CN104048194A - 一种led灯珠及光组件 - Google Patents
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Abstract
一种LED灯珠及光组件,该LED灯珠包括一经过粗化的电路板,一芯片和一透镜,透镜将芯片密封在电路板上,在该电路板经过粗化的表面上进行黑化处理形成一导热层,在该导热层上涂覆了一散热层,光组件由至少一个LED灯珠组成,具有上述结构的LED灯珠及光组件散热具有方向性,散热速度快,能够将LED灯珠及光组件芯片产生的热量快速散发出去,避免LED灯珠及光组件的工作温度过高而影响LED灯珠寿命。
Description
【技术领域】
本发明涉及LED照明领域,特别涉及一种散热LED灯珠及光组件。
【背景技术】
LED(Light Emittting Diode)作为新一代光源,基于其体积小,耗能低,亮度高,绿色环保等优点,LED灯被广泛的应用。LED灯在工作过程中产生大量热量,然而,在高温环境下,LED灯的工作寿命大大缩短,有资料显示,LED灯珠的工作温度一般低于50℃,当其工作温度达到55℃时,LED灯珠的寿命减半。故,LED灯通常都要进行散热设计。
现有的大部分LED灯包括LED灯珠与散热器,LED灯珠在工作状态下产生热量,热量通过具有金属鳍片或导热硅胶的散热器进行散热,LED灯珠将热能直接传递给金属鳍片或导热硅胶,但在此种散热方式中,热量自由传递,无方向性,散热慢,散热效果差,没有在实际中达到预期的散热效果。尤其是在光组件中,大量LED灯珠同时工作,产生的热量更加难以散出。
【发明内容】
为克服目前LED灯珠与光组件散热无方向性,散热慢的缺陷,本发明提出一种具有特定散热方向,散热快的LED灯珠及光组件。
一种LED灯珠,该LED灯珠包括一经过粗化的电路板,一芯片和一透镜,透镜将芯片密封在电路板上,该电路板经过粗化的表面通过黑化处理后形成一导热层。
优选地,该导热层表面涂覆有一散热层。
优选地,该散热层材料为远红外纳米涂料。
优选地,该电路板上设置有导热通孔,该导热通孔设置在芯片所放置的位置下,导热通孔中安装有导热元件。
优选地,该电路板包括一金属层,一绝缘层和一铝基层,铝基层的材料为铝,该铝基层,绝缘层和金属层依次层层叠加,电路板上设置有贯穿电路板的导热通孔,导热通孔中设置有导热元件。
优选地,该电路板包括一金属层,一绝缘层和一传热层,传热层材料为铜,该传热层,绝缘层和金属层依次层层叠加,电路板上设置有贯穿电路板的导热通孔。
优选地,该电路板的金属层包括热沉与电极焊点,该金属层的热沉上设置有平锡层。
优选地,该电路板上设置有灌胶孔和排气孔,该灌胶孔和排气孔贯穿于电路板,用于注胶形成透镜。
本发明还提供一种光组件,其包括至少一个如上所述的LED灯珠,该光组件之导热层为黑色,该导热层下表面涂覆有一散热层,该散热层材料为远红外纳米涂料。
优选地,该LED灯珠电路板包括一金属层,一绝缘层和一铝基层,铝基层的材料为铝,该铝基层,绝缘层和金属层依次层层叠加,电路板上设置有贯穿电路板的导热通孔,灌胶孔和排气孔,该导热通孔设置在芯片所放置的位置下,导热通孔中设置有导热元件,该电路板的金属层包括热沉与电极焊点,该金属层的热沉上设置有平锡层。
与现有技术相比,本发明LED灯珠在其电路板一侧进行了粗化处理,在其粗化层上进行黑化处理形成了一导热层,在导热层上涂覆有一散热层。经过粗化处理的电路板具有较好的附着力,涂料容易附着于电路板上。涂在粗化层上的导热层是一种具有优良吸热效果的涂料,该涂料能够快速吸收从芯片传递过来的热量,涂在导热层上的散 热层是一种具有优良散热效果的远红外纳米涂料,该涂料能够快速将导热层传递过来的热量散发出去。LED灯珠芯片产生的热量经过电路板和导热层传递给散热层,散热层将热量散发出去。电路板上设置有导热通孔,在导热通孔中安装有导热元件,加快了热量从芯片到导热层的速度。因此,该LED灯珠散热具有方向性,散热速度快,能够将LED灯珠芯片产生的热量快速散发出去,避免LED灯珠的工作温度过高而影响LED灯珠寿命。此外,电路板通过化学腐蚀或机械加工形成粗化层,可直接涂覆导热层和散热层,制作工艺简单。同时,电路板的金属层通过化学腐蚀工艺直接形成热沉与电极焊点,简化了制作工艺。通过使用至少一个LED灯珠可组成光组件,该结构之光组件结构简单,同样具有与LED灯珠相同的优良散热性。
【附图说明】
图1是本发明第一实施例LED灯珠的结构示意图。
图2是本发明第二实施例LED灯珠的电路板结构示意图。
图3是本发明第二实施例LED灯珠的电路板制板开孔示意图。
图4是本发明第二实施例LED灯珠安装导热元件示意图。
图5是本发明第二实施例LED灯珠导热平锡处理结构示意图。
图6是本发明第二实施例LED灯珠的电路板粗化处理结构示意图。
图7是本发明第二实施例LED灯珠的电路板进行吸热处理结构示意图。
图8是本发明第二实施例LED灯珠的电路板进行散热 处理结构示意图。
图9是本发明第二实施例LED灯珠的芯片焊接结构示意图。
图10是本发明第二实施例LED灯珠涂附荧光粉的结构示意图。
图11是本发明第二实施例LED灯珠灌胶处理的结构示意图。
图12是本发明第三实施例LED灯珠的结构示意图。
图13是本发明第四实施例LED灯珠的电路板结构示意图。
图14是本发明第四实施例LED灯珠的电路板制板示意图。
图15是本发明第四实施例LED灯珠的电路板开孔示意图。
图16是本发明第四实施例LED灯珠导热平锡处理结构示意图。
图17是本发明第四实施例LED灯珠的电路板粗化处理结构示意图。
图18是本发明第四实施例LED灯珠的电路板进行吸热处理结构示意图。
图19是本发明第四实施例LED灯珠的电路板进行散热处理结构示意图。
图20是本发明第四实施例LED灯珠的芯片焊接结构示意图。
图21是本发明第四实施例LED灯珠涂附荧光粉的结构示意图。
图22是本发明第四实施例LED灯珠灌胶处理的结构示意图。
图23是本发明第五实施例光组件的截面结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,本发明LED灯珠10之第一实施例。LED灯珠10包括一电路板101,一芯片102与一透镜103,透镜103将芯片102密封在电路板101上,透镜103在起配光作用的同时,防止LED灯珠10遇水或受潮引起芯片102氧化。芯片102上涂有一荧光粉层1021,荧光粉层1021在不同灯光的激发下可产生不同颜色的光。
电路板101包括一金属层104,一绝缘层105和一铝基层106,该铝基层106,绝缘层105和金属层104依次层层叠加。金属层104材料优选为铜,铝基层106材料优选为铝。电路板101进一步包括若干导热通孔107,一灌胶孔108和一排气孔109,该导热通孔107,灌胶孔108和排气孔109贯穿电路板101的铝基层106,绝缘层105和金属层104。部分导热通孔107位于芯片102所放置的位置下,导热通孔107为芯片102工作热量的散热通道,导热通孔107中安装有导热元件,该实施例中导热元件为导热铆钉1071。导热铆钉1071加速热量在导热通孔107中的传递。灌胶孔108为注胶入口,胶从灌胶孔108注入形成透镜103,注胶过程中,透镜103中空气由排气孔109排出。
电路板101通过化学腐蚀工艺在其金属层104形成热沉1041和电极焊点1043。热沉1041用于传递LED灯珠10发光时产生的热量。芯片102的电极与电极焊点1043焊接。热沉1041表面镀有一平锡层1042,芯片102安装 在平锡层1042上。金属锡的导热性非常好,故平锡层1042能够有效地将芯片102的工作热量传递给热沉1041。此外,由于热沉1041表面有导热铆钉1071的铆钉头,故热沉1041表面存在一凸起(未标号),该导热平锡层1042的另一作用为保持热沉1041表面的平整,导热铆钉1071一端与芯片102相接触,另一端与导热层1063相接触。
电路板101的铝基层106经过粗化处理后形成一表面呈蜂窝状的粗化处理层1061。粗化处理层1061上进行黑化处理形成一导热层1063。导热层1063上使用优良散热效果的涂料涂覆一散热层1065,该散热层1065涂料优选为纳米远红外涂料。粗化处理层1061的作用为增强铝基层106与导热层1063之间的附着力。芯片102产生的热量通过导热铆钉1071传递给导热层1063,由于导热层1063具有优良的吸热效果,导热层1063能够快速将热量吸收并传递给散热层1065。散热层1065具有优良的散热效果,能够将导热层1063所吸收的热量迅速散发出去。
如上所述,LED灯珠10工作时,芯片102产生的热量经过平锡层1042,热沉1041,绝缘层105,传递给铝基层106,由于导热层1063具有优良的吸热效果,导热层1063立刻将铝基层106的热量吸收过来传递给散热层1065,在此同时,由于散热层1065具有优良的散热效果,散热层1065迅速将热量散出以保证LED灯珠10稳定适当的工作温度。
本发明LED灯珠20之第二实施方式,为一LED灯珠20的制造方法,其包括以下几个步骤:
S1:请参阅图2,准备一块适合大小的电路板,该电路板可以是金属板(铜基板,铁基板等),陶瓷板,印刷电路板等。本实施例中优选的是电路板201。该电路板201包括一金属层204,一绝缘层205和一铝基层206,其中, 金属层204材料优选为铜。
S2:请参阅图3,电路板201通过化学腐蚀工艺在电路板201的金属层204上形成热沉2041和电极焊点2043。然后,通过机械加工对电路板201进行开孔,形成导热通孔207,灌胶孔208和排气孔209。
S3:请参阅图4,将导热元件安装在导热通孔207中,该实施例中导热元件为导热铆钉2071,导热铆钉2071在热沉2041表面形成一凸起。
S4:请参阅图5,使用锡在热沉2041的上表面镀上一平锡层2042,将存在凸起的热沉2041上表面处理平整。
S5:请参阅图6,通过化学腐蚀法或机械加工对电路板201的铝基层206的下表面进行粗化处理,在电路板201的铝基层206上形成了一表面呈蜂窝状的粗化层2061。
S6:请参阅图7,在粗化层2061下表面进行黑化处理形成一导热层2063。
S7:请参阅图8,将一种具有优良的散热效果的涂料涂覆于导热层2063下表面上,形成散热层2065,该层涂料优选为远红外纳米涂料。
S8:请参阅图9,将LED灯珠20的芯片202放置在平锡层2042上,将芯片202电极焊接在电极焊点2043上。
S9:请参阅图10,用荧光粉在芯片202上涂覆一荧光粉层2021。
S10:请参阅图11,密封胶通过灌胶孔208注入形成透镜203,在注胶过程中透镜203中的空气通过排气孔209排出,透镜203将芯片202完全密封。
请参阅图12,本发明LED灯珠30之第三实施例。LED灯珠30包括一电路板301,一芯片302与一透镜303, 透镜303将芯片302密封在电路板301上,防止LED灯珠30遇水或受潮引起芯片302氧化。芯片302上涂有一荧光粉层3021,荧光粉层3021在不同灯光的激发下可产生不同颜色的光。
电路板301包括金属层304,绝缘层305和传热层306,该传热层306,绝缘层305,金属层304依次层层叠加。传热层306的导热系数高,导热性能非常好,其材质优选为铜。电路板301进一步包括若干导热通孔307,一灌胶孔308和一排气孔309,该导热通孔307,灌胶孔308和排气孔309贯穿电路板301的金属层304,绝缘层305和传热层306。部分导热通孔307位于芯片302所放置的位置下,导热通孔307为芯片302工作热量的散热通道。灌胶孔308为注胶入口,胶从灌胶孔308注入形成透镜303,注胶过程中,透镜303中空气由排气孔309排出。
金属层304通过化学腐蚀工艺在该层形成热沉3041和电极焊点3043。热沉3041用于传递LED灯珠30发光时产生的能量。芯片302焊接在电极焊点3043上。热沉3041表面镀有一平锡层3042,芯片302安装在平锡层3042上。金属锡的导热性非常好,故平锡层3042能够有效地将芯片302的工作热量传递给热沉3041。
电路板301的传热层306经过粗化处理后形成一表面呈蜂窝状的粗化层3061,在该粗化层3061上进行黑化处理形成一导热层3063。在导热层1063上使用具有优良散热效果的涂料涂覆了一散热层1065,该散热层3065涂料优选为纳米远红外涂料。粗化处理层3061的作用为增强铝基层306与导热层3063之间的附着力。芯片302产生的热量通过导热通孔307传递给导热层3063,由于导热层3063具有优良的吸热效果,导热层3063能够快速将热量吸收并传递给散热层3065。散热层3065具有优良的散 热效果,能够将导热层3063所吸收的热量迅速散发出去。
如上所述,LED灯珠30工作时,芯片302产生的热量经过平锡层3042,金属层304的热沉3041,绝缘层305,传递给传热层306,由于传热层306的导热效果非常好,故,与实施例一相比,本实施例导热通孔307中无需安装导热元件,此实施方式的制作工艺更加简单。由于导热层3063具有优良的吸热效果,导热层3063立刻将传热层306的热量吸收过来传递给散热层3065,在此同时,由于散热层3065具有优良的散热效果,散热层3065迅速将热量散出以保证LED灯珠30稳定适当的工作温度。
本发明LED灯珠40之第四实施方式,为一LED灯珠40的制造方法,其包括以下几个步骤:
S1:请参阅图13,准备一块适合大小的电路板,该电路板可以是金属板(铜基板,铁基板等),陶瓷板,印刷电路板等。本实施例中优选的是电路板401。该电路板401包括金属层404,绝缘层405和传热层406。
S2:请参阅图14,电路板401通过化学腐蚀工艺在电路板401的金属层404上形成热沉4041和电极焊点4043。
S3:请参阅图15,通过机械加工对电路板401进行开孔,形成导热通孔407,灌胶孔408和排气孔409。
S4:请参阅图16,在热沉4041的上表面镀上一平锡层4042。
S5:请参阅图17,通过化学腐蚀或机械加工对电路板401的传热层406下表面进行粗化处理,在电路板401的传热层406上形成了一表面呈蜂窝状的粗化层4061。
S6:请参阅图18,在粗化层4061下表面进行黑化处理形成一导热层4063。
S7:请参阅图19,将一种具有优良的散热效果的涂 料涂覆于导热层4063下表面上,形成散热层4065,该层4065涂料优选为远红外纳米涂料。
S8:请参阅图20,将LED灯珠40的芯片402放置在平锡层4042上,将芯片402电极焊接在电极焊点4043上。
S9:请参阅图21,使用荧光粉在芯片406上涂上一荧光粉层4021。
S10:请参阅图22,密封胶通过灌胶孔408注入形成透镜403,在注胶过程中透镜403中的空气通过排气孔409排出,透镜403将芯片402完全密封。
请参阅图23,本发明之实施例五为一光组件50,该光组件由一个或多个LED灯珠10或LED灯珠30组成,该LED灯珠10或LED灯珠30可构成任意用户所需光组件50大小及形状。
与现有技术相比,本发明LED灯珠10,30,在其电路板一侧进行了粗化处理,在其粗化层1061,3061上进行黑化处理形成了一导热层1063,3063,在导热层1063,3063上涂覆有一散热层1065,3065。经过粗化处理的电路板101,301具有较好的附着力,涂料容易附着于电路板上101,301。涂在粗化层1061,3061上的导热层1063,3063是一种具有优良吸热效果的涂料,该涂料能够快速吸收从芯片102,302传递过来的热量,涂在导热层1063,3063上的散热层1065,3065是一种具有优良散热效果的远红外纳米涂料,该涂料能够快速将导热层1063,3063传递过来的热量散发出去。LED灯珠10,30芯片102,302产生的热量经过电路板101,301和导热层1063,3063传递给散热层1065,3065,散热层1065,3065将热量散发出去。电路板101,301上设置有导热通孔107,307,在导热通孔107中安装有导热元件,加快了热 量从芯片102到导热层1063的速度。因此,该LED灯珠10,30散热具有方向性,散热速度快,能够将LED灯珠10,30芯片102,302产生的热量快速散发出去,避免LED灯珠10,30的工作温度过高而影响LED灯珠10,30寿命。此外,电路板101,301通过化学腐蚀或机械加工形成粗化层1061,3061,可直接涂覆导热层1063,3063和散热层1065,3065,制作工艺简单。同时,电路板101,301的金属层104,304通过化学腐蚀工艺直接形成热沉1041,3041与电极焊点1043,3043,简化了制作工艺。通过使用至少一个LED灯珠10,30可组成光组件50,该结构之光组件结构简单,同样具有与LED灯珠10或LED灯珠30相同的优良散热性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LED灯珠,该LED灯珠包括一经过粗化的电路板,一芯片和一透镜,透镜将芯片密封在电路板上,其特征在于:该电路板经过粗化的表面通过黑化处理后形成一导热层。
2.如权利要求1所述的一种LED灯珠,其特征在于:该导热层表面涂覆有一散热层。
3.如权利要求3所述的一种LED灯珠,其特征在于:该散热层材料为远红外纳米涂料。
4.如权利要求1所述的一种LED灯珠,其特征在于:该电路板上设置有导热通孔,该导热通孔设置在芯片所放置的位置下,导热通孔中安装有导热元件。
5.如权利要求2所述的一种LED灯珠,其特征在于:该电路板包括一金属层,一绝缘层和一铝基层,铝基层的材料为铝,该铝基层,绝缘层和金属层依次层层叠加,电路板上设置有贯穿电路板的导热通孔,导热通孔中设置有导热元件。
6.如权利要求2所述的一种LED灯珠,其特征在于:该电路板包括一金属层,一绝缘层和一传热层,传热层材料为铜,该传热层,绝缘层和金属层依次层层叠加,电路板上设置有贯穿电路板的导热通孔。
7.如权利要求5或6所述的一种LED灯珠,其特征在于:该电路板的金属层包括热沉与电极焊点,该金属层的热沉上设置有平锡层。
8.如权利要求7所述的一种LED灯珠,其特征在于:该电路板上设置有灌胶孔和排气孔,该灌胶孔和排气孔贯穿于电路板,用于注胶形成透镜。
9.一种光组件,其包括至少一个如权利要求1所述的LED灯珠,其特征在于:该光组件之导热层为黑色,该导热层下表面涂覆有一散热层,该散热层材料为远红外纳米涂料。
10.如权利要求9所述的光组件,其特征在于:该LED灯珠电路板包括一金属层,一绝缘层和一铝基层,铝基层的材料为铝,该铝基层,绝缘层和金属层依次层层叠加,电路板上设置有贯穿电路板的导热通孔,灌胶孔和排气孔,该导热通孔设置在芯片所放置的位置下,导热通孔中设置有导热元件,该电路板的金属层包括热沉与电极焊点,该金属层的热沉上设置有平锡层。
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