CN101761894A - 一种高功率led光源的反光、散热、密封基座 - Google Patents
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Abstract
一种高功率LED光源的反光、散热、密封基座,包括:基底、固定框、反射杯、导电插针和密封树脂,在基底上具有两个基底导电插针通孔、以及至少三个定位孔;所述固定框具有定位插头、固定框定位装置,并且固定框定位装置具有导电插针通孔和凸起;所述反射杯具有嵌套于所对应的固定框定位装置上的反射杯对准装置,该反射杯的内表面具有高反光率;所述导电插针为两个,通过固定框定位装置内部的通道延伸到固定框导电插针通孔,并通过导电插针通孔、基底导电插针通孔穿出基底;密封树脂,将所述基底、固定框、反射杯、导电插针以及LED芯片整体密封。
Description
技术领域
本发明涉及一种高功率发光二极管(LED)的反光、散热、密封型基座。该基座具有高反光率、散热效果突出、造型美观、易于LED光源的照明灯具安装、密封性好等特点,该基座可以大幅度的延长发光二极管(LED)的使用寿命、降低电能的损耗,而且可以使发光二极管(LED)应用于各种较为恶劣的室、内外环境。
背景技术
近年来,能源问题已经成为困扰世界各国经济发展的头等重要问题,现在所用的高能耗、低发光效率的白炽灯、日光灯等陈旧的照明灯具已无法适应当今社会对照明灯具的新需求。因此具有能耗低、寿命长等特点的LED光源逐步受到市场的青睐,成为了当今最热门的照明用具,可以预见在当前国家相关政策的扶持之下,LED光源必将成为市场上的主流选择,以及在高端市场的唯一选择。
但是LED光源传统的基座,由于存在着成本造价高、反光率低下、散热效果一般、外形不美观,不利于灯具安装、不能密封等缺点,也严重制约LED光源、LED照明用具,特别是适用于城市照明、广场照明、战场照明的高功率LED光源、LED照明用具高速发发展。特别是针对发光功率在10W以上的室内照明,甚至在100W、1000W以上的室内、室外高功率LED光源的基座,这一问题尤为突出。
下面结合说明书附图1、2来对LED光源传统的基座结构进行解释和说明。附图1是传统LED光源基座结构的侧视图;附图2是传统LED光源基座结构的顶视图。
LED光源传统的基座结构如下:在矩形的基底11的外周边上通过绝缘胶(未示出)粘接内部连接层12,该内部连接层12用于和led芯片15电连接,然后在内部连接层12的上面形成陶瓷层13,内部连接层12和陶瓷层13都暴露出基底11的部分顶面,将led芯片15通过绝缘粘胶(未示出)固定在基底11的被暴露出的区域上,然后通过连接线16将led芯片15与内部连接层12电连接起来。在基座的四周上形成贯穿基底11、内部连接层12和陶瓷层13的固定通孔14,在后期安装的时候,可以通过该固定通孔14将基座整体的固定于灯具的内部。
基底11可以由具有优良散热性能的铝板、铜板等金属板构成;基底11和内部连接层12之间具有绝缘粘胶,因此两者之间可以实现电绝缘;陶瓷层13在高温下形成于内部连接层12的上面,然后再通过凝固工序使其成形,该陶瓷层具有优良的电绝缘性。
但是,该LED光源传统的基座结构却存在着如下的缺点:
①led芯片15发出的光仅有一部分从顶面射出进而达到外界,成为我们所见到的用于照明的光线,但是还有很大一部分光线从侧面和底面射出,而这一部分将不会射出到外界,因此无法成为用于照明的光线。
下面对光线无法射到外界的原因进行解释说明:首先介绍从led芯片15侧面发射出的光线,射到陶瓷层13上,由于陶瓷层13本身材质的原因,其并不能具有较高的反射效率,有一些光线被陶瓷层13吸收最终转化为热能,同时由于陶瓷层13与led芯片15相邻那一侧的侧壁垂直于基底11的,因此而被陶瓷层13反射的光线几乎不能被反射到外界,在陶瓷层13与led芯片15多次的反射过程中,被逐渐地削弱、吸收,并最终转化为热能。
其次再介绍从led芯片15底面发出的光线,该光线直接射向基底11曾经被暴露的区域,因为基底11的主要作用是散热和粘接承载led芯片15,其为了提高粘接的牢固程度因此其并不具有光滑的平面,光线在基底11上发生的并不是镜面反射而是漫反射,光线在led芯片15、陶瓷层13和基底11多次的反射过程中,被逐渐地削弱、吸收,并最终转化为热能。
从上面的分析中我们可以看出,由于传统基座结构设置的不合理,导致led芯片15发出的光线中大部分不能被反射到外界,形成照明用的光,而是消耗在基座的内部,转化为热能。众所周知,led芯片在工作期间会产生大量的热,在狭小的空间内,如果大量的热能无法及时的散发出去,将会使led芯片的光转化率下降、亮度降低,并且还会极其严重的影响led芯片15的使用寿命。在这种情况下,再加上由于这种led光源传统的基座结构从led芯片15底部和侧面发射出的光所转化的热能,将会严重的加剧这种情况,进一步的降低光转化率下降、亮度降低,和led芯片的使用寿命。
②这种led光源传统的基座结构中使用了陶瓷,陶瓷可以在较高的温度下仍具有较高的电绝缘性能,但是陶瓷的加工难度远高于其它的绝缘材料,因此带来了加工成本的急剧增加,同时陶瓷的加工是在高温下完成的,这样就对基座结构整体的耐高温性提出了较高的要求,进一步增加了制造成本。
③这种led光源传统的基座结构在加工过程中,由于各层之间必须通过识别定位机构,才能够进行安装,使得必须要增设专门的定位机构,然后这些定位机构再在后续的工序中被除去,不仅增加了工艺流程,造成了生产成本的提高,而且也会因为定位机构被除去,带来了材料额外的增加,进一步的增加了生产的成本。传统的基座结构在加工的过程中,是使用了与内部连接层12一体形成,且位于基座结构外部的侧边(未示出)上的三个定位孔(未示出)来实现的,通过这三个定位孔完成对基座结构的识别定位并进行加工,在完成接工之后将具有定位孔的侧边除去。由于侧边和内部连接层12一体形成具有相同的材料,而该材料多用金属铜来形成。不仅增加了形成定位机构、除去定位机构两个生产步骤,而且造成了形成定位机构的原材料铜的大量浪费,这都大量的增加了生产成本。
④具有led芯片15的基座11与外部电路连接时,多采用焊接导线在内部连接层12上,然后直接电连接的方式,而这种连接会使连接led芯片正负极的部分导线在相互距离很近的情况下暴露在空气中,在户外环境下极容易造成正负极之间的短路。而且正负极导线上也容易产生寄生电容,使led光源的性能降低。而且普通的焊接方式,也会由于led芯片15过于微小,不利于焊接的操作,还会使焊接过程中的大量电荷积存在led芯片15的附近,容易造成led芯片15的击穿损毁,使成品率大幅度的降低。
⑤由于连接led芯片15的正、负极的导线部分,从内部连接层12上进行连接,造成部分导线直接从基座的侧面或底面穿出,即不美观,也不便于具有led芯片15的基座11在灯具上的安装。
⑥由于led芯片15和其周围的内部连接层12、陶瓷层13、固定通孔13、连接线16之间缺乏整体的密封手段,因此导致当该led芯片15用于较为恶劣的户外环境,比如室外照明、广场照明、战场照明时,由于环境中的水气、粉尘、导电颗粒等进入由上述元件所组成的照明装置的内部,很容易导致led芯片15上面的荧光粉(未示出)被污染,导致该装置所发出的光的颜色发生变化、亮度降低、出现色斑、光衰、使用寿命变短等问题;而且水气、导电颗粒的进入还会造成该装置内部的短路,使该装置随时都会出现问题。由于缺乏整体密封手段的问题,导致该照明装置只能够用于环境较为清洁的室内,根本无法用于较为恶劣的室外环境,使其应用的场所受到极大的限制,而且使其实际的使用过程中,因为缺少整体密封的手段,而导致其寿命极大的缩短。
针对以上诸多方面的问题,本人经过多方面查找资料、并经过数年的科学实验,耗费大量财力、物力,终于研究成功本具有高反光率、散热效果突出、造型美观、易于照明灯具安装、密封性好等特点,并且可以大幅度的延长led芯片的使用寿命,在较长的时间内保持较高的发光效率,降低电能的损耗,而且可以使发光二极管(LED)应用于各种较为恶劣的室、内外环境的新型反光、散热、密封基座。
发明内容
本发明保护一种高功率led光源的反光、散热、密封基座,包括:基底、固定框、反射杯、导电插针和密封树脂,其特征在于,所述基底为一矩形或圆形金属板,在基底上具有两个基底导电插针通孔,基底上还具有至少一个用于对安装在基底上的固定框进行定位、安装的定位孔;所述固定框的形状为一个中空的圈状物,通过固定框暴露基底的一部分顶面,固定框的内壁与暴露的基底的顶面具有第一角度,所述固定框具有与所述定位孔位置、大小和形状都相适应的定位插头,所述定位插头通过对相对应的基底中的定位孔进行定位,并将定位插头***到相应的定位孔中,实现将固定框安装于基底上,所述固定框具有至少一个固定框定位装置,在固定框定位装置的朝向固定框外侧的一端具有固定框导电插针通孔,所述固定框导电插针通孔位于固定框上的与基底导电插针通孔相对应的位置处,且固定框导电插针通孔与基底导电通孔具有相同的位置、大小和形状,并且该固定框定位装置还具有朝向被暴露基底顶面并沿着该顶表面的平面延伸的凸起;反射杯,所述反射杯具有与所述至少一个固定框定位装置的位置、大小、形状、数量都相对应的反射杯对准装置,并且反射杯对准装置都嵌套于所对应的固定框定位装置上,反射杯侧壁和反射杯底面之间具有一个第二角度,该反射杯的内表面具有高反光率;导电插针,所述导电插针为两个,其一端分别和led芯片的正、负极在固定框定位装置的凸起上实现电连接,然后通过固定框定位装置内部的通道延伸到固定框导电插针通孔,并通过该导电插针通孔穿出固定框,然后穿过基底导电插针通孔穿出基底,然后分别连接电源的正、负极,且该导电插针和该基底、该固定框之间都电绝缘,且两个导电插针之间也具有电绝缘;密封树脂,将所述基底、固定框、反射杯、导电插针以及led芯片整体密封。
该第一角度的范围为30度-60度之间,该第二角度的范围为30度-60度之间。该第一角度和该第二角度都为45度。
所述密封树脂为环氧树脂,且该密封树脂在led芯片的一侧具有透镜的形状,使led芯片发出的光以平行光或者汇聚光的形式向外发送。
该反射杯具有大于80%以上的反光率。该反射杯具有大于95%以上的反光率。
荧光粉均匀的分散于led芯片的上表面且位于密封树脂和led芯片之间,或者荧光粉形成一个具有一定厚度的荧光粉板形成于led芯片的上表面,该荧光粉板位于位于密封树脂和led芯片之间或者位于密封树脂内部,或者荧光粉均匀的散布于密封树脂的位于led芯片的一侧。
基底的材料为铝、铜、或者是镀有防锈保护层的铁;固定框的材料为至少耐100℃温度的陶瓷或树脂,且保持不变形和保持绝缘性能;反射杯的材料为铝,或者是镀有银层、铝层、金层的金属,或者是镀有银层、铝层、金层的树脂。
所述电源为电源效率在80%以上的开关电源。
导电插针外部涂有绝缘漆或者外部套有绝缘套,且两个导电插针同在一个固定框定位装置内,或者分别位于两个不同的固定框定位装置内;。
该led芯片和反射杯之间通过散热油或者导热硅脂进行连接,且连接到led芯片的导线,以及将该导线连接到导电插针,是通过超声波焊或者回流焊连接的。
其中led芯片和反射杯之间的连接、反射杯和固定框之间的连接、以及固定框和基底之间的连接中的至少一个通过卡榫卡扣来实现的。
附图说明
附图1:现有LED光源基座结构的侧视图。
附图2:现有LED光源基座结构的顶视图。
附图3:实施例1中的LED光源基座的基底结构的顶视图。
附图4:实施例1中的LED光源基座的固定框结构的顶视图。
附图5:实施例1中的LED光源基座的固定框结构的侧视图。
附图6:实施例1中的LED光源基座的反射杯结构的顶视图。
附图7:实施例1中的安装有LED芯片的基座的整体结构的顶视图。
11:基底 12:内部连接层 13:陶瓷层 14:固定通孔 15:led芯片
16:连接线 21:基底 22:固定通孔 23:定位孔
24:基底导电插针通孔 25:定位插头 26:固定框外壁 27:固定框内壁
28:固定框导电插针通孔 29:反射杯 30:反射杯侧壁
31:反射杯底面 32:led芯片 33:led导线 35:导电插针
36:固定框定位装置 37:反射杯对准装置
具体实施方式
实施例1:
下面结合附图3-7详细介绍本发明高功率发光二极管(LED)光源的反光、散热型基座的结构图。
附图3是本发明中的LED光源基座的基板结构的顶视图,该基底21包括后期LED光源安装过程中的固定用的4个固定通孔22,和便于在基底21上进行识别定位,并进行固定框安装的3个定位孔23,并且在基底21的一侧具有基底限位孔24。
其中固定通孔22可以由本领域技术人员根据需要来选取其个数,可以为1个、2个、3个、4个…到工艺条件和led光源基座材料所能够允许任意数值。也可以不采用固定通孔22,使用卡榫和卡扣之类的固定装置、或者胶粘的方法、或者是其它的任意的固定方法,以将led光源基座安装到led照明装置中。
定位孔的数目至少为1个,优选为3个,因为三点确定一个平面,可以使将在基底21之上安装的固定框获得一个标准的平面,以利于后期的安装。也可以为1个、2个,在此种情况下,虽然不会获得最好的定位效果,但是也可以实现定位和安装。
基底导电插针通孔24的数目为至少一个,优选为两个,并且使导电插针35从基底导电插针通孔24中穿过,两个导电插针35可以从同一个基底导电插针通孔24内穿出,也可以分别从两个不同的基底导电插针通孔24内穿出,穿出基底导电插针通孔24的导电插针35的一端用于分别和电源的正、负极进行电连接,两个导电插针35的另一端分别用于和LED芯片32的正、负极进行电连。基底导电插针通孔24可以做成正方体、圆柱体、三棱体等多种几何体形状。
基底导电插针通孔24也可以位于基底21的另外的三边上,还可以分别的位于基底的不同两边上;对于圆形的基底,基底限位孔24可以位于圆周上的任何地方,两者之间所成的角度可以在0度-180度之间;对于其它形状的基底,基底导电插针通孔24可以在基底周边的任何位置上。同时与基底导电插针通孔24相对应的固定框导电插针通孔28、导电插针35之间,具有分别对应的位置和大小,确保导电插针35可以通过固定框定位装置36内部的通路进入固定框导电插针通孔28和基底导电通孔24,以穿出基底导电插针通孔24的外部。基底导电插针通孔24可以和基底21一体冲压化形成,也可以通过另外的工艺单独形成。
该基底21可以由铜、铝、等金属构成,也可以由或者是镀有防锈保护层的铁来构成,或者可以采用其它任何具有优良导热性能的材料来制作,例如可以由特种陶瓷等进行制作。
基底21的底面可以安装各种的散热装置,可以在其底面安装风扇、散热片或者水冷散热装置,或者其它的现有技术中存在的散热装置,或者是上述散热装置的组合。
基底21可以是如附图3中所示的平板的形状,也可以做成其它的形状,可以将其做成散热片的形状,以增加基底21底部和空气接触的面积,已增加散热的效果;基底21也可以做成任何其它的几何形状,如三角形板、正五边形板、六棱形板等等任意的多边形板以及圆形板,也可以做成具有立方体、球状体等立体的形状,也可以做成具有各种卡通形象的形状,也可以做成其它任何的工艺所允许的形状。
基底21可以增加一个容纳电池的舱室,使LED光源可以摆脱导线的束缚,成为手持照明设备,同时也可以在基底21底面增加光电转换装置(如光电池、或者太阳能电池)或者充电接口(市电充电、风力充电、外界光电池、蓄电池充电的接口)。
附图4和5分别是本发明中的LED光源基座的固定框结构的顶视图和侧视图。固定框的整体形状是一个中间直接暴露基底21顶面的圈状物,固定框外壁26垂直于基底21,固定框内壁27与基底21呈一定的倾角,在固定框的底部具有3个定位插头25,通过与定位插头25的位置、大小和形状都相对应的、且在基底21中的定位孔23的识别实现定位,并插在其中。在固定框的与基底导电插针通孔24相对应的一侧具两个固定框定位装置36,其在朝向被直接暴露基底21的顶面的具有沿着该顶面的方向延伸的凸起,固定框定位装置36用以提供在将反射杯29的反射杯安装在固定框上的时候,和反射杯对准装置37进行识别定位对准,以达到使反射杯可以准确的定位到固定框上的目的。在两个固定框定位装置36朝向外侧的端部都具有与两个基底导电插针通孔24位置和大小分别对应的固定框导电插针通28,该固定框导电插针通28和基底导电插针通孔24重合在一起,限定出一个可以允许导电插针35在固定框中通过的路径。
固定框可以做成任何的形状圈状物,可以为如三角形、四边形、正五边形、六棱形等等任意的多边形,也可以为圆形或者其它不规则的形状。
其中,固定框外壁26可以垂直于基底21,也可以不垂直于基底21,并且固定框的外壁26可以做成任何工艺所允许的形状,可以为如三角形、四边形、正五边形、六棱形等等任意的多边形以及圆形,也可以做成各种卡通形象的形状。
其中,固定框内壁27,可以做成与固定框外壁26相对应的形状,可以为如三角形、四边形、正五边形、六棱形等等任意的多边形以及圆形,也可以做成各种卡通形象的形状等任何工艺所允许的形状。也可以做成与固定框外壁26不一致的形状。但是,固定框的内壁必须要做成与基底21呈一定的倾角,该倾角与以后安装在固定框内的反射杯29的倾角一致,也可以不一致,但是优选为一致。该倾角的角度范围在0度-90度之间选择,优选是30度-60度之间,更优选是45度,该倾角用于决定led芯片32侧面发出光线的反射反射程度。关于此点将在后面的关于反设杯倾角中进行详细地阐述。
其中,该被直接暴露基底21的顶面,用于和反射杯29的外侧的底面直接接触,并通过耐高温的绝缘、导热粘胶(未示出)进行粘接固定,将反射杯29中的led芯片32所产生的热量,通过反射杯底面31传导到反射杯的外侧的底面,并进一步传递给基底21,将热量传递到外界。该耐高温的绝缘、导热粘胶可以为环氧树脂、银浆、导热硅胶、导热硅胶、或者是ab胶,或者也可以是其它的任何具有上述功能的胶。
固定框由可以耐高温的陶瓷或树脂来制成,其至少可以在100℃、甚至至少是200℃、优选至少是300℃的环境温度下,保持不变形、且具有良好的绝缘性能,可以用环氧树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯丙乙烯等耐高温的材料来制作该固定框。也可以由带有绝缘部件的金属等来制作该固定框。
可以在固定框的底部与基底21的被暴露的顶面的接触面之间涂敷粘胶,以增强固定框与基底21之间的牢固性。或者也可以在固定框的底部与基底21被暴露的顶面上,分别设置卡榫和卡扣以进行连接。还可以通过在各接触面之间设置散热油、导热硅脂之类的热的良导体来进行各接触面之间的密封,使内部产生的热量尽快的散发出去。
定位插头25的数目与位置与基底21上的定位孔23相对应,但是定位插头25的数目不得多于定位孔23的数目,当定位插头25多于定位孔23的数目时,会导致固定框无法正确安装于基底21之上。
定位插头25可以用与固定框相同的材料来一体形成,也可以用其它的材料来单独形成,再粘接到固定框的相对应位置处,或者在固定框的用于形成定位插头25的位置和定位插头25的一端分别形成螺母和螺栓进行连接,或者在在固定框形成定位插头25的位置和定位插头25的一端分别形成卡榫和卡扣进行连接。
可以在定位插头25用于***到定位孔23的一端涂敷粘胶,用于在将定位插头25***到定位孔23中之后固定于其中。也可以将定位插头25用热成型材料来制作,在将定位插头25***到定位孔23中之后施加高温,使定位插头25牢固的形成在定位孔23中。也可以在定位孔23和定位插头25的一端分别形成螺母和螺栓进行连接,或者在在定位孔23和定位插头25的一端分别形成卡榫和卡扣进行连接。
固定框定位装置36,在朝向被直接暴露基底21的顶面的沿该顶面的平面的延伸方向具有凸起,可以方便反射杯29,以此固定框定位装置为标准进行识别定位对准,并通过反射杯对准装置37和固定框定位装置36之间的连接实现安装安装框和反射杯之间的安装。反射杯对准装置37和固定框定位装置36之间的连接可以通过卡榫卡扣进行连接,也可以通过凹、凸结构进行连接,还可以通过任何具有相对称的、互补的形状进行连接,还可以通过在反射杯29朝向固定框顶面的一侧,与固定框定面之间增加具有良好散热性能的散热油、导热硅脂之类的物质来增加散热性,还可以通过增加具有粘性的粘胶来增加两者连接的稳定性。使反射杯29不容易产生晃动、牢固定位。
固定框定位装置36的数目为至少一个,优选为两个,每个固定框定位装置36的内部具有可以容纳导电插针35通过的一条通路,该通路也可以位于定位装置36的表面,它可以使一条密封的通道,也可以是一条凹槽,只要是可以容纳导电插针35并允许其通过就可以。导电插针35的一端与Led芯片32的正或负极连接,然后通过位于固定框定位装置36中的该通道向反射杯29外部以及固定框的的内部向外延伸,在导电插针35还没有延伸出固定框的外部时,从固定框定位装置36朝向外侧一端的固定框导电插针通孔28向下穿出固定框,然后在沿着基底导电插针通孔24向下穿出基底21。也可以是每个固定框定位装置36的内部具有两条相互电绝缘的通路,以允许两个导电插针35从一个固定框定位装置36种穿出。而且固定框导电插针通孔28中的一个或者两个也可以形成在定位插头25中,在这种情况下可以省去基底导电插针通孔24,使导电插针35从定位孔23中穿出基底21。由于固定框定位装置36具有导电插针通路的作用,还具有使反射杯进行定位作用,一物多用减少了额外的元件,节约了生产成本。
附图6是本发明中的LED光源基座的的反射杯结构的顶视图,并且在反射杯29中形成有led芯片32。反射杯29的形状类似于一个底面小、顶面大的梯形体,在反射杯29与基底导电插针通孔24和固定框定位装置36相对应的一侧具有与和固定框定位装置的位置、大小和形状相对应的反射杯对准装置37,该反射杯对准装置37嵌套在固定框定位装置36朝向被直接暴露基底21顶面的凸起上,led芯片32通过led导线33与穿过基底导电插针通孔24、固定框导电插针通孔28、固定框导电插针35的一端电连接。
该反射杯29的材料是具有高反光性的材料,其光反射率在80%以上,甚至是90%以上,或者是95%以上、优选是98%以上或者是100%。该反射杯29的厚度为0.1mm-10mm之间,优选是0.2mm-5mm,更优选是0.1mm-1mm,而且本领域技术人员也可以根据材料的具体性质和现阶段工艺加工所允许的情况下,在保证该反射杯29具有高反光率的前提下,将该反射杯29加工成具有任意的厚度。
反射杯29在具有高反光效率的同时,还应当具有优良的导热性,可以将led芯片在32在发光过程中产生的热能传导到下面的基底21。因此反射杯29的材料可以为高反光率的铝板、银板,或者是表面镀有高反光膜层的板,比如镀有银层、铝层、金层的金属板、塑料板、树脂板等各种板。
反射杯侧壁30与反射杯底面31之间具有一定的角度,可以保证led芯片侧面发出的所有光线,在射到反射杯侧壁30的时候,通过反射杯顶面上的的开口全部射到外界,以提供照明的光线。该角度的取值范围可以根据led芯片发光层距离反射杯底面31和反射杯侧壁30的距离来决定,其角度的范围在0度-90度之间选择,优选是30度-60度之间,更优选是45度。
反射杯29固定于固定框上,反射杯侧壁30的外侧与固定框之间可以通过具有导热、绝缘、在高温下不变形的粘胶,例如环氧树脂、银浆、导热硅胶、导热硅胶、或者是ab胶,或者也可以是其它的任何具有上述功能的胶进行粘接,也可以通过在反射杯侧壁30外侧和固定框内壁27上分别设置卡榫和卡扣以进行连接。同时反射杯底面31的外侧与基底21被固定框所暴露的表面之间的接触,也可以通过具有导热、绝缘、在高温下不变形的粘胶,例如环氧树脂、银浆、导热硅胶、导热硅胶、或者是ab胶,或者也可以是其它的任何具有上述功能的胶进行粘接,也可以通过设置在反射杯底面31的外侧与基底21被固定框所暴露的表面上的卡榫和卡扣以进行连接。
也可以不用上述的粘接与固定,因为反射杯对准装置37嵌套在固定框定位装置36朝向被直接暴露基底21顶面的凸起上,也可以起到一定的固定作用。
也可以只在反射杯对准装置37嵌套在固定框定位装置36一侧的、朝向被直接暴露基底21顶面的凸起上的接触面上施加绝缘、导热、耐高温的粘胶进行粘接,也可以在反射杯对准装置37和固定框定位装置36上另外增加卡榫和卡扣进行连接。
反射杯底面31和反射杯的用于光线射出的顶面,可以具有各种各样的形状,可以为如三角形、四边形、正五边形、六棱形等等任意的多边形以及圆形,优选为正多边形或者圆形。
所述导电插针为两个,其一端分别和led芯片的正、负极在固定框定位装置的凸起上实现电连接,然后通过固定框定位装置内部的通道延伸到固定框导电插针通孔,并通过该导电插针通孔穿出固定框,然后穿过基底导电插针通孔穿出基底,然后分别连接电源的正、负极,且该导电插针和该基底、该固定框之间都电绝缘,且两个导电插针之间也具有电绝缘;
Led芯片32安装在反射杯底面31上,该led芯片的功率可以在10w以上、20w以上、40w以上、80w以上、100w以上、200w以上、500w以上或1000w的高功率。该led芯片可以通过具有导热、绝缘、在高温下不变形的粘胶直接将led芯片32直接粘接在反射杯底面31上,例如环氧树脂、银浆、导热硅胶、导热硅胶、或者是ab胶,或者也可以是其它的任何具有上述功能的胶。也可以通过在led芯片和反射杯底面31上安装卡榫和卡扣进行安装。Led导线33焊接在导电插针35上,采用不直接接触被焊接的物体,而直接将热能提供在Led导线33和导电插针35上的方法来完成焊接,可以通过超声波焊、回流焊等无接触焊接的方法,避免了传统的焊接中对内部精细器件的损伤,也避免了电荷的积聚而使led芯片击穿损毁。
最后制成包含led芯片32的led光源基座的形状如附图7中所示的结构。
还可以在led芯片32上用耐高温、绝缘的树脂(未示出)进行封装,该封装所获得形状可以是平面型,也可以是具有一定聚光作用的凸型,或者是具有一定光发散作用的凹型,使led芯片发出的光以平行光或者汇聚光的形式向外发送。该封装可以将led芯片32、导电插针35、反射杯29、固定框、基底21都包括在内,也可以只将上述几部分的分别封装,也可以只将led芯片32、反射杯29封装在内,也可以将led芯片32、反射杯29、固定框封装在内。通过该封装的应用,可以保护该装置可以经受外界杂质的污染以及水气的侵袭,使装置应用的范围变得更广、使用的寿命变得更长,亮度光衰等指标保持的更好。
可以在封装的树脂中添加荧光粉,也可以在封装之前在led芯片上添加荧光粉,也可以在树脂封装之后在封装的外面放置荧光粉。荧光粉可以根据需要,进行各种配比的调整,使led芯片32最终发出的光具有各种各样的颜色。荧光粉均匀的分散于led芯片的上表面且位于密封树脂和led芯片之间,或者荧光粉形成一个具有一定厚度的荧光粉板形成于led芯片的上表面,该荧光粉板位于位于密封树脂和led芯片之间或者位于密封树脂内部,或者荧光粉均匀的散布于密封树脂的位于led芯片的一侧。
导电插针35所连接的电源为电源效率在80%以上的开关电源,优选为95%以上的开关电源。电源的种类优选为恒流源,但是不仅仅局限于横流源,任何可以提供电能的电源都可以用于和导电插针35相连接,例如恒压源、市电、高压电经过变压的电源、电池、太阳能发电装置、风力发电装置等等现在所有的各种能够提供电力的装置以及线路,和将来各种可以所有可以提供电力的装置以及线路。
实施例2:
相对于实施例1中的led光源基座的结构,本实施例可以减少固定框,同时还应当在反射杯29的底部设置定位插头25,即通过定位插头25直接将反射杯29固定于基底21的定位孔23中。
实施例3:
相对于实施例2中的led光源基座的结构,本实施例可以减少定位孔23和定位插头25,直接将反射杯29和基底21一体化形成。
本发明中所使用的粘胶,都是具有导热、绝缘、耐高温粘胶,其可以在至少100摄氏度,甚至是200摄氏度,最好是300摄氏度下下不变形的粘胶,例如环氧树脂、银浆或导热硅胶、或者是具有上述功能的其它粘胶。还可以在各层之间增设之具有导热作用的散热油、导热硅脂来增强散热效果。本发明中所有的连接,均可以通过粘胶进行粘接,而且也可以卡榫和卡扣、凹凸结构、具有相对应互补形状的连接体进行连接。本发明中的各种层、连接件、构件中的的各种元件,都可以具有各种的形状,三边形、四边形、五边形、六边形等规则正多边形或者是不规则的多边形,或者是圆形,或者是卡通的形状,或者是材料和工艺所允许的各种形状。本发明中的led光源基座,不仅适用于发光功率在10W以上,甚至在100W、1000W以上的高功率LED光源,而且也适用于发光功率在10W以下,甚至是1W以下,0.1W以下的小功率led光源。
经过以上对本发明技术方案的说明,可以发现相对于led光源传统的基座,本发明中的led光源基座具有以下六方面的优点:
①由于本发明中的反射杯29的侧壁和底面之间具有一定的角度,而且反射杯29又是由具有高反光率的材料所制成,因此可以将led芯片32的侧面和底面所发出的光线,穿过反射杯29的顶面全部被反射到外界,在大幅度的提高照明光线输出量情况下,也使得光线不在led光源内部产生损耗并转换为热能。由于减少了热能的生成,可以大幅度的降低同等发光亮度的情况下的电能的消耗,并且至少成倍的提高了led芯片32的使用寿命。
②由于该led光源基座的材料,都是使用的普通金属材料以及塑料、树脂材料,大大的提高了基座的易加工程度,可以在较简单的工艺条件下进行生产,而且同时因为使用了比较容易获得、且价钱较为便宜原料,也大大降低了生产的成本。
③由于该led光源基座的生产过程中,是依靠基底21上的定位孔23和安装在其上的定位插头25之间的识别定位、安装固定,以及固定框定位装置36嵌套在导电插针通孔28朝向被直接暴露基底21顶面的凸起上的识别定位、安装固定。这两者的识别定位、安装固定,都是采用了兼顾有识别定位和安装固定作用的元件,因此不会在生产中额外的增加识别定位的部件。也就是说上述识别定位、安装固定部件均是一物多用,大幅度的降低了生产中花在识别定位部件方面的成本,而且也在一定程度上降低了原材料的损耗,减轻了原材料对于环境的污染。
④该led光源基座的led芯片32,通过led导线33与导电插针35的一端电连接,导电插针35的另一端依次穿过固定框定位装置36的内部通道、导电插针通孔28,与外界的电源的正、负极插头电连接。并且只是在led导线33的电连接过程中使用了焊接不会对器件内部带来影响的超声波焊、或者是回流焊的焊接工艺,在导电插针35与电源的正、负极插头电连接的过程中,则是采用了插接的工艺,电源的正、负极插头可以采取标准的插头。由于采取了上述的无创焊接、插接工艺,杜绝了导线直接暴露所带来的氧化、漏电、短路的后果,也可以降低到县之间的寄生电容,使led光源的性能得以提升。
⑤该led光源基座,导线并没有在led芯片32的上方或侧方经过,而是全部在该led光源基座的下部,在该led光源安装的时候,可以很方便的将该led光源基座嵌在一个预先设定的凹槽中,既可以完美的遮盖住各种导线,也可以将固定通孔14遮盖住,使做出的led照明用具具有整洁完美的外观。
⑥通过该封装的应用,可以保护该装置可以经受外界杂质的污染以及水气的侵袭,使装置应用的范围变得更广、使用的寿命变得更长,亮度光衰等指标保持的更好。
上面说明了本发明的实施例。但本发明并不限于上述实施例,本领域技术人员在本发明技术方案的范围内所进行的各种更改,都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高功率led光源的反光、散热、密封基座,包括:基底、固定框、反射杯、导电插针和密封树脂,其特征在于,
所述基底为一矩形或圆形金属板,在基底上具有两个基底导电插针通孔,基底上还具有至少一个用于对安装在基底上的固定框进行定位、安装的定位孔;
所述固定框的形状为一个中空的圈状物,通过固定框暴露基底的一部分顶面,固定框的内壁与暴露的基底的顶面具有第一角度,所述固定框具有与所述定位孔位置和大小都相适应的定位插头,所述定位插头通过对相对应的基底中的定位孔进行定位,并将定位插头***到相应的定位孔中,实现将固定框安装于基底上,所述固定框具有至少一个固定框定位装置,在固定框定位装置的朝向固定框外侧的一端具有固定框导电插针通孔,所述固定框导电插针通孔位于固定框上的与基底导电插针通孔相对应的位置处,且固定框导电插针通孔与基底导电通孔具有相同的位置、大小和形状,并且该固定框定位装置还具有朝向被暴露基底顶面并沿着该顶表面的平面延伸的凸起;
所述反射杯具有与所述至少一个固定框定位装置的位置、大小、形状、数量都相对应的反射杯对准装置,并且反射杯对准装置都嵌套于所对应的固定框定位装置上,反射杯侧壁和反射杯底面之间具有一个第二角度,该反射杯的内表面具有高反光率;
所述导电插针为两个,其一端分别和led芯片的正、负极在固定框定位装置的凸起上实现电连接,然后通过固定框定位装置内部的通道延伸到固定框导电插针通孔,并通过该导电插针通孔穿出固定框,然后穿过基底导电插针通孔穿出基底,然后分别连接电源的正、负极,且该导电插针和该基底、该固定框之间都电绝缘,且两个导电插针之间也具有电绝缘;
所述密封树脂将所述基底、固定框、反射杯、导电插针以及led芯片整体密封。
2.根据权利要求1所述的基座,其特征在于:该第一角度的范围为30度-60度之间,该第二角度的范围为30度-60度之间。
3.根据权利要求1所述的基座,其特征在于:所述密封树脂为环氧树脂,且该密封树脂在led芯片的一侧具有透镜的形状,使led芯片发出的光以平行光或者汇聚光的形式向外发送。
4.根据权利要求1所述的基座,其特征在于:该反光杯具有大于80%以上的反光率。
5.根据权利要求1所述的基座,其特征在于:荧光粉均匀的分散于led芯片的上表面且位于密封树脂和led芯片之间,或者荧光粉形成一个具有一定厚度的荧光粉板形成于led芯片的上表面,该荧光粉板位于位于密封树脂和led芯片之间或者位于密封树脂内部,或者荧光粉均匀的散布于密封树脂的位于led芯片的一侧。
6.根据权利要求1所述的基座,其特征在于:基底的材料为铝、铜、或者是镀有防锈保护层的铁;固定框的材料为至少耐100℃温度的陶瓷或树脂,且保持不变形和保持绝缘性能;反光杯的材料为铝,或者是镀有银层、铝层、金层的金属,或者是镀有银层、铝层、金层的树脂。
7.根据权利要求1所述的基座,其特征在于:所述电源为电源效率在80%以上的开关电源。
8.根据权利要求1所述的基座,其特征在于:导电插针外部涂有绝缘漆或者外部套有绝缘套,且两个导电插针同在一个固定框定位装置内,或者分别位于两个不同的固定框定位装置内。
9.根据权利要求1所述的基座,其特征在于:该led芯片和反射杯之间通过散热油或者导热硅脂进行连接,且连接到led芯片的导线,以及将该导线连接到导电插针,是通过超声波焊或者回流焊连接的。
10.根据权利要求1所述的基座,其特征在于:其中led芯片和反射杯之间的连接、反射杯和固定框之间的连接、以及固定框和基底之间的连接中的至少一个通过卡榫卡扣来实现的。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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