Led燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED燈具，包括LED芯片、導(dǎo)熱基板和散熱體，LED芯片包括多顆燈珠，LED芯片安裝在導(dǎo)熱基板上，導(dǎo)熱基板連接在散熱體的第一面上，散熱體的第二面上設(shè)有散熱翅片，導(dǎo)熱基板為陶瓷基板(氮化鋁或氧化鋁等材質(zhì))。在工作時，LED芯片產(chǎn)生的熱量首先會傳遞到導(dǎo)熱基板上，然后再從導(dǎo)熱基板上傳遞到散熱體上，散熱體再將熱量通過散熱翅片將熱量傳遞到空氣當(dāng)中去，從而可以將熱量快速的散發(fā)出去，解決LED燈的散熱問題。其有益效果是，本發(fā)明的導(dǎo)熱基板是采用陶瓷基板(氮化鋁或氧化鋁等材質(zhì))，陶瓷基板(氮化鋁或氧化鋁等材質(zhì))本身是絕緣不導(dǎo)電，所以LED芯片安裝在導(dǎo)熱基板上不會發(fā)生短路的現(xiàn)象，同時氮化鋁導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到200W/(m.K)。所以本發(fā)明可以有效的解決大功率LED燈具當(dāng)中的熱傳導(dǎo)的瓶頸問題。
【專利說明】LED燈具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明裝置，特別是涉及一種LED燈具。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，為了提倡節(jié)能減排，很多的地方照明開始使用LED照明，可以極大的降低能源消耗。例如汽車的前大燈當(dāng)中，就開始廣泛推廣使用LED燈。正常情況下，普通的LED燈的使用壽命都可以達(dá)到10萬小時，但是在極端情況下，例如LED芯片結(jié)溫達(dá)到95°C時，其使用壽命就是下降到3萬小時，當(dāng)結(jié)溫達(dá)到105°C的時候，則其使用壽命會降低到只有I萬小時。
[0003]所以如果不能解決LED燈具，尤其是大功率LED燈具的散熱問題，就會嚴(yán)重影響到LED燈具的壽命。
[0004]大功率LED燈具的安裝通常都會用到膠水(或銀膠)來固定LED芯片；而LED基板與散熱器(或金屬散熱板)連接一般也是采用膠水(或銀膠)固定的方式，但是膠水(或銀膠)的導(dǎo)熱系數(shù)普遍只有5-6W/(m.K)，最高也就15W/(m.K)左右，以上兩個因素形成了一個熱傳導(dǎo)的瓶頸，嚴(yán)重的影響了 LED燈具的散熱性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決上述問題的一個或多個，提供了一種散熱性能良好的LED燈具。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種LED燈具，包括LED芯片、導(dǎo)熱基板和散熱體，LED芯片包括多顆燈珠，LED芯片安裝在導(dǎo)熱基板上，導(dǎo)熱基板連接在散熱體的第一面上，散熱體的第二面上設(shè)有散熱翅片，導(dǎo)熱基板的材質(zhì)為陶瓷基板(例如氧化鋁和氮化鋁等材質(zhì))。
[0007]在燈具工作時，LED芯片產(chǎn)生的熱量首先會傳遞到導(dǎo)熱基板上，然后再從導(dǎo)熱基板上傳遞到散熱體上，散熱體再將熱量通過散熱翅片將熱量傳遞到空氣當(dāng)中去，從而可以將熱量快速的散發(fā)出去，解決LED燈的散熱問題。
[0008]其有益效果是，本發(fā)明的導(dǎo)熱基板是采用陶瓷基板。其中陶瓷基板的材質(zhì)可以為氧化鋁或氮化鋁等材質(zhì)，由于陶瓷基板本身是絕緣不導(dǎo)電，所以LED芯片安裝在導(dǎo)熱基板上不會發(fā)生短路的現(xiàn)象，同時氮化鋁的導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到200W/(m.K)。所以本發(fā)明可以有效的解決大功率LED燈具當(dāng)中的熱傳導(dǎo)的瓶頸問題。
[0009]在一些實施方式中，散熱體的材質(zhì)為金、銀、銅、合金銅、鋁、鋁合金、陶瓷(氧化鋁和氮化鋁等材質(zhì))中的任意一種。其有益效果是，采用上述材質(zhì)的散熱體均可以實現(xiàn)良好的散熱效果。當(dāng)然，除了上述金屬外，還可以采用其它導(dǎo)熱系數(shù)較好的金屬材料或合金材料。
[0010]在一些實施方式中，LED芯片的底面包括第一焊盤和第二焊盤，第一焊盤和第二焊盤之間為第一絕緣分割區(qū)，導(dǎo)熱基板上包括第三焊盤和第四焊盤，第三焊盤和第四焊盤之間為第二絕緣分割區(qū)，第一焊盤與第三焊盤連接在一起，第二焊盤與第四焊盤連接在一起。其有益效果是，通過第一絕緣分割區(qū)可以良好的將第一焊盤和第二焊盤分隔開來，防止出現(xiàn)短路的問題，同樣，第二絕緣分割區(qū)也可以防止第三焊盤和第四焊盤連接在一起，防止出現(xiàn)短路的問題。通過焊接技術(shù)可以將LED芯片良好的固定在導(dǎo)熱基板上，實現(xiàn)大功率的LED燈具。同時第一焊盤與第三焊盤及第二焊盤與第四焊盤之間的連接方式優(yōu)先采用共晶焊接技術(shù)，LED芯片與導(dǎo)熱基板之間沒有任何間隔或者其它特征，二者是直接相連接的，因為沒有其它物質(zhì)阻隔，相對于傳統(tǒng)的采用膠水粘貼的方式，共晶焊接的方式導(dǎo)熱效果好，熱量散發(fā)較快。上述所有焊盤均采用陶瓷金屬化工藝進(jìn)行生成。
[0011]在一些實施方式中，第一焊盤和第二焊盤的面積之和趨向于LED芯片的底面面積，第三焊盤的面積與第一焊盤的面積相吻合，第四焊盤的面積與第二焊盤的面積相吻合。其有益效果是，當(dāng)?shù)谝缓副P和第二焊盤的面積和相當(dāng)于整個LED芯片底面面積，即整個LED芯片都是與導(dǎo)熱基板相連接的，這樣LED芯片與導(dǎo)熱基板的接觸面積就非常大，從而可以保證散熱效果。通常，第一焊盤為LED芯片的負(fù)極，第二焊盤為LED芯片的正極，通常負(fù)極的面積要大于正極的面積。
[0012]在一些實施方式中，導(dǎo)熱基板上共設(shè)有多個LED芯片，導(dǎo)熱基板上通過陶瓷金屬化工藝生成有金屬連接線，相臨LED芯片之間通過金屬連接線連接起來。其有益效果是，通過設(shè)置多個LED芯片，并采用陶瓷金屬化工藝生成的金屬連接線將其連接起來，可以實現(xiàn)大功率LED照明燈具的目的。
[0013]當(dāng)然，除了上述倒裝、共晶焊接技術(shù)外，其它常規(guī)的COB焊接技術(shù)也是可行的，如熱壓焊、超聲焊、金絲焊等等。
[0014]在一些實施方式中，導(dǎo)熱基板的底面燒結(jié)有第一金屬層，散熱體的上表面燒結(jié)有第二金屬層。其有益效果是，通過分別設(shè)置第一金屬層和第二金屬層，從而可以方便導(dǎo)熱基板與散熱體的連接。
[0015]當(dāng)然，如果散熱體本身就是可焊接金屬材質(zhì)的，則可以無需設(shè)置第二金屬層。
[0016]在一些實施方式中，第一金屬層與第二金屬層之間連接在一起，連接的方式可以是通過各種金屬焊接方式連接在一起，可直接焊接也可采用焊錫膏或焊錫絲等其他可焊接材料進(jìn)行焊接。其有益效果是，相對于普通的膠水，通過金屬焊接可以實現(xiàn)更佳的導(dǎo)熱效果，導(dǎo)熱系數(shù)更佳。
[0017]在一些實施方式中，第一金屬層與第二金屬層之間通過各種金屬焊接方式連接在一起導(dǎo)熱系數(shù)可以大大提高，從而可以實現(xiàn)較好的散熱效果。
[0018]在一些實施方式中，散熱體的第二面上的散熱翅片為共設(shè)有多片，多片散熱翅片平行排布。其有益效果是，設(shè)置多片平行排布的散熱翅片，一方面可以增大散熱體與空氣的接觸面積，從而提高散熱效率，另一方面，平行設(shè)置的散熱翅片更利于空氣的流動，從而更方便散熱。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一實施方式的LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1所示LED燈具的爆炸圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖1和圖2以及【具體實施方式】對本發(fā)明的LED燈具做進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1和圖2所示，公開了一種LED燈具，包括LED芯片1、導(dǎo)熱基板2和散熱體3，LED芯片I包括多顆燈珠，LED芯片I安裝在導(dǎo)熱基板2上，導(dǎo)熱基板2連接在散熱體3的第一面31上，散熱體3的第二面32上設(shè)有散熱翅片33，導(dǎo)熱基板2的材質(zhì)為陶瓷基板(氧化銷和氣化銷等材質(zhì))。
[0023]在使用的過程當(dāng)中，LED芯片I產(chǎn)生的熱量首先會傳遞到導(dǎo)熱基板2上，然后再從導(dǎo)熱基板2上傳遞到散熱體3上，散熱體3再將熱量通過散熱翅片33將熱量傳遞到空氣當(dāng)中去，從而可以將熱量快速的散發(fā)出去，解決LED燈的散熱問題。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點是:導(dǎo)熱基板2是采用陶瓷基板(氧化鋁和氮化鋁等材質(zhì))，陶瓷(氧化鋁和氮化鋁等材質(zhì))本身是絕緣不導(dǎo)電，所以LED芯片I安裝在導(dǎo)熱基板2上不會發(fā)生短路的現(xiàn)象，同時散熱體3材質(zhì)為金、銀、銅、合金銅、鋁、鋁合金、陶瓷(氧化鋁和氮化鋁等材質(zhì))、其他金屬、各種合金，這些材質(zhì)中導(dǎo)熱系數(shù)最高可達(dá)400W/(m.K)，所以本發(fā)明可以有效的解決大功率LED燈具當(dāng)中的熱傳導(dǎo)的瓶頸問題。
[0025]其中，散熱體3的材質(zhì)為金、銀、銅、合金銅、鋁、鋁合金、陶瓷(氧化鋁和氮化鋁等材質(zhì))的任意一種。因為采用上述材質(zhì)的散熱體3均可以實現(xiàn)良好的散熱效果。當(dāng)然，除了上述金屬外，還可以采用其它導(dǎo)熱系數(shù)較好的金屬材料或合金材料。
[0026]為了實現(xiàn)LED芯片I與散熱基板的連接，在LED芯片I的底面包括第一焊盤11和第二焊盤12，第一焊盤11和第二焊盤12之間設(shè)有第一絕緣分割區(qū)13，導(dǎo)熱基板2上包括第三焊盤21和第四焊盤22，第三焊盤21和第四焊盤22之間設(shè)有第二絕緣分割區(qū)24，第一焊盤11與第三焊盤21通過共晶焊接方式連接在一起，第二焊盤12與第四焊盤22通過共晶焊接方式連接在一起。通過第一絕緣分割區(qū)13可以良好的將第一焊盤11和第二焊盤12分隔開來，防止出現(xiàn)短路的問題，同樣，第二分割區(qū)也可以防止第三焊盤21和第四焊盤22連接在一起，防止出現(xiàn)短路的問題。本發(fā)明優(yōu)選通過共晶焊接技術(shù)將LED芯片I良好的固定在導(dǎo)熱基板2上，實現(xiàn)大功率的LED燈具。同時采用共晶焊接技術(shù)，LED芯片I與導(dǎo)熱基板2之間沒有任何間隔或者其它特征，二者是直接相連接的，因為沒有其它物質(zhì)阻隔，相對于傳統(tǒng)的采用膠水粘貼的方式，共晶焊接的方式導(dǎo)熱效果好，熱量散發(fā)較快。當(dāng)然，除了共晶焊接技術(shù)外，其它的常規(guī)焊接技術(shù)也是可行的。
[0027]通常，為了保證散熱效果，第一焊盤11和第二焊盤12的面積之和趨向于LED芯片I的底面面積，第三焊盤21的面積與第一焊盤11的面積相吻合，第四焊盤22的面積與第二焊盤12的面積相吻合。其有益效果是，當(dāng)?shù)谝缓副P11和第二焊盤12的面積和相當(dāng)于整個LED芯片I底面面積，即整個LED芯片I都是與導(dǎo)熱基板2相連接的，這樣LED芯片I與導(dǎo)熱基板2的接觸面積就非常大，從而可以保證散熱效果。
[0028]通常，第一焊盤11為LED芯片的負(fù)極，第二焊盤12為LED芯片的正極，通常負(fù)極的面積要大于正極的面積。上述所有焊盤均采用陶瓷金屬化工藝生成。當(dāng)然本發(fā)明的LED芯片也可以直接采用膠水粘在導(dǎo)熱基板2上。
[0029]在一片導(dǎo)熱基板2上可以共設(shè)有多個LED芯片1，導(dǎo)熱基板2上通過陶瓷金屬化工藝生成金屬連接線4，相臨LED芯片I之間通過金屬連接線4連接起來。通過設(shè)置多個LED芯片1，并采用通過陶瓷金屬化工藝生成的金屬連接線4將其連接起來，可以實現(xiàn)大功率LED照明燈具的目的。
[0030]當(dāng)然，除了上述倒裝、共晶焊接技術(shù)外，其它常規(guī)的COB焊接技術(shù)也是可行的，如熱壓焊、超聲焊、金絲焊等等。
[0031]為了實現(xiàn)導(dǎo)熱基板2和散熱體3的連接，在導(dǎo)熱基板2的底面通過陶瓷金屬化工藝生成有第一金屬層23，散熱體3的上表面通過陶瓷金屬化工藝生成有第二金屬層34。通過分別設(shè)置第一金屬層23和第二金屬層34，從而可以方便導(dǎo)熱基板2與散熱體3的連接。
[0032]當(dāng)然，如果散熱體本身就是可焊接金屬材質(zhì)的，則可以無需設(shè)置第二金屬層。
[0033]第一金屬層23與第二金屬層34之間通過各種金屬焊接方式焊接在一起，可直接焊接也可采用焊錫膏或焊錫絲等其他可焊接材料進(jìn)行焊接。其有益效果是，相對于普通的膠水，通過金屬焊接可以實現(xiàn)更佳的導(dǎo)熱效果，導(dǎo)熱系數(shù)更佳。
[0034]其中，如果采用焊錫絲或焊錫膏進(jìn)行焊接。因為焊錫絲或焊錫膏的導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到60W/m.K左右，從而很容易地實現(xiàn)較好的散熱效果
[0035]本實施例中的散熱體3的第二面32上的散熱翅片33為共設(shè)有多片，多片散熱翅片33平行排布。設(shè)置多片平行排布的散熱翅片33，一方面可以增大散熱體3與空氣的接觸面積，從而提高散熱效率，另一方面，平行設(shè)置的散熱翅片33更利于空氣的流動，從而更方便散熱。
[0036]以上的僅是本發(fā)明的一些實施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.LED燈具，其特征在于，包括LED芯片(1)、導(dǎo)熱基板(2)和散熱體(3)，所述LED芯片(1)包括多顆燈珠，所述LED芯片(1)安裝在所述導(dǎo)熱基板(2)上，所述導(dǎo)熱基板(2)連接在所述散熱體(3)的第一面(31)上，所述散熱體(3)的第二面(32)上設(shè)有散熱翅片(33)，所述導(dǎo)熱基板(2)為陶瓷基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述散熱體(3)的材質(zhì)為金、銀、銅、銅合金、鋁、鋁合金、陶瓷中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述LED芯片(1)的底面包括第一焊盤(11)和第二焊盤(12)，所述第一焊盤(11)和第二焊盤(12)之間為第一絕緣分割區(qū)(13)，所述導(dǎo)熱基板(2)上包括第三焊盤(21)和第四焊盤(22)，所述第三焊盤(21)和第四焊盤(22)之間為第二絕緣分割區(qū)(24)，所述第一焊盤(11)與所述第三焊盤(21)連接在一起，所述第二焊盤(12)與所述第四焊盤(22)連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED燈具，其特征在于，所述第一焊盤(11)和所述第二焊盤(12)的面積之和趨向于所述LED芯片(1)底面面積，所述第三焊盤(21)的面積與所述第一焊盤(11)的面積相吻合，所述第四焊盤(22)的面積與所述第二焊盤(12)的面積相吻合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述導(dǎo)熱基板(2)上共設(shè)有多個LED芯片(1)，所述導(dǎo)熱基板(2)上通過陶瓷金屬化工藝生成有金屬連接線(4)，相臨LED芯片(1)之間通過金屬連接線(4)連接起來。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具，其特征在于，所述導(dǎo)熱基板(2)的底面通過陶瓷金屬化工藝生成有第一金屬層(23)，所述散熱體(3)的上表面通過陶瓷金屬化工藝生成有第二金屬層(34)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED燈具，其特征在于，所述第一金屬層(23)與第二金屬層(34)連接在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的LED燈具，其特征在于，所述散熱體(3)的第二面(32)上的散熱翅片(33)為共設(shè)有多片，多片所述散熱翅片(33)平行排布。
【文檔編號】F21Y101/02GK104501013SQ201410816533
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】付斌, 付佳琳, 錢聞達(dá) 申請人:付斌, 付佳琳, 錢聞達(dá)