專利名稱：Led發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
以發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode, LED)作為光源的燈具比傳統(tǒng)的白熾燈耗能減少九成，既節(jié)能又環(huán)保。許多城市為了節(jié)能省電，交通燈和路燈都改用LED燈。然而， LED燈在工作時產(chǎn)生的熱能較小，光源處的溫度較低，遭遇到大風(fēng)雪天氣時無法融雪，經(jīng)常出現(xiàn)因LED之間堆積水氣而造成結(jié)冰的情況，使路面無法得到足夠的照明，連交通燈的信號也變得看不清楚，甚至因此導(dǎo)致交通事故。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，實(shí)有必要提供一種能防止結(jié)冰的LED發(fā)光裝置。一種LED發(fā)光裝置，包括一燈殼、熱性結(jié)合于該燈殼的一 LED發(fā)光組件、用來為該 LED發(fā)光組件提供電能的一電源驅(qū)動及一與該燈殼連接的溫度感測器，該溫度感測器用來感測燈殼表面的溫度值，當(dāng)溫度感測器感測到燈殼表面的溫度小于一設(shè)定溫度值時，則傳送一控制信號給電源驅(qū)動，以控制電源驅(qū)動輸出一較大的電流給LED發(fā)光組件，使得LED發(fā)光組件產(chǎn)生較多的熱量傳遞至燈殼，使該燈殼的溫度保持大于該特定溫度值。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的LED發(fā)光組件產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)至燈殼，溫度感測器感測燈殼表面的溫度小于設(shè)定溫度值時，則傳送一控制信號給電源驅(qū)動來增大LED發(fā)光組件中的電流，以加熱燈殼，防止燈殼表面結(jié)冰。



內(nèi)螺紋140b、140c、142c、160b
LED發(fā)光裝置100、200、300、400、500、600
LED發(fā)光組件20、20a
溫度感測器30
電源驅(qū)動60
散熱體70,70c
平坦側(cè)面71
圓柱側(cè)面72,72c
外螺紋74,74c
接頭80
導(dǎo)熱基板22>22a
第一表面222>222a
第二表面224,224a
傾斜面225
弧形面226
LED24
LED芯片241
襯底242
電極243
通孔220
固定孔12U2a
扣合件40
燈罩50、50a、50c
扣合結(jié)構(gòu)52
電極電路層25
共晶層28
封裝體2具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參照圖1與圖2，為本發(fā)明第一實(shí)施例的LED發(fā)光裝置100，該LED發(fā)光裝置100 可應(yīng)用于交通燈、路燈、廣告牌等方面，其包括一燈殼10、熱性結(jié)合于該燈殼10上的一 LED 發(fā)光組件20、與該燈殼10連接的一溫度感測器30及用來為LED發(fā)光組件20提供電能的一電源驅(qū)動60。該LED發(fā)光組件20包括一平板狀導(dǎo)熱基板22及熱性結(jié)合于該導(dǎo)熱基板22上的若干LED24。請同時參照圖3，為該LED發(fā)光組件20的部分放大示意圖，每一 LEDM包括一襯底對2、位于該襯底242上的一 LED芯片241及自LED芯片Ml引出的正、負(fù)電極對3。所述LEDM分別通過一導(dǎo)熱材料結(jié)合于該導(dǎo)熱基板22上。一電極電路層25形成于該導(dǎo)熱基板22的上表面上，且與該LEDM和該導(dǎo)熱基板22彼此結(jié)合的位置相間隔。每一 LED芯片241通過正、負(fù)電極243分別對應(yīng)與該電極電路層25電性連接。一封裝體27包覆該LED24 及電極電路層25，用以隔絕該LED芯片M和外界的水氣。該LED 芯片 241 可以是磷化物(AlxIny Ga(1_x_y)P(0 彡 χ 彡 1，0 彡 y 彡 1，x+y 彡 1)) 或砷化物(AlJnyGaa_x_y)AS(0彡χ彡1，0彡y彡l，x+y彡1))，也可以采用具有可發(fā)射足以激發(fā)熒光材料的波長光的半導(dǎo)體材料，諸如各種氧化物，如ZnO或氮化物，如GaN，或者可發(fā)射足以激發(fā)熒光材料的短波長光的氮化物半導(dǎo)體(InxAly Ga(1_x_y)N，0彡χ彡1，0彡y彡1， x+y^ l))o本實(shí)施例中，該LED芯片241采用具有可發(fā)射足以激發(fā)熒光材料的短波長的光的氮化物半導(dǎo)體(InxAly Ga(1_x_y)N，0彡χ ^ 1,0 ^ y ^ 1, x+y ^ 1))，該材料可發(fā)出具有UV 光至紅光波長的光。該LEDM的襯底242為本征半導(dǎo)體(intrinsic semiconductor)或者是不刻意摻雜其它雜質(zhì)的其它半導(dǎo)體(unintentionally doped semiconductor)。該襯底 242的載子濃度(carrier concentration)小于或者等于^cl06enT3。優(yōu)選地，該襯底242的載子濃度小于等于^clO6em 3。襯底242的載子濃度越低，其導(dǎo)電率就越低，就越能夠隔絕流經(jīng)襯底242的電流。例如，該襯底242的材料可以是尖晶石、碳化硅(SiC)、硅(Si)、氧化鋅 (ZnO)、氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、氮化鋁(AlN)等半導(dǎo)體材料，或者導(dǎo)熱性能佳且導(dǎo)電性能差的材料，如鉆石。該導(dǎo)熱基板22采用一不導(dǎo)電、高熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)的陶瓷材料，如Alx0y、AlN、 氧化鋯( )等。該導(dǎo)熱基板22的導(dǎo)熱系數(shù)大于20(W/Mk)。該導(dǎo)熱基板22的熱膨脹系數(shù)與該LEDM的襯底242的熱膨脹系數(shù)接近，從而使該導(dǎo)熱基板22與LEDM結(jié)合后可以抗熱沖擊，容許較大范圍的操作溫度。該LEDM和導(dǎo)熱基板22可以通過銀膠(Ag epoxy)來連接，或者先用錫膏印刷于該LEDM與該導(dǎo)熱基板22彼此結(jié)合的位置再采用熱回焊使二者黏結(jié)。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，該LEDM和導(dǎo)熱基板22采用共晶結(jié)合(eutectic bonding)的方式黏結(jié)，在該LEDM與該導(dǎo)熱基板22結(jié)合的位置處形成一共晶層28，以達(dá)到降低熱阻的目的。具體地，該共晶層 28的材料可以是Au、Sn、^uALAgjLBe等金屬或其合金。該電極電路層25與該共晶層觀相間隔。該電極電路層25可以是鎳(Ni)、金(Au)、錫(Sn)、鈹(Be)、鋁(Al)、銦(In)、鈦 (Ti)、鉭(Ta)、銀(Ag)、銅(Cu)等金屬或其合金，或者是透明導(dǎo)電氧化物(TCO)，如銦錫金屬氧化物andium Tin Oxides, IT0)、鎵摻雜氧化鋅(GZO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)等材料。由于陶瓷材料不導(dǎo)電，因而可以直接在該導(dǎo)熱基板22上形成該電極電路層25。 形成該電極電路層25的制程方法可采用物理沉積法，如濺射(sputter)、物理氣相沉積 (Physical Vapor Deposition, PVD)、電子束蒸發(fā)沉禾只(e-beam evaporation deposition), 或者采用化學(xué)氣相沉積法，如化學(xué)蒸汽沉積(chemical vapor exposition，CVD)、電鍍電化學(xué)沉積，或者采用網(wǎng)印技術(shù)將材料印制于導(dǎo)熱基板2210上，經(jīng)過干燥、燒結(jié)、鐳射等步驟而成。其中，對LEDM進(jìn)行封裝所用的封裝體27可以是silicone、印oxy resin、PMMA等熱固形透光材料。該封裝體27可以通過射出成型的方式來制成各種形狀如半球形、圓頂型或方形。此外，為轉(zhuǎn)換該LEDM出射光的波長，可以在封裝體27內(nèi)填充至少一熒光材料，如硫化物(sulfides)、鋁酸鹽(aluminates)、氧化物(oxides)、硅酸鹽(silicates)、氮化物 (nitrides)等材料。
請同時參照圖4，該導(dǎo)熱基板22上開設(shè)二通孔220，該燈殼10對應(yīng)該導(dǎo)熱基板22 的二通孔220開設(shè)二固定孔12，二固定件40穿過該導(dǎo)熱基板22的二通孔220并卡扣于該燈殼10的二固定孔12內(nèi)，將該LED發(fā)光組件20固定于該燈殼10，使該導(dǎo)熱基板22與該燈殼10緊密接觸。優(yōu)選地，該燈殼10和該導(dǎo)熱基板22相互接觸的表面之間可涂布以高熱導(dǎo)率的導(dǎo)熱材料(圖未示)以增加熱傳導(dǎo)性。該溫度感測器30貼設(shè)于該燈殼10表面，以感測燈殼10表面的溫度變化情況。當(dāng)溫度感測器30感測到燈殼10表面的溫度小于攝氏0度時，則傳送一控制信號給電源驅(qū)動 60以控制電源驅(qū)動60輸出一較大的電流給LED發(fā)光組件20，使得該LED發(fā)光組件20中的 LED芯片241可產(chǎn)生較多的熱量傳遞至燈殼10，使該燈殼10的溫度保持大于攝氏0度，則停止增加流經(jīng)LED發(fā)光組件20的電流。通過LED芯片241發(fā)光時產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到該導(dǎo)熱基板22及該燈殼10上，使該導(dǎo)熱基板22和該燈殼10的溫度升高，保證該燈殼10表面的溫度始終大于攝氏0度，如此則可以避免該燈殼10的外表面及LED發(fā)光組件20中相鄰的LEDM之間的結(jié)冰現(xiàn)象。請參照圖5，為本發(fā)明第二實(shí)施例的LED發(fā)光裝置200，與第一實(shí)施例不同的是該 LED發(fā)光裝置200進(jìn)一步包括罩設(shè)該導(dǎo)熱基板22上若干LEDM的一空心燈罩50，以進(jìn)一步隔絕所述LEDM和外界的水氣。該燈罩50面向?qū)峄?2的一側(cè)垂直向下延伸二扣合結(jié)構(gòu)52，該導(dǎo)熱基板22上開設(shè)二通孔220，該燈殼10對應(yīng)該導(dǎo)熱基板22上的二通孔220分別開設(shè)二貫通的固定孔12a。該燈罩20罩設(shè)于所述LEDM的外圍，二扣合結(jié)構(gòu)52分別穿過該導(dǎo)熱基板22上的二通孔220及燈殼10的二固定孔12a，將該燈罩50與導(dǎo)熱基板22以及燈殼10連接，同時使導(dǎo)熱基板22與該燈殼10緊密接觸。如圖6所示，為本發(fā)明第三實(shí)施例的LED發(fā)光裝置300，其與第二實(shí)施例的區(qū)別在于該LED發(fā)光裝置300包括一罩設(shè)該導(dǎo)熱基板22上若干LED24的實(shí)心燈罩50a，該實(shí)心燈罩50a的入光面與該導(dǎo)熱基板22及LEDM上的封裝體27相接觸。請參照圖7及圖8，為本發(fā)明第四實(shí)施例的LED發(fā)光裝置400，與前述實(shí)施例不同的是該LED發(fā)光裝置400進(jìn)一步包括與LED發(fā)光組件20熱性結(jié)合的一散熱體70及與LED 發(fā)光組件20導(dǎo)電連接的一接頭80，且燈殼IOb的形狀與燈殼10的形狀不同。該散熱體70為一個半圓柱體，其包括一矩形的平坦側(cè)面71及與該平坦側(cè)面71相對的一圓柱側(cè)面72。該圓柱側(cè)面72上設(shè)置有環(huán)繞其軸線方向延伸的外螺紋74，所述外螺紋74使得散熱體70具有更大的散熱表面，有利于熱量的疏散。該散熱體70采用具高導(dǎo)熱系數(shù)的材料制成，例如鋁、金、銀、銅等金屬或其合金。該接頭80的外表面也設(shè)置有外螺紋。該導(dǎo)熱基板22為平板狀，其包括與散熱體70的平坦側(cè)面71相互貼設(shè)且熱連接的一第一表面222及與該第一表面222相對且平行的一第二表面224。所述導(dǎo)熱基板22的第一表面222設(shè)置在散熱體70的平坦側(cè)面71上，所述LED芯片M設(shè)置在導(dǎo)熱基板22的第二表面224上。該接頭80設(shè)置于散熱體70的一端，并與電源驅(qū)動60及LED發(fā)光組件20中每一 LED24電性連接，以從電源驅(qū)動60獲取電能而向該LED發(fā)光組件20輸出一適當(dāng)?shù)碾娏鳎?qū)動設(shè)置在導(dǎo)熱基板22上的LEDM發(fā)光。該接頭80為螺口接頭。該燈殼IOb包括一半圓柱狀本體14b及自本體14b的一端向外延伸的一頭部16b。該本體14b內(nèi)設(shè)有可對應(yīng)收容散熱體70的收容空間，該本體14b的內(nèi)表面上設(shè)置有可與散熱體70外表面的外螺紋74相互螺合的內(nèi)螺紋140b。該頭部16b內(nèi)設(shè)有一可收容接頭80的螺紋孔，該螺紋孔的內(nèi)表面上形成有可與接頭80的外表面的外螺紋相互匹配的內(nèi)螺紋160b。組裝時，該接頭80能夠旋入殼體IOb的頭部16b內(nèi)從而達(dá)成緊密嚙合，同時散熱體70通過外表面的外螺紋74與殼體IOb的本體14b內(nèi)的內(nèi)螺紋140b相互嚙合而達(dá)成緊密接觸，殼體IOb與散熱體70之間相互螺合，不僅可以結(jié)合緊密，同時可以增加殼體IOb和散熱體70之間的接觸面積，使得散熱體70可將LEDM產(chǎn)生的熱量迅速傳導(dǎo)至燈殼10b，有效提升燈殼IOb的表面溫度。圖9所示為本發(fā)明第五實(shí)施例的LED發(fā)光裝置500，與上述第四實(shí)施例的不同在于該LED發(fā)光裝置500中的導(dǎo)熱基板2 呈棱柱狀。該導(dǎo)熱基板2 包括一與散熱體70 的平坦側(cè)面71相互貼設(shè)且熱連接的一第一平面22 、與該第一平面22 相對且平行的一第二平面22 、分別從第二平面22 的兩側(cè)向第一平面22 所在方向延伸的兩傾斜面 225及分別連接于每一傾斜面225和第一表面22 之間的兩弧形面226。所述LEDM分別位于所述第二平面22 和傾斜面225上，從而設(shè)置在該導(dǎo)熱基板2 上的LEDM可以分別朝不同方向發(fā)光而具有更大的照明范圍。請參照圖10，為本發(fā)明第六實(shí)施例的LED發(fā)光裝置600，與前述第四實(shí)施例不同的是該LED發(fā)光裝置600中的散熱體70c呈一圓柱體狀，對應(yīng)的，該殼體IOc的本體Hc也呈圓柱體狀。該圓柱形散熱體70c的圓柱側(cè)面72c上設(shè)置有外螺紋74c。該LED發(fā)光組件 20及接頭80分別位于該散熱體70c相對的兩個端面上，一燈罩50c罩設(shè)于該LED發(fā)光組件20的外圍，用來隔絕該LED發(fā)光組件20和外界的水氣。該本體14c內(nèi)部設(shè)有可分別收容接口 80和散熱體70c在內(nèi)的螺紋孔，所述螺紋孔的內(nèi)表面分別形成與接口 80的外螺紋及散熱體70c外表面的外螺紋7 相互匹配的內(nèi)螺紋140c、142c。組裝時，散熱體70c和接口 80螺合于該殼體IOc內(nèi)部。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的LED發(fā)光組件20、20a產(chǎn)生的熱能可迅速傳導(dǎo)至燈殼 10、10b、10c，燈殼10、10b、IOc上設(shè)置的溫度感測器30可感測燈殼10、10b、IOc表面的溫度，當(dāng)感測燈殼10、10b、IOc表面的溫度小于0度時，則傳送一控制信號給電源驅(qū)動60來增大流經(jīng)LED發(fā)光組件20、20a中的電流，以便加熱燈殼10、10b、10c，防止燈殼10、10b、IOc的外表面結(jié)冰，有效地解決了 LED發(fā)光裝置的結(jié)冰問題。
權(quán)利要求
1.一種LED發(fā)光裝置，包括一燈殼、熱性結(jié)合于該燈殼的一 LED發(fā)光組件及用來為該 LED發(fā)光組件提供電能的一電源驅(qū)動，其特征在于該LED發(fā)光裝置還包括一與該燈殼連接的溫度感測器，該溫度感測器用來感測燈殼表面的溫度值，當(dāng)溫度感測器感測到燈殼表面的溫度小于一設(shè)定溫度值時，則傳送一控制信號給電源驅(qū)動，以控制電源驅(qū)動輸出一較大的電流給LED發(fā)光組件，使得LED發(fā)光組件產(chǎn)生較多的熱量傳遞至燈殼，使該燈殼的溫度保持大于該特定溫度值。
2.如權(quán)利要求1所述的LED發(fā)光裝置，其特征在于該LED發(fā)光組件包括與燈殼熱性結(jié)合的一導(dǎo)熱基板及熱性結(jié)合于該導(dǎo)熱基板上的若干LED芯片。
3.如權(quán)利要求2所述的LED發(fā)光裝置，其特征在于該LED發(fā)光裝置還包括罩設(shè)該導(dǎo)熱基板的LED芯片上的一燈罩，該燈罩兩端延伸二扣合結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)熱基板上開設(shè)二通孔，該燈殼開設(shè)二固定孔，該燈罩的二扣合結(jié)構(gòu)分別穿過該導(dǎo)熱基板的二通孔及燈殼的二固定孔， 將該燈罩及該LED發(fā)光組件卡扣固定于燈殼。
4.如權(quán)利要求2所述的LED發(fā)光裝置，其特征在于該LED發(fā)光裝置還包括與該導(dǎo)熱基板熱性結(jié)合的一散熱體及設(shè)置在散熱體一端的一接頭，該接頭與該LED芯片導(dǎo)電連接， 該散熱體為一半圓柱體，其包括與導(dǎo)熱基板熱連接的一平坦側(cè)面及與該平坦側(cè)面相對的一半圓柱側(cè)面，該半圓柱側(cè)面上設(shè)置有環(huán)繞其軸線方向延伸的外螺紋，該燈殼包括一半圓柱狀本體及自本體的一端向外延伸的一頭部，該接頭與燈殼的頭部相連接，該半圓柱狀本體的內(nèi)壁上形成有內(nèi)螺紋，該半圓柱狀散熱體的外螺紋與半圓柱狀本體的內(nèi)螺紋緊密嚙合。
5.如權(quán)利要求4所述的LED發(fā)光裝置，其特征在于該導(dǎo)熱基板包括一與散熱體的平坦側(cè)面相互貼設(shè)且熱連接的一第一平面、與該第一平面相對且平行的一第二平面、分別從第二平面的兩側(cè)向第一平面所在方向延伸的兩傾斜面，所述LED芯片分別位于所述第二平面和傾斜面上。
6.如權(quán)利要求4所述的LED發(fā)光裝置，其特征在于該接頭為螺口接頭，該燈殼的頭部上設(shè)有螺紋孔，接頭旋入螺紋孔而與燈殼的頭部緊密嚙合。
7.如權(quán)利要求2所述的LED發(fā)光裝置，其特征在于該LED發(fā)光裝置還包括與該導(dǎo)熱基板熱性結(jié)合的一散熱體及與該LED芯片導(dǎo)電連接的一接頭，該散熱體為一圓柱體，該LED 發(fā)光組件及接頭分別設(shè)置在散熱體相對的兩個端面上，該散熱體的圓柱側(cè)面上設(shè)置有環(huán)繞其軸線方向延伸的外螺紋，該燈殼內(nèi)側(cè)開設(shè)一螺紋孔，散熱體沿?zé)魵さ穆菁y孔旋入而與燈殼緊密嚙合。
8.如權(quán)利要求2所述的LED發(fā)光裝置，其特征在于該LED發(fā)光組件還包括形成于該導(dǎo)熱基板上的一電極電路層及從該LED芯片引出的正、負(fù)電極，該LED芯片引出正、負(fù)電極與該電極電路層電性連接。
9.如權(quán)利要求8所述的LED發(fā)光裝置，其特征在于該LED芯片和導(dǎo)熱基板共晶結(jié)合， 在該LED芯片與該導(dǎo)熱基板結(jié)合處形成一共晶層，該電極電路層與該共晶層相間隔。
10.如權(quán)利要求8所述的LED發(fā)光裝置，其特征在于該導(dǎo)熱基板采用導(dǎo)熱而不導(dǎo)電的陶瓷材料，所述電極電路層直接形成于該導(dǎo)熱基板上。
全文摘要
一種LED發(fā)光裝置，包括一燈殼、熱性結(jié)合于該燈殼的一LED發(fā)光組件、用來為該LED發(fā)光組件提供電能的一電源驅(qū)動及一與該燈殼連接的溫度感測器，該溫度感測器用來感測燈殼表面的溫度值，當(dāng)溫度感測器感測到燈殼表面的溫度小于一設(shè)定溫度值時，則傳送一控制信號給電源驅(qū)動，以控制電源驅(qū)動輸出一較大的電流給LED發(fā)光組件，使得LED發(fā)光組件產(chǎn)生較多的熱量傳遞至燈殼，使該燈殼的溫度保持大于該特定溫度值。本發(fā)明的LED發(fā)光組件產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)至燈殼，溫度感測器感測燈殼表面的溫度小于設(shè)定溫度值時，則傳送一控制信號給電源驅(qū)動來增大LED發(fā)光組件中的電流，以加熱燈殼，防止燈殼表面結(jié)冰。
文檔編號F21V29/00GK102338295SQ20101023308
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者賴志銘 申請人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司