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CN102226508A - 一种led灯具及其制备方法 - Google Patents

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CN102226508A CN2011101230308A CN201110123030A CN102226508A CN 102226508 A CN102226508 A CN 102226508A CN 2011101230308 A CN2011101230308 A CN 2011101230308A CN 201110123030 A CN201110123030 A CN 201110123030A CN 102226508 A CN102226508 A CN 102226508A
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肖方一
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Yu Chaopeng
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Abstract

本发明涉及一种一种LED灯具，包括：LED光源，LED光源背面设置有电极及热忱；杯状散热体，所述LED光源设置在杯状散热体的底部内侧，所述杯状散热体的底部设置电极；设置在杯状散热体的底部外侧的电源；所述LED光源的电极以及电源分别与杯状散热体的电极两端直接连接。本发明的LED灯具结构，能有效的改善LED整灯的散热结构，具有导热效率高，辐射散热在室内照明中的稳定性高，工艺自动化程度高。

Description

一种LED灯具及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种LED灯具整体结构、散热/导热设计及其制备方法，特别是使用在MR16灯具中的LED灯具及其制备方法。
背景技术
卤素反射灯（MR16 LED）是一种小尺寸、以室内照明为主的射灯，目前的MR16 LED光源的功率都比较低，发热量比较小，所以一般无需考虑散热问题。但随着MR16 LED射灯的功率不断的增加，其发热量也不断的增加，在其尺寸大小不变的情况下，LED射灯的温度也在不断的升高，当温度高于其工作温度时，则会严重影响LED射灯的工作稳定性和使用寿命，此时LED射灯的散热问题就非常重要了。
当前，MR16 LED光源的底部一般都为PCB板或者铝基板13，如图1所示，通过螺丝12或者具有粘结性能的胶体固定在灯体14上，LED电极通过锡膏和PCB或铝基板13相焊接，并通过电线11和底部的电源连接。该LED光源结构中的PCB板或铝基板的导热性能都比较差，一般在0.5-1.5W/m.k之间，严重影响了LED光源热量的导出。同时，LED电极在用锡膏和PCB板或铝基板焊接时，需要180℃以上的高温，LED芯片受高温影响会降低使用寿命，造成成品不良品率提高，而且锡膏中的铅为有毒物质，危害人类的健康和污染环境。
而LED照明产品的生产大都是手工生产，各部件之间的装配的不良率很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的LED灯具设计理念，尤其是在MR16射灯等室内照明灯具中的应用。主要解决了现有技术中LED灯具整体导热胶结构差、散热性能差、安全性差，需要用锡膏焊接、手工操作生产等弊端。本发明的LED灯具具有散热性能高，在相同规格下可制成更高功率的LED灯具，在制造过程中，可大大提高自动化生产程度等优点。
为解决上述技术问题及优化生产工艺及提高LED灯具的性能，本发明通过如下的方法和技术来实现的。
本发明提供一种LED灯具，包括：LED光源，LED光源背面设置有电极及热忱；杯状散热体，LED光源设置在杯状散热体的底部内侧，杯状散热体的底部设置电极；设置在杯状散热体的底部外侧的电源；LED光源的电极以及电源分别与杯状散热体的电极两端直接连接。
本发明提供一种LED灯具，杯状散热体的杯壁呈波浪形状。
本发明提供一种LED灯具，杯状散热体的杯壁进一步包括：设置在最内层的反光层，设置在最外层的散热塑料，以及设置在反光层和散热塑料之间的金属嵌件。
本发明提供一种LED灯具，金属嵌件具有一平面底部，底部设置有通孔，通孔中嵌入绝缘材料，在绝缘材料中嵌入杯状散热体（2）的电极；绝缘材料包括橡胶、塑料、绝缘胶。
本发明提供一种LED灯具，电源的顶部为针状或柱状结构。
本发明提供一种LED灯具，反光层的材料为反光膜、反光涂料、反光油墨。
本发明提供一种LED灯具的制备方法，包括如下步骤：步骤一：在杯状散热体的电极的一端用点胶机点胶，在杯状散热体底部外侧的热忱位置用点胶机点胶；步骤二：用表面贴装技术将电源安装到杯状散热体的底部外侧；步骤三：对安装后的杯状散热体及电源进行固化；步骤四：在杯状散热体的电极的另一端用点胶机点胶，在杯状散热体底部内侧的热忱位置用点胶机点胶；步骤五：用表面贴装技术将LED光源安装到杯状散热体的底部内侧；步骤六：将安装后的LED灯具进行老化。
本发明提供一种灯具的制备方法，在步骤一及步骤四中，电极处用导电胶点胶，热忱处用导热胶点胶。
本发明提供一种LED灯具的制备方法，导热胶包括环氧导热胶、导热硅脂、导热硅胶、导热垫片、相变材料。
籍由上述技术方案，本发明具有的技术效果是：
1、与现有技术相比，杯状散热体的杯壁最外层采用辐射散热塑料，使灯具在室内环境中的散热更加稳定，杯壁波浪形结构是散热面积变大，同时利用中间层金属嵌件的热量横向扩散性，使热量迅速传导到散热塑料上，同时杯壁最内层反光层的设置，能够更好的提高发光效率；杯体采用散热塑料和金属嵌件结构，使灯体更轻便，安全性更高。
2、本发明中采用的LED光源底部不使用PCB板，LED光源的电极和电源顶端都是通过银胶等导电胶和导电的电极相粘接接，而不是现有工艺中通过导线用锡膏来连接LED电极和电源，也不使用螺丝固定LED光源，简化了产品结构，减少了多层阻热的介质，不仅有利于热量传导，而且降低了产品成本。
3、本发明方法简化了产品结构，导电胶与导热胶的使用，都可以通过点胶机点胶操作，LED光源可使用SMT表面贴装技术进行自动贴装，使整灯LED产品的自动化装配成为可能，极大的提高LED行业生产效率和降低产品不良率。现有通过手工操作的方法进行的整灯装配效率很低且品质不良率很高。
为更好的说明本发明，下面结合具体实施例，对本发明进一步说明。
说明书附图
图1是现有的LED灯具的示意图；
图2是本发明的LED灯具的结构爆炸图；
图3是本发明的LED灯具中LED光源的结构图；
图4是本发明的LED灯具中，杯状散热体的立体图，图4（a）是杯状散热体的整体示意图；图4（b）是杯状散热体的三层结构的爆炸图；
图5是本发明的LED灯具中，杯状散热体的底部仰视图；
图6是沿图5所示A-A线的剖面图；
图7是本发明的LED灯具中，LED光源、绝缘散热体及电源的安装示意图，图7（a）是将电源安装到杯状散热体底部外侧的示意图，图7（b）是将LED光源安装到杯状散热体底部内侧的示意图。
具体实施方法
图2是本发明的LED灯具的结构示意图。图3是本发明的LED灯具中LED光源的结构图。图4是本发明的LED灯具中，杯状散热体的立体图，图4（a）是杯状散热体的整体示意图；图4（b）是杯状散热体的三层结构的爆炸图。
LED灯具包括：LED光源1，杯状散热体2，电源3。LED光源1安装在杯状散热体2的底部内侧。电源3设置在杯状散热体2的底部外侧。
LED光源1背面设置电极1a及热忱1b，如图3所示。如图4（a）所示，杯状散热体2的杯壁4呈波浪形状。如图4（b）所示，杯壁4包括设置在最内层的反光层4a，设置在最外层的散热塑料4c，以及设置在反光层4a和散热塑料4c之间的金属嵌件4b，金属嵌件4b设置有一平面底部。反光层4a可以是反光膜、反光涂料、反光油墨。如图2所示，电源3的顶部为针状或柱状结构。
图5是本发明的LED灯具中，杯状散热体的底部仰视图；图6是沿图5所示A-A线的剖面图。
图5中，金属嵌件4b的底部设置有通孔，通孔中嵌入绝缘材料6，在绝缘材料6中设入杯状散热体2的电极7，绝缘材料6可以是橡胶、塑料、绝缘胶等。
杯状散热体2主要以辐射散热的形式散热，改变了现有产品对流散热的形态，辐射散热在室内灯具的应用中，性能表现更稳定。绝缘散热体2中绝缘散热层由三层结构组成，杯状散热体的杯壁4的最外层采用辐射散热塑料4c，使灯具在室内环境中的散热更加稳定。利用中间层的金属嵌件4b的热量横向扩散的传导效率高的特点，配合最内层的反光层4a，使热量只向外单向流动和辐射，提高了整灯的热传导效率，同时反光层使光能的利用率也有一定的提高。杯体采用散热塑料和金属嵌件结构，使灯体更轻便，安全性更高。
同时绝缘散热体2的杯壁4采用波浪结构，使辐射散热面积增加很多，而且厚度基本一致，同时并不影响金属嵌件4b的横向扩散效率，并未延长其传导距离。充分利用了各种材料的特性。
本发明的LED灯具中，LED光源1底部没有设置玻纤板、铝基板、陶瓷等基板。通常底部的基板导热性能都不高，会严重影响LED芯片的热量传导，通过去除该层介质，减少了热阻，并且减少了生产工序，降低了成本。
杯状散热体2的底部设有通孔，嵌有与LED光源1位置对应的电极7，使得LED光源1的电极1a通过杯状散热体2的电极7直接与电源3连接。而LED光源1的热忱1b直接通过绝缘导热材料相连接。LED光源1的电极1a和电极7通过银胶等导电胶相连通。
电源3的顶部为针式结构。电源热忱的顶部和杯状散热体2的底部通过导热胶所粘结；通过银胶等和杯状散热体2的电极7的一端相粘接，从而和LED光源成为一个电通路。
下面对本发明的LED灯具的制备方法进行说明。
制备本发明的LED灯具的方法如下：
用注塑技术在杯状散热体2中嵌入电极7，以及将杯状散热体2的杯壁4由反光层4a、金属嵌件4b、散热塑料4c做成同等厚度的波浪形状是现有技术，生产厂商很容易就能做到，在此不再赘述。
步骤一：在杯状散热体2的电极7的一端用点胶机点上导电胶，在杯状散热体2外侧的热忱位置用点胶机点上导热胶。
步骤二：用表面贴装技术将电源3安装到杯状散热体2的底部外侧的相应位置。
步骤三：对安装后的杯状散热体2及电源3放置30分钟后，进行固化。
步骤四：在杯状散热体2的电极7的另一端用点胶机点上导电胶，在杯状散热体2内侧的热忱位置用点胶机点上导热胶。
步骤五：用表面贴装技术将LED光源1安装到杯状散热体2的底部内侧。
步骤六：将安装后的LED灯具用100°的温度进行老化。
用上述方法生产的LED灯具，其整灯导热率会比传统的手工生产方法高，一般导热率≥20w/m.k，也能大大提高其抗漏电水平，用其所做的灯具能通过4000V的高压测试，很好的保证了LED灯具使用的安全性，由于全程使用自动化设备生产组装，产品品质和生产效率都有很大提高，成本也将大大降低。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (9)

1.一种LED灯具，其特征在于，包括：
LED光源（1），LED光源背面设置有电极（1a）及热忱（1b）；
杯状散热体（2），所述LED光源（1）设置在杯状散热体（2）的底部内侧，所述杯状散热体（2）的底部设置电极（7）；
设置在杯状散热体（2）的底部外侧的电源（3）；
所述LED光源（1）的电极（1a）以及电源（3）分别与杯状散热体（2）的电极（7）两端直接连接。
2.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述杯状散热体（2）的杯壁（4）呈波浪形状。
3.如权利要求2所述的LED灯具，其特征在于，所述杯状散热体（2）的杯壁（4）进一步包括：设置在最内层的反光层（4a），设置在最外层的散热塑料（4c），以及设置在所述反光层（4a）和所述散热塑料（4c）之间的金属嵌件（4b）。
4.如权利要求3所述的LED灯具，其特征在于，所述金属嵌件（4b）具有一平面底部，所述底部设置有通孔，所述通孔中嵌入绝缘材料（6），在所述绝缘材料（6）中嵌入所述杯状散热体（2）的电极（7）；所述绝缘材料（6）包括橡胶、塑料、绝缘胶。
5.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述电源（3）的顶部为针状或柱状结构。
6.如权利要求3所述的LED灯具，其特征在于，所述反光层（4a）的材料为反光膜、反光涂料、反光油墨。
7.一种如权利要求1所述的LED灯具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
    步骤一：在杯状散热体（2）的电极（7）的一端用点胶机点胶，在杯状散热体（2）底部外侧的热忱位置用点胶机点胶；
步骤二：用表面贴装技术将电源（3）安装到杯状散热体（2）的底部外侧；
步骤三：对安装后的杯状散热体（2）及电源（3）进行固化；
步骤四：在所述杯状散热体（2）的电极（7）的另一端用点胶机点胶，在杯状散热体（2）底部内侧的热忱位置用点胶机点胶；
步骤五：用表面贴装技术将LED光源（1）安装到杯状散热体（2）的底部内侧；
步骤六：将安装后的LED灯具进行老化。
8.如权利要求7所述的LED灯具的制备方法，其特征在于，在步骤一及步骤四中，所述电极处用导电胶点胶，热忱处用导热胶点胶。
9.如权利要求7所述的LED灯具的制备方法，其特征在于，所述导热胶包括环氧导热胶、导热硅脂、导热硅胶、导热垫片、相变材料。
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