專利名稱：一種高功率led日光燈及散熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED日光燈，特別是一種高功率LED日光燈及其散熱方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的室內(nèi)照明 常使用的日光燈，存在壽命短、能耗大、汞污染、閃爍的缺點(diǎn)，因此人們開(kāi)發(fā)出了固態(tài)照明用LED日光燈，現(xiàn)有的高功率LED日光燈存在嚴(yán)重的散熱問(wèn)題，光效、光場(chǎng)、光衰，一直無(wú)法真正的解決。尤其高功率LED基板用尿素板或纖維板作為電路板的日光燈更嚴(yán)重，市面上高功率LED日光燈不外乎用以下兩種光源一.單顆粒珠狀封裝的LED插件于尿素板或纖維板的電路板作為光源，二.單顆粒貼片式封裝的LED貼片于尿素板、纖維板或鋁、銅等基板的電路板作為光源。不論一或二都是將封裝好的LED安裝于電路板上，對(duì)熱導(dǎo)散熱有多層的熱阻界面，存在散熱不良。目前，采用雙面銅箔尿素或纖維板或半纖維板作為L(zhǎng)ED固晶的支架及電路基板，直接封裝成高功率LED日光燈用光源的設(shè)計(jì)方案未見(jiàn)有關(guān)文獻(xiàn)披露。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)簡(jiǎn)便、熱阻界面少、光效高、散熱效果好的高功率LED日光燈。本發(fā)明高功率LED日光燈包括光源和燈殼，所述光源由若干LED芯片直接固晶于電路基板正面制成，所述電路基板背面全部覆有銅箔，電路基板正面的銅箔被分割成若干固晶區(qū)和電流通道，電流通道通過(guò)金線與固晶在固晶區(qū)的LED芯片連接，每個(gè)LED芯片和其金線上封裝一個(gè)半球狀的熒光硅膠，所述固晶區(qū)設(shè)置有貫穿所述基板的導(dǎo)熱孔；所述燈殼呈棒狀，由截面為半圓形的鋁管、設(shè)置在鋁管一側(cè)的透光罩、以及設(shè)置于它們端部的兩個(gè)端蓋組成，所述光源設(shè)置在所述燈殼內(nèi)鋁管的外側(cè)，所述電路基板的背面銅箔與所述鋁管的底壁緊密貼觸、用以將從LED芯片經(jīng)所述導(dǎo)熱孔以及從電路基板傳導(dǎo)至所述背面銅箔的熱能從鋁管散發(fā)到燈殼外。所述基板正面構(gòu)成電流通道的銅箔還作為散熱的一種渠道，即LED芯片產(chǎn)生的熱能經(jīng)由金線傳導(dǎo)到構(gòu)成電流通道的銅箔向外散發(fā)，基板正面構(gòu)成電流通道的銅箔的面積占基板正面面積的50%以上，面積越大散熱效果越好。為了能使導(dǎo)熱及散熱更暢順，進(jìn)一步所述鋁管的弧形壁的厚度小于底壁的厚度，同時(shí)為了增大鋁管與空氣的接觸面積，進(jìn)一步提高散熱效果，在弧形壁的外表面設(shè)置若干突條。進(jìn)一步，所述鋁管的底壁設(shè)置兩條光源安裝槽和兩條透光罩安裝槽，所述光源和透光罩通過(guò)對(duì)應(yīng)的安裝槽與鋁管裝配為一體，所述光源安裝槽的高度與所述電路基板的厚度相適配，以使得光源插入后電路基板的背面銅箔與鋁管的底壁緊密貼觸。進(jìn)一步，所述電路基板正面除金錢焊接區(qū)及固晶點(diǎn)鍍銀或金(固晶點(diǎn)即固晶區(qū)與LED芯片接觸的部分)外的其它區(qū)域均設(shè)置反光層。
上述高功率LED日光燈的散熱方法所述光源同時(shí)通過(guò)三個(gè)散熱通道散熱，第一散熱通道為電路基板背面的整片銅箔到鋁管，第二散熱通道為L(zhǎng)ED芯片依次通過(guò)固晶區(qū)的銅箔、所述導(dǎo)熱孔、電路基板背面的銅箔到鋁管；第三散熱通道為L(zhǎng)ED芯片經(jīng)金線到電路基板正面所述電流通道的銅箔。本高功率LED日光燈采用雙面覆銅板作為L(zhǎng)ED固晶的支架和電路基板，LED芯片直接固晶在電路基板上，減少了熱阻界面，另一方面其同時(shí)通過(guò)三個(gè)通道散熱，而且采用了特制鋁管做燈殼和散熱器，與空氣接觸面積大，導(dǎo)熱暢順，散熱效果好。其采用棒狀結(jié)構(gòu)，光源的裝配、透光罩和鋁管的裝配均通過(guò)安裝槽裝配，拆裝方便。其固晶于電路基板上的每個(gè)LED芯片和其金線上封裝半球狀的熒光硅膠，既可保護(hù)LED芯片，又可得到最佳的發(fā)光大角度，能實(shí)現(xiàn)170度以上的光場(chǎng)效用。其光源電路基板正面除金線焊接區(qū)及固晶點(diǎn)鍍銀或金外的其它區(qū)域均設(shè)置反光 層，反射面積大，光效好，可提聞反射売度約10 15*%。


圖I為實(shí)施例高功率LED日光燈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中B-B剖面的放大圖。圖3為其鋁管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為其透光罩的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為其端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為其光源的正面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖6中A部的放大圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。參照?qǐng)DI-圖7，本高功率LED日光燈呈棒狀，包括光源I和燈殼2。光源I由若干LED芯片12直接固晶于電路基板11正面制成，所述電路基板11采用雙面覆銅板，電路基板11的背面全部覆銅箔，電路基板11正面的銅箔被分割成若干固晶區(qū)112和電流通道111，電流通道111上靠近固晶區(qū)112處設(shè)置金線焊接區(qū)114，金線焊接區(qū)114通過(guò)金線13與固晶在固晶區(qū)的LED芯片12連接，每個(gè)LED芯片12和其金線上封裝一個(gè)半球狀的熒光硅膠14，所述固晶區(qū)112設(shè)置有貫穿所述基板11的導(dǎo)熱孔(即金屬化孔)113。封裝上述光源I時(shí)，可首先在加工好的電路基板11正面的固晶區(qū)112涂布固晶膠，將LED芯片12置于固晶區(qū)112的固晶膠上、壓實(shí)，然后焊接金線13，最后在LED芯片12和金線13上封裝半球狀的熒光硅膠14。電路基板11的基材優(yōu)選尿素板、纖維板或半纖維板，基板11的整體厚度為0. 8 I. 2_，銅箔的厚度不小于0. 02_。燈殼2呈棒狀，由截面為半圓形的鋁管21、設(shè)置在鋁管21 —側(cè)的透光罩22、以及設(shè)置于它們端部的兩個(gè)端蓋23組成。光源I設(shè)置在所述燈殼2內(nèi)鋁管21的外側(cè)，更具體地說(shuō)是在鋁管21的底壁211，所述電路基板11的背面銅箔與所述鋁管21的底壁211緊密貼觸、用以將從LED芯片12經(jīng)所述導(dǎo)熱孔113傳導(dǎo)至所述背面銅箔的熱能以及從電路基板11傳導(dǎo)至所述背面銅箔的熱能從鋁管21散發(fā)到燈殼2外。電流通道111具有雙重用途，一是實(shí)現(xiàn)LED芯片12與恒流轉(zhuǎn)換器連接，給LED芯片12提供工作電流；二是作為光源I的一個(gè)散熱通道，即，LED芯片12產(chǎn)生的熱能經(jīng)由金線13傳導(dǎo)到構(gòu)成電流通道111的銅箔，由該銅箔實(shí)現(xiàn)散熱。為此，基板11正面構(gòu)成電流通道111的銅箔的面積較大，占基板11正面面積的50%以上，而且越大越好。本施例中，若干LED芯片12分為兩組，每組中的所有LED芯片通過(guò)電流通道111串聯(lián)后與恒流轉(zhuǎn)換器連接，但本發(fā)明并不限于這種電路連接方式，還可以將基板上的LED芯片12分成一組、或更多的組，然后各組內(nèi)串聯(lián)后與恒流轉(zhuǎn)換器連接，或者也可采用并聯(lián)或串并聯(lián)方式。為了能使導(dǎo)熱及散熱更暢順，鋁管21的弧形壁212的厚度小于其與光源I接觸的底壁211的厚度，同時(shí)為了增大鋁管21與空氣的接觸面積，進(jìn)一步提高散熱效果，在弧形壁 212的外表面設(shè)置有若干突條213。為方便拆、裝，光源I的裝配、透光罩22和鋁管21的裝配均通過(guò)安裝槽實(shí)現(xiàn)。具體說(shuō)，是在鋁管21的底壁211設(shè)置兩條光源安裝槽215和兩條透光罩安裝槽214，所述光源I和透光罩22通過(guò)對(duì)應(yīng)的安裝槽與鋁管21裝配為一體，所述光源安裝槽215的高度與所述電路基板11的厚度相適配，以使得光源I插入后電路基板11的背面銅箔與鋁管21的底壁211緊密貼觸。透光罩22采用添加有散光劑的塑膠透明板制成，厚度越薄透光性越好，厚度最好為0.5 0.8mm。添加散光劑后可防止光線刺眼。塑膠可采用高透光度的PC或亞克力。兩個(gè)端蓋23的端部固設(shè)AC電源插芯231，用于將外部的AC供電源和內(nèi)部的恒流轉(zhuǎn)換器連接。恒流轉(zhuǎn)換器最好安裝于所述鋁管21內(nèi)部，恒流轉(zhuǎn)換器分別與所述端蓋23上的AC電源插芯231和所述電路基板11正面的電流通道111連接，將AC電源轉(zhuǎn)換后通過(guò)電流通道111提供給LED芯片12。光源I的相鄰兩個(gè)LED芯片12之間的距離最好小于20mm。為達(dá)到更高光效，電路基板11正面除金錢焊接區(qū)114及固晶點(diǎn)(即固晶區(qū)112與LED芯片12接觸的部分)鍍銀或金外，其它區(qū)域均設(shè)置反光層。反光層在固晶前設(shè)置，具體方法為在固晶前，在所述基板11正面除金線焊接區(qū)114及固晶點(diǎn)鍍銀或金外的其它區(qū)域涂布一層厚的反射光涂料，反射光涂料可選用純白漆、不導(dǎo)電的銀漆等。這樣處理后，可提高反射亮度約10 15%。上述高功率LED日光燈的散熱方法光源I同時(shí)通過(guò)三個(gè)散熱通道散熱，第一散熱通道為電路基板11背面的整片銅箔到鋁管21，第二散熱通道為L(zhǎng)ED芯片12依次通過(guò)固晶區(qū)112的銅箔、所述導(dǎo)熱孔113、電路基板11背面的銅箔到鋁管21 ;第三散熱通道為L(zhǎng)ED芯片12經(jīng)金線13到電路基板11正面電流通道111的大片銅箔。
權(quán)利要求
1.一種高功率LED日光燈，包括光源(I)和燈殼(2)，其特征在于所述光源(I)由若干LED芯片(12)直接固晶于電路基板(11)正面制成，所述電路基板(11)背面全部覆有銅箔，電路基板(11)正面的銅箔被分割成若干固晶區(qū)(112)和電流通道(111)，電流通道(111)通過(guò)金線(13)與固晶在固晶區(qū)的LED芯片(12)連接，每個(gè)LED芯片(12)和其金線上封裝一個(gè)半球狀的熒光硅膠(14)，所述固晶區(qū)(112)設(shè)置有貫穿所述基板(11)的導(dǎo)熱孔(113);所述燈殼(2)呈棒狀，由截面為半圓形的鋁管(21)、設(shè)置在鋁管(21) —側(cè)的透光罩(22)、以及設(shè)置于它們端部的兩個(gè)端蓋(23)組成，所述光源(I)設(shè)置在所述燈殼(2)內(nèi)鋁管(21)的外側(cè)，所述電路基板(11)的背面銅箔與所述鋁管(21)的底壁(211)緊密貼觸、用以將從LED芯片經(jīng)所述導(dǎo)熱孔(113)以及從電路基板(11)傳導(dǎo)至所述背面銅箔的熱能從鋁管(21)散發(fā)到燈殼外。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED日光燈，其特征在于構(gòu)成所述電流通道(111)的銅箔的面積占基板(11)正面面積的50%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED日光燈，其特征在于所述鋁管(21)的弧形壁(212)的厚度小于底壁(211)的厚度，弧形壁(212)的外表面設(shè)置若干突條(213)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED日光燈，其特征在于所述鋁管(21)的底壁(211)設(shè)置兩條光源安裝槽(215)和兩條透光罩安裝槽(214)，所述光源(I)和透光罩(22)通過(guò)對(duì)應(yīng)的安裝槽與鋁管(21)裝配為一體，所述光源安裝槽(215)的高度與所述電路基板(11)的厚度相適配，以使得光源插入后電路基板(11)的背面銅箔與鋁管(21)的底壁緊密貼觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED日光燈，其特征在于所述透光罩(22)采用添加有散光劑的厚度為0. 5 0. 8mm的塑膠透明板制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED日光燈，其特征在于所述兩個(gè)端蓋(23)的端部固設(shè)AC電源插芯(231)，用于將外部的AC供電源和內(nèi)部的恒流轉(zhuǎn)換器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高功率LED日光燈，其特征在于該LED日光燈的恒流轉(zhuǎn)換器安裝于所述鋁管(21)內(nèi)部，恒流轉(zhuǎn)換器分別與所述端蓋(23)上的AC電源插芯(231)和所述電路基板(11)正面的電流通道(111)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED日光燈，其特征在于所述光源(I)的相鄰兩個(gè)LED芯片(12)之間的距離小于20mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率LED日光燈，其特征在于所述電路基板(11)正面除金錢焊接區(qū)(114)及固晶點(diǎn)鍍銀或金外的其它區(qū)域均設(shè)置反光層。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述高功率LED日光燈的散熱方法，其特征在于所述光源(I)同時(shí)通過(guò)三個(gè)散熱通道散熱，第一散熱通道為電路基板(11)背面的整片銅箔到鋁管(21)，第二散熱通道為L(zhǎng)ED芯片(12)依次通過(guò)固晶區(qū)(112)的銅箔、所述導(dǎo)熱孔(113)、電路基板(11)背面的銅箔到鋁管(21);第三散熱通道為L(zhǎng)ED芯片(12)經(jīng)金線(13)到電路基板(11)正面所述電流通道(111)的銅箔。
全文摘要
一種高功率LED日光燈及散熱方法，該日光燈包括光源和燈殼，光源由若干LED芯片直接固晶于電路基板正面制成，電路基板背面全部覆有銅箔，正面的銅箔被分割成若干固晶區(qū)和電流通道，電流通道通過(guò)金線與固晶區(qū)的LED芯片連接，固晶區(qū)設(shè)置導(dǎo)熱孔；所述燈殼呈棒狀，由截面為半圓形的鋁管、透光罩及兩個(gè)端蓋組成，光源設(shè)置在鋁管的外側(cè)，電路基板的背面銅箔與鋁管的底壁緊密貼觸。該高功率LED日光燈生產(chǎn)簡(jiǎn)便，光效高，熱阻界面少，散熱效果好。
文檔編號(hào)F21V19/00GK102734654SQ20111009594
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者楊然森 申請(qǐng)人:上海矽卓電子科技有限公司