專利名稱：發(fā)光二極管燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)光二極管(LED)燈，尤其涉及優(yōu)化發(fā)光二極管燈的散熱功能而 作出的燈機(jī)構(gòu)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
由于節(jié)能和超長壽命，發(fā)光二極管(LED)燈，尤其是高功率發(fā)光二極管燈，在將來 是一個巨大的商機(jī)。但目前大規(guī)模商用的發(fā)光二極管產(chǎn)品中只有15% 25%的電能轉(zhuǎn)換 成光能，其余的電能幾乎都轉(zhuǎn)換成熱能，使發(fā)光二極管的溫度升高。而發(fā)光二極管的性能 (如光輸出，可靠性等)對溫度很敏感，溫度上升會引起性能的明顯衰減。因此，發(fā)光二極 管到燈頭和環(huán)境有效的散熱措施對于保證發(fā)光二極管燈工作在正常溫度是至關(guān)重要的。當(dāng) 前，高功率發(fā)光二極管燈的一個瓶頸是散熱設(shè)計。發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量需要從其封裝底部導(dǎo)出，然后傳導(dǎo)到散熱器(或熱沉)以 避免發(fā)光二極管過熱。通常，熱量通過印制電路板(PCB)擴(kuò)散到散熱器。出于散熱的考慮， 鋁基板印制電路板(MCPCB)廣泛應(yīng)用于高功率發(fā)光二極管燈產(chǎn)品中。金屬基板印制電路板 的不足在于價格過高、工藝復(fù)雜、安全隱患和可靠性低等。另一方面，為了增加散熱面積，發(fā)光二極管燈的殼體(或燈體)通常有復(fù)雜的翅片 結(jié)構(gòu)。殼體一般是全金屬或全塑料結(jié)構(gòu)。金屬有良好的導(dǎo)熱特性，但是生產(chǎn)制造工藝復(fù)雜 并且對幾何形狀有很多限制，同時金屬因?qū)щ姸诟唠妷篛20伏，380伏...)應(yīng)用下導(dǎo)致 觸電的安全風(fēng)險增加。塑料具有電絕緣和適于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，但是塑料導(dǎo)熱性差會導(dǎo) 致LED溫度很高。

實(shí)用新型內(nèi)容針對背景技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型一方面提出了一種發(fā)光二極管燈結(jié)構(gòu)， 其通過提供從LED印制電路板到燈頭的良好熱傳導(dǎo)通路，提高了 LED燈的散熱性能。本實(shí) 用新型另一方面提出了一種發(fā)光二極管燈結(jié)構(gòu)，其能有效改善熱從LED印制電路板到燈 體的熱傳導(dǎo)擴(kuò)散。根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種發(fā)光二極管燈，其包括燈體(或殼體)、固 定連接在燈體上的印制電路板(PCB)、封裝于印制電路板上的LED光源、與燈體連接的燈 頭。其中，燈體包括一腔體，該腔體包括塑料外層和塑料內(nèi)層以及設(shè)置在塑料外層和塑料內(nèi) 層間的金屬夾層；印制電路板與該金屬夾層熱連接。因此，由LED光源、印制電路板、燈體以 及燈頭形成一熱傳導(dǎo)路徑，該熱傳導(dǎo)路徑能促進(jìn)發(fā)光二極管到燈頭有效的熱擴(kuò)散。由于金屬比塑料的導(dǎo)熱性更好，本實(shí)施例通過金屬夾層而使LED散發(fā)的熱量快速 地擴(kuò)散到燈體的塑料外層和燈頭；同時金屬夾層設(shè)置在塑料外層和塑料內(nèi)層間，也能滿足 電氣絕緣的要求。因此，本實(shí)施例既能將熱量高效的從LED傳導(dǎo)到燈頭，同時又能保證機(jī)械 結(jié)構(gòu)件和環(huán)境的電氣絕緣?？蛇x擇地，該發(fā)光二極管燈還包括散熱板，該散熱板與印制電路板直接相連，用于將印制電路板與腔體的金屬夾層結(jié)構(gòu)熱連接?？蛇x擇地，燈體與燈頭通過導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的材料構(gòu)成的連接件，如導(dǎo)熱性好的塑 料制成的連接件相連接?？蛇x擇地，在燈體的頂部還設(shè)置有散熱器，如金屬散熱器，用于從頂部將熱擴(kuò)散。可選擇地，燈頭包括金屬外殼，該金屬外殼足夠厚以使熱能較快地擴(kuò)散。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種發(fā)光二極管燈，其包括燈體(或殼體)、 固定連接在燈體上的印制電路板(PCB)、封裝于印制電路板上的LED光源、與燈體連接的燈 頭。其中，該發(fā)光二極管燈還包括散熱板，該散熱板被設(shè)置成將印制電路板與燈體熱連接。散熱板能把發(fā)光二極管光源的熱量有效傳導(dǎo)到燈體上?？蛇x擇地，該散熱板與燈體固定連接，且印制電路板設(shè)置在該散熱板上?？蛇x擇地，該散熱板由金屬制成，而燈體由塑料制成?？蛇x擇地，該散熱板是在成型過程中被嵌入到燈體上的。可選擇地，印制電路板為環(huán)氧樹脂印制板。

通過閱讀
以下結(jié)合附圖對非限定性實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的其它目的、特征 和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯和突出。圖1為本實(shí)用新型的一實(shí)施例提供的發(fā)光二極管燈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例提供的發(fā)光二極管燈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的再一實(shí)施例提供的發(fā)光二極管燈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為三種發(fā)光二極管燈的LED結(jié)溫和時間的關(guān)系圖。其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的步驟特征/裝置(模塊)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1為本實(shí)用新型的一實(shí)施例提供的發(fā)光二極管燈10的結(jié)構(gòu)示意圖。該發(fā)光二 極管燈10包括燈體(或殼體)11、固定連接在燈體11上的印制電路板(PCB) 12、封裝于印 制電路板12上的LED光源13、與燈體11連接的燈頭14。其中，燈體11包括一腔體，該腔 體包括塑料外層111和塑料內(nèi)層113以及設(shè)置在塑料外層111和塑料內(nèi)層113間的金屬夾 層112 ；印制電路板12與該金屬夾層112熱連接。因此，由LED光源13、印制電路板12、燈 體11以及燈頭14形成一熱傳導(dǎo)路徑，該熱傳導(dǎo)路徑能促進(jìn)發(fā)光二極管到燈頭有效的熱擴(kuò) 散。可選擇地，燈體11與燈頭14通過導(dǎo)熱但不導(dǎo)電的材料構(gòu)成的連接件18，如導(dǎo)熱性 好的塑料制成的連接件相連接。從而能使熱有效地從燈體11擴(kuò)散到燈頭14?？蛇x擇地，燈頭14包括金屬外殼141，該金屬外殼141足夠厚以使熱能從燈頭14 較快地擴(kuò)散出去?？梢岳斫獾氖潜緦?shí)施例的發(fā)光二極管燈10還可以包括其他元件，如泡殼16等，因 非本實(shí)用新型的重點(diǎn)，在此不再贅述。通常LED燈的燈頭和燈座沒有散熱功能。然而實(shí)驗(yàn)表明燈頭和/或燈座能有效冷卻燈產(chǎn)生的一定熱量，進(jìn)而提高燈的光輸出。通過保證LED和燈頭、燈座的良好熱接觸能顯 著加大有效散熱面積。本實(shí)施例通過使發(fā)光二極管和燈頭，甚至同燈座形成良好的散熱協(xié) 同效應(yīng)達(dá)到減小總熱阻的目的。由于金屬比塑料的導(dǎo)熱性更好，本實(shí)施例通過金屬夾層112而使LED散發(fā)的熱量 快速地擴(kuò)散到燈體11的塑料外層111和燈頭14 ；同時金屬夾層112設(shè)置在塑料外層111和 塑料內(nèi)層113間，也能滿足電氣絕緣的要求。因此，本實(shí)施例既能將熱量高效的從LED傳導(dǎo) 到燈頭，同時又能保證機(jī)械結(jié)構(gòu)件和環(huán)境的電氣絕緣。圖2為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例提供的發(fā)光二極管燈20的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)光二 極管燈20具有與圖1所示的發(fā)光二極管燈10相似的結(jié)構(gòu)，不同的是發(fā)光二極管燈20還包 括散熱板15和散熱器17。散熱板15與印制電路板12直接相連，用于將印制電路板12與 腔體的金屬夾層112熱連接。優(yōu)選地，散熱板15由金屬制成，金屬散熱板15更有助于將發(fā) 光二極管產(chǎn)生的熱傳給燈體11，并進(jìn)而提高燈的散熱能力。散熱器17設(shè)置在燈體11的頂 部，用于從頂部將熱擴(kuò)散，其可由金屬制成。散熱器17增加了散熱面積能直接提高發(fā)光二 極管燈的散熱能力，進(jìn)而提高燈光輸入。可選擇地，散熱器17也可設(shè)置在其他結(jié)構(gòu)(如全塑料制成)的燈體11的頂部。圖3所示為本實(shí)用新型的再一實(shí)施例提供的發(fā)光二極管燈30的結(jié)構(gòu)示意圖。該 發(fā)光二極管燈30包括燈體31、印制電路板32、封裝于印制電路板32上的發(fā)光二極管光源 33、與燈體31連接的燈頭34，與燈體31固定連接的散熱板35，其中該散熱板35被設(shè)置成 將印制電路板32與燈體31熱連接。這樣，散熱板35能把發(fā)光二極管光源33的熱量有效 傳導(dǎo)到燈體31上。可選擇地，散熱板35是在成型過程中被嵌入到燈體31上的，或者通過其他方式將 其側(cè)端固定連接在燈體31的內(nèi)側(cè)上。優(yōu)選地，散熱板35為金屬材質(zhì)或者高導(dǎo)熱性塑料制 成。印制電路板32設(shè)置在散熱板35上。燈體31可由塑料制成或者如前實(shí)施例所揭示的由塑料和金屬的混合結(jié)構(gòu)形成。 如果燈體31由塑料制成，推薦使用高導(dǎo)熱性塑料。由于散熱板35的高效導(dǎo)熱性能，印制電路板32不僅可采用鋁基板印制電路板，還 可用環(huán)氧樹脂印制板，比如熱強(qiáng)化的環(huán)氧樹脂印制板。圖4所示為三種發(fā)光二極管燈的LED結(jié)溫和時間的關(guān)系圖，其中三種發(fā)光二極管 燈有如圖3所示的結(jié)構(gòu)但散熱板35和燈體31由不同的材料制成。曲線Ll代表散熱板35 和燈體31均由塑料制成(純塑料結(jié)構(gòu))的發(fā)光二極管燈，曲線L2代表散熱板35和燈體31 均由金屬制成(純金屬結(jié)構(gòu))的發(fā)光二極管燈曲線，L3代表散熱板35由金屬制成但燈體 31由塑料制成(混合結(jié)構(gòu))的發(fā)光二極管燈。從圖可比較得出，在燈啟動穩(wěn)定后，純塑料結(jié) 構(gòu)的發(fā)光二極管燈的LED結(jié)溫較高，散熱性較差；純金屬結(jié)構(gòu)和金屬塑料混合結(jié)構(gòu)的發(fā)光 二極管燈的LED結(jié)溫相當(dāng)，散熱特性相差無幾，比純塑料的結(jié)構(gòu)有8°C溫度改善。另一方，混合結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管燈能顯著提高可制造性、可靠性和成本優(yōu)勢。同 時，混合結(jié)構(gòu)能降低電絕緣設(shè)計的困難?？梢岳斫獾氖?，本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的各種結(jié)構(gòu)，如燈體、散熱板、散熱器等 是可以有不同的組合的，并不限于以上實(shí)施例所列舉的。以上對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述。需要說明的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變型或 修改。
權(quán)利要求1. 一種發(fā)光二極管燈，包括燈體、固定連接在所述燈體上的印制電路板、封裝于所述印 制電路板上的發(fā)光二極管光源、與所述燈體連接的燈頭，其中，所述燈體包括一腔體，該腔體包括塑料外層和塑料內(nèi)層以及設(shè)置在所述塑料外層和所 述塑料內(nèi)層間的金屬夾層；所述印制電路板與所述金屬夾層熱連接而形成一由所述發(fā)光二 極管光源、所述印制電路板、所述燈體到所述燈頭的熱傳導(dǎo)路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，其特征在于，所述發(fā)光二極管燈還包括散熱板， 該散熱板與所述印制電路板直接相連，用于將所述印制電路板與所述腔體的金屬夾層熱連 接。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，其特征在于，所述燈體與所述燈頭通過導(dǎo)熱但 不導(dǎo)電的材料相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，其特征在于，所述燈體的頂部還設(shè)置有散熱器。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈，其特征在于，所述燈頭包括金屬外殼，該金屬外 殼足夠厚以使熱能較快地擴(kuò)散。
專利摘要本實(shí)用新型的一實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管燈，其包括燈體(或殼體)、固定連接在燈體上的印制電路板(PCB)、封裝于印制電路板上的LED光源、與燈體連接的燈頭。其中，燈體包括一腔體，該腔體包括塑料外層和塑料內(nèi)層以及設(shè)置在塑料外層和塑料內(nèi)層間的金屬夾層；印制電路板與該金屬夾層熱連接。因此，由LED光源、印制電路板、燈體以及燈頭形成一熱傳導(dǎo)路徑，該熱傳導(dǎo)路徑能促進(jìn)發(fā)光二極管到燈頭有效的熱擴(kuò)散。
文檔編號F21Y101/02GK201819030SQ200920292218
公開日2011年5月4日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者J·P·雅各布斯, N·德科寧, R·C·P·霍斯肯斯, 伍華榮, 張莉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司