所述導電管腳至少有部分長度容納于所述腔體中，所述顆粒狀絕緣導熱材料填充在腔體中。
2.根據(jù)權利要求1所述的LED照明燈具，其特征是所述封閉腔體的一側壁采用絕緣基板，所述LED燈的管腳穿過絕緣基板，并在絕緣基板的任意一側按設定的電路結構彼此連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的LED照明燈具，其特征是彼此連接的管腳從絕緣基板上穿過的位置相同。
4.根據(jù)權利要求2所述的LED照明燈具，其特征是所述管腳的連接具有這樣的結構，彼此鉸接或被金屬片夾緊。
5.根據(jù)權利要求1所述的LED照明燈具，其特征是還包括排布有供電線路的線路板，所述管腳穿過所述線路板并與之電連接，所述管腳位于電路連接點后的部分容納于所述腔體中。
6.根據(jù)權利要求1～5任意一項所述的LED照明燈具，其特征是所述顆粒狀絕緣導熱材料是河沙、陶瓷渣、石料渣或包覆絕緣膜的金屬顆粒。
7.一種LED照明燈具散熱方法，所述LED照明燈具包括若干以導電管腳接入供電回路中的LED燈，其特征在于，所述散熱方法包括設置至少容納所述管腳部分長度的封閉腔體，在腔體中填充顆粒狀絕緣導熱材料。
8.根據(jù)權利要求7所述的LED照明燈具散熱方法，其特征是所述封閉腔體的一側壁采用絕緣基板，所述管腳將至少部分長度容納于封閉腔體中采用這樣的方法或者管腳之間彼此先按照設定的電路結構相連接，再將連接點后的部分穿過絕緣基板；或者管腳先穿過絕緣基板，然后再按設定的電路結構相連接。
9.根據(jù)權利要求7所述的LED照明燈具散熱方法，其特征是先將LED燈的管腳電連接在排布有供電線路的線路板上，然后將管腳位于電路連接點后的部分容納于所述腔體中。
10.根據(jù)權利要求7～9任意一項所述的LED照明燈具散熱方法，其特征是所述顆粒狀絕緣導熱材料是河沙、陶瓷渣、石料渣或包覆絕緣膜的金屬顆粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED照明燈具，包括供電回路、若干LED燈、封閉腔體和顆粒狀絕緣導熱材料，所述LED燈以導電管腳接入供電回路中，所述導電管腳至少有部分長度容納于所述腔體中，所述顆粒狀絕緣導熱材料填充在腔體中。本發(fā)明并提供上述燈具的散熱方法。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用顆粒狀的絕緣導熱材料來進行LED管腳的散熱封裝，不僅在生產(chǎn)時無須任何延遲，并且基于顆粒物良好的流動性，即便出現(xiàn)脹縮率不一致使導熱材料沒能完全充滿腔體的情況，也能夠保證顆粒狀散熱材料與管腳和燈具殼體的良好接觸，確保實現(xiàn)可靠的散熱效果。
文檔編號F21V23/06GK1811263SQ200510022328
公開日2006年8月2日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權日2005年12月13日
發(fā)明者呂大明, 連偉, 李旭明 申請人:深圳市明連興光電科技有限公司