專利名稱：通用型大功率發(fā)光二極管光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光二極管光源，特別是一種通用型的大功率發(fā)光二極管光源，屬于一種發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
大功率發(fā)光二極管，簡稱LED作為照明光源的優(yōu)勢和前景已廣為人知，但目前還主要用作一些特殊光源，如汽車剎車燈和手電筒燈。最受矚目的大功率發(fā)光二極管為Lumileds設(shè)計并生產(chǎn)的LuxeonLED，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。它包括有大功率發(fā)光二極管1、硅片2、鋁基柱3、半球形密封鏡4、絕緣材料5、金線6以及電極7等。大功率發(fā)光二極管1被安裝在金屬基柱3上，上面有板球形塑料密封鏡頭4，金屬基柱周圍為絕緣材料5，電極7通過金線6連接電源。這種封裝設(shè)計的金屬基柱面積有限，并且其周圍為絕緣材料，阻礙了金屬基柱的熱量向外擴(kuò)散。Lumileds的主流產(chǎn)品為1瓦、3瓦的Luxeon LED，其最新技術(shù)為5瓦的Luxeon LED，據(jù)稱是目前世界上最亮的發(fā)光二極管(LED)。5瓦的LuxeonLED發(fā)光時所產(chǎn)生的熱量集中，散熱難度很高，類似的封裝設(shè)計要想做到5瓦以上更是難上加難。5瓦遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足普通照明的要求，若選用多個3瓦或5瓦的Luxeon LED組合來實(shí)現(xiàn)照明，一來散熱要依賴外置散熱裝置；二來每個Luxeon LED都是半球形密封鏡設(shè)計，其出射光角度達(dá)到180度，必須配用各種特殊鏡頭，才能滿足各種各樣的照明要求，因此整個光源會很復(fù)雜，體積大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種針對普通照明應(yīng)用的通用型大功率發(fā)光二極管光源。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是它主要由發(fā)光二極管芯片及安裝芯片的金屬基構(gòu)成，所述的金屬基為至少一中空高熱導(dǎo)金屬管構(gòu)成，至少二個發(fā)光二極管芯片固定于金屬管的一端或中心上。
所述的發(fā)光二極管芯片采用高熱導(dǎo)的金錫合金或錫片直接焊接在金屬管的管壁面上或采用高熱導(dǎo)的銀漿或有機(jī)、無機(jī)膠粘合在金屬管的管壁上。
所述的發(fā)光二極管芯片之間由金絲球焊相互電連接，且芯片和金絲上面覆蓋有光學(xué)膠層。
所述的發(fā)光二極管芯片之間的電連接采用串聯(lián)、并聯(lián)或混和連接或是裝有倒發(fā)光二極管芯片的模組。
所述的發(fā)光二極管芯片至少包括二種不同發(fā)光色的二極管芯片。所述的金屬管的外表面設(shè)置有翅片或螺紋散熱表面。所述的金屬管上相連有帶有拋物面的反射體。
本實(shí)用新型是一種直接對大功率二極管芯片的集成，將多個芯片均勻分布于有翅片或螺紋設(shè)計的兩段開口的金屬管上，在特定的供電電壓下最大限度地將芯片以串聯(lián)的形式連接，具有很強(qiáng)的成本優(yōu)勢和性能優(yōu)勢，具體有1、體積可以做到很??；2、不同功率的燈可采用不同粗細(xì)的金屬管和不同功率的芯片，可以優(yōu)化材料成本和人工成本；3、較之集中或加大芯片面積來提高功率的傳統(tǒng)做法，分散了熱的集中；4、芯片直接固定在金屬管上，減少了芯片到環(huán)境空氣中的熱阻；5、兩端開口的中空金屬管增進(jìn)了冷空氣的自然循環(huán)，極大地提高了散熱效果；6、增加了芯片側(cè)面積，提高了發(fā)光效率；7、各芯片的主要出光面(正面)以及3個側(cè)面發(fā)出的光也經(jīng)由拋物面反射體發(fā)射出去，較之傳統(tǒng)的大功率發(fā)光二極管，這種結(jié)構(gòu)能給出更好的平行光束，即最小的出射角；8、螺紋或翅片設(shè)計可以使芯片環(huán)管和環(huán)狀拋物面反射體的相對位置自由改變，進(jìn)而調(diào)節(jié)光束形狀；9、降低了電流控制電路部分的分壓比，提高了電能的使用效率；10、控制線路板可以集成在金屬管內(nèi)，和燈頭結(jié)合很方便；具有結(jié)構(gòu)合理、緊湊，使用方便、可靠等特點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本實(shí)用新型在普通照明領(lǐng)域的應(yīng)用的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型在普通照明領(lǐng)域的應(yīng)用的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型在普通照明領(lǐng)域的應(yīng)用的又一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做詳細(xì)的介紹本實(shí)用新型主要由發(fā)光二極管芯片11及安裝芯片的金屬基構(gòu)成。所述的金屬基為至少一中空高熱導(dǎo)金屬管12構(gòu)成，至少二個發(fā)光二極管芯片11固定于金屬管12的一端或中心上。圖2所示，12只發(fā)光二極管芯片11采用高熱導(dǎo)的金錫合金或錫片直接焊接在金屬管12的管壁面上或采用高熱導(dǎo)的銀漿或有機(jī)、無機(jī)膠粘合在金屬管12的管壁上；所述的發(fā)光二極管芯片11均布在金屬管12的環(huán)狀管壁上，它們之間由金絲13球焊相互電連接，且芯片11和金絲13上面覆蓋有光學(xué)膠層14。根據(jù)功率要求和驅(qū)動電壓的高低，發(fā)光二極管芯片11之間的電連接采用串聯(lián)、并聯(lián)或混和連接或是裝有倒發(fā)光二極管芯片的模組。
圖1所示，所述的金屬管12的外表面還設(shè)置有翅片或螺紋散熱表面15。這種將中空金屬管12設(shè)計為自帶散熱器，其表面積大，而且固定在金屬管上的芯片11產(chǎn)生大量的熱傳給金屬管，在金屬管12內(nèi)形成自然空氣對流，將熱快速地帶走。而且上述金屬管的螺紋表面15可用于與各種形狀的內(nèi)孔帶螺紋的反射體16連接，且具有代表性的反射體16其內(nèi)腔為拋物面結(jié)構(gòu)，見圖3---圖4所示，芯片環(huán)與拋物面焦點(diǎn)環(huán)能夠重合。反射體則通過螺紋可以旋進(jìn)旋出，來控制出射光的光型。當(dāng)芯片環(huán)17與拋物面焦點(diǎn)環(huán)重合時，為近平行光出射，可用于遠(yuǎn)距離照明，見圖3所示；改變反射體和芯片環(huán)的相對位置，可獲得不同角度的出射光，可以滿足大多數(shù)普通照明的要求，見圖4所示。圖5所示為一玻璃圓板反射體18取代拋物面反射體的結(jié)構(gòu)。圖6所示的結(jié)構(gòu)是在金屬管12的兩端旋進(jìn)相同的拋物面反射體16，可形成360度的環(huán)形聚光束，可以用來制作大功率警示燈和頻閃燈。以上所述的發(fā)光二極管芯片11至少可以是包括二種不同發(fā)光色的二極管芯片，變換不同顏色的LED芯片，可制作不同顏色的燈具，如藍(lán)色或紫色芯片，涂上相應(yīng)的熒光材料，就可制作白光燈具；再如，金屬管低端緊密地排列紅、綠、蘭三種芯片環(huán)，并分別控制三個芯片的電流，就可以產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)、白及各種顏色的光，以制作全彩色燈具。
本實(shí)用新型所述的光源基本體的應(yīng)用并不局限于以上幾種，反射體的形狀也千變?nèi)f化，可以有各種裝飾結(jié)構(gòu)等。本實(shí)用新型所述的電流控制和電源轉(zhuǎn)換線路板可以插裝在金屬管內(nèi)，電源輸入線連接到固定在金屬管另一端的燈頭上，燈頭可為標(biāo)準(zhǔn)的螺口或插口，也可為新的LED光源的專用燈頭。金屬管和燈頭的連接處必須留有足夠的空隙，讓空氣在金屬管內(nèi)能自由流通。本實(shí)用新型在所述的金屬管的低端可根據(jù)對光束的要求和裝飾上的需要配上不同形狀的蓋帽，尾端蓋帽與金屬管之間也要有空隙。
本實(shí)用新型可以應(yīng)用到LED替換燈中，也可應(yīng)用到全LED燈的照明系統(tǒng)，單個LED芯片的正向工作電壓為2伏到4伏，從效能上考慮，要讓更多的LED芯片串聯(lián)；從用電安全方面考慮，應(yīng)該讓LED芯片盡量并聯(lián)；對于功率更大的LED燈，如輸入功率為幾十瓦及以上，可采用圓形熱管作為散熱器，將光源基本體，即LED芯片環(huán)管直接旋入熱管的冷端，芯片產(chǎn)生的大量熱量被熱管高效率地傳輸?shù)綗峁艿臒岫恕?br> 權(quán)利要求1.一種通用型大功率發(fā)光二極管光源，它主要由發(fā)光二極管芯片及安裝芯片的金屬基構(gòu)成，其特征在于所述的金屬基為至少一中空高熱導(dǎo)金屬管(12)構(gòu)成，至少二個發(fā)光二極管芯片(11)固定于金屬管(12)的一端或中心上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型大功率發(fā)光二極管光源，其特征在于所述的發(fā)光二極管芯片(11)采用高熱導(dǎo)的金錫合金或錫片直接焊接在金屬管的管壁面上或采用高熱導(dǎo)的銀漿或有機(jī)、無機(jī)膠粘合在金屬管(12)的管壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通用型大功率發(fā)光二極管光源，其特征在于所述的發(fā)光二極管芯片(11)之間由金絲(13)球焊相互電連接，且芯片(11)和金絲(13)上面覆蓋有光學(xué)膠層(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通用型大功率發(fā)光二極管光源，其特征在于所述的發(fā)光二極管芯片(11)之間的電連接采用串聯(lián)、并聯(lián)或混和連接或是裝有倒發(fā)光二極管芯片的模組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通用型大功率發(fā)光二極管光源，其特征在于所述的發(fā)光二極管芯片(11)至少包括二種不同發(fā)光色的二極管芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通用型大功率發(fā)光二極管光源，其特征在于所述的金屬管(12)的外表面設(shè)置有翅片或螺紋散熱表面(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通用型大功率發(fā)光二極管光源，其特征在于所述的金屬管(12)上相連有帶有拋物面的反射體(16)。
專利摘要一種通用型大功率發(fā)光二極管光源，它主要由發(fā)光二極管芯片及安裝芯片的金屬基構(gòu)成，所述的金屬基為至少一中空高熱導(dǎo)金屬管構(gòu)成，至少二個發(fā)光二極管芯片固定于金屬管的一端或中心上；所述的發(fā)光二極管芯片采用高熱導(dǎo)的金錫合金或錫片直接焊接在金屬管的管壁面上或采用高熱導(dǎo)的銀漿或有機(jī)、無機(jī)膠粘合在金屬管的管壁上；所述的金屬管的外表面設(shè)置有翅片或螺紋散熱表面；所述的金屬管上相連有帶有拋物面的反射體；它具有體積小，提高了散熱效果，提高了電能的使用效率，結(jié)構(gòu)合理、緊湊，使用方便、可靠等特點(diǎn)。
文檔編號F21Y101/02GK2859196SQ20052013452
公開日2007年1月17日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者陳建華 申請人:陳建華