CN104165341B - 一种带透明材质微热管的led灯丝及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带透明材质微热管的LED灯丝及其制作方法。LED灯丝包括具有一端设有开口微热管本体、端盖、LED芯片及荧光胶。制作方法是：成型微热管，竖放微热管并加入液态工质，加热微热管一端排出微热管空腔内的空气，利用端盖密封微热管空腔，然后在微热管上制造电极，再封装LED芯片。在本发明中，能提高LED灯丝散热性能和实现360度发光，且工艺简单。

Description

一种带透明材质微热管的LED灯丝及其制作方法
技术领域
本发明涉及LED灯丝及其制作方法，特别涉及一种带透明材质微热管的LED灯丝及其制作方法。
背景技术
目前，一般的LED灯丝产品由于散热性能差，光衰特别严重，造成采用LED灯丝的球泡灯等的使用寿命相比其他LED灯短很多。
现在使用最多的是COG（Chip-on-glass）灯丝。但该灯丝所用玻璃或蓝宝石基板的导热率在20W/mK以下，相对于金属基板200W/mK以上的导热率要小很多，不利于散热。但是金属基板不透光，因此采用金属基板做灯丝支架，难以实现全周均匀发光的效果。在现有技术方案下，难以兼顾透明和快速散热两大要求。本发明引入微热管，从根本上解决了全角度发光以及散热的问题，即不会因为其材质是玻璃而散热不良，而材质是透明的，有利于达到全周均匀发光的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提高LED灯丝散热性能和均光性能且工艺简单的LED灯丝制作方法。
本发明的另一目的是提供一种散热性能好且均光性能好的LED灯丝。
为达到上述第一目的，一种带透明材质微热管的LED灯丝的制作方法，包括：
（1）采用透明材质成型具有微热管空腔且一端开口的微热管本体；
（2）将成型的微热管本体竖直放置，且让开口朝上；
（3）经开口向微热管空腔内灌入液态工质；
（4）在微热管本体底部加热使液态工质快速挥发排出微热管空腔内的空气；
（5）在微热管的开口处安装端盖，然后结束对微热管本体底部的加热；
（6）端盖与微热管本体实现密封连接形成微热管；
（7）在微热管两端镀一层金属电极；
（8）在微热管的侧面上封装LED芯片。
上述LED灯丝的制作方法，利用微热管特殊的结构，则能在一端对微热管进行加热，同时利用液态工质易被汽化的特性，将微热管空腔内的气体排出，并利用端盖密封住微热管空腔，这样，当LED灯丝在工作时，每一个LED芯片都成为了一个热源，热源发出的热量沿最短路径传到微热管的壁面上，该处即为微热管的蒸发端，蒸发端液态工质受热沸腾，上升到较高位置，同时把热量迅速传递出去。由于微热管的两端均为热沉，温度较低，作为微热管的冷凝端，液态工质冷凝后使热量从LED芯片迅速传递到热沉，然后通过灯具构件散失到大气中。气化的工质在较高处的冷凝端液化后，在重力的作用下回流到较低的位置，完成一次物质循环和能量传递过程，如此循环往复。由于热源位于同一侧，该侧的蒸发作用极强，高度位于液面以下的热源直接蒸发底部的液态工质，高度位于液面以上的热源会蒸发回流到该处的液态工质，毛细力克服重力抽取底部的工质到热源处，另外，微热管的正放和倒置不影响性能，两端均可作为冷凝端，而位于较高位置的一端起主要的冷凝作用。因此，利用该方法制作的LED灯丝的散热效果好，由此可知，该散热效果并不是由于微热管所用材料本身带来的，而是由于微热管空腔内的工质相变传热带来的。因此，在采用低导热率的透明材质制造微热管前提下，该LED灯丝能够实现四周均匀发光的目的，同时也不会影响散热效果。
进一步的，通过浇注或压制的方式一体成型所述的微热管，利用该成型方法，一方面能一次成型微热管，而且工艺也简单，效率高。
进一步的，所述的液态工质包括纯水、乙醇或丙酮。
进一步的，上述步骤（6）中密封连接的方法是：均匀快速加热微热管本体与端盖接触部位直至熔化，逐渐降温最后结束加热，使微热管本体和端盖焊接在一起，这样，能使端盖与微热管本体的密封性能好，而且工艺也简单。
进一步的，封装LED芯片包括固晶、焊线和点胶或模造，芯片连接方式为串联。
为达到上述第二目的，一种带透明材质微热管的LED灯丝，包括透明材质的微热管、设在微热管上的LED芯片及包覆在LED芯片上的荧光胶；所述的微热管具有一端设有开口的微热管空腔，在微热管空腔内灌入液态工质，在开口处密封连接有端盖。
上述LED灯丝结构，当LED灯丝在工作时，每一个LED芯片都成为了一个热源，热源发出的热量沿最短路径传到微热管的壁面上，该处即为微热管的蒸发端，蒸发端液态工质受热沸腾，上升到较高位置，同时把热量迅速传递出去。由于微热管的两端均为热沉，温度较低，作为微热管的冷凝端，液态工质冷凝后使热量从LED芯片迅速传递到热沉，然后通过灯具构件散失到大气中。气化的工质在较高处的冷凝端液化后，在重力的作用下回流到较低的位置，完成一次物质循环和能量传递过程，如此循环往复。由于热源位于同一侧，该侧的蒸发作用极强，高度位于液面以下的热源直接蒸发底部的液态工质，高度位于液面以上的热源会蒸发回流到该处的液态工质，毛细力克服重力抽取底部的工质到热源处，另外，微热管的正放和倒置不影响性能，两端均可作为冷凝端，而位于较高位置的一端起主要的冷凝作用。
因此，利用该方法制作的LED灯丝的散热效果好，由此可知，该散热效果并不是由于微热管所用材料本身带来的，而是由于微热管空腔内的工质相变传热带来的。因此，在采用低导热率的透明材质制造微热管前提下，该LED灯丝能够实现四周均匀发光的目的，同时也不会影响散热效果。
进一步的，在微热管空腔的内壁上设有微沟槽。微热管内壁的棱角和微沟槽均能起到强化沸腾和加强液态工质回流的作用。另外，热源对侧的微沟槽不受热，液态工质在毛细力和重力的合力作用下快速回流到底部，从而进一步提高传热性能。
进一步的，微热管空腔的截面为圆形或方形。
进一步的，所述的微热管为玻璃透明材质。
附图说明
图1为本发明带透明材质微热管的LED灯丝的立体图。
图2为本发明带透明材质微热管的LED灯丝的俯视图。
图3为本发明带透明材质微热管的LED灯丝的左视图。
图4为图3中A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
如图1至图4所示，带透明材质微热管的LED灯丝包括透明材质的微热管本体1、端盖2、设在微热管本体1上的LED芯片3及包覆在LED芯片3上的荧光胶。
所述的微热管本体1采用玻璃材质通过浇注或压制的方式一体成型。所述的微热管本体1具有一端设有开口的微热管空腔11，在微热管空腔11内灌入液态工质，所述的液态工质优选纯水、乙醇或丙酮。如图3所示，在微热管空腔11的内壁上设有微沟槽12。其中，微热管空腔11的截面为圆形或方形。在微热管两端镀一层金属电极5。
如图4所示，所述的端盖2包括***部21和端部22，***部21与微热管空腔配合，端部22的外径与微热管的外径一致，所述的***部21***到开口内，利用端部22与微热管1的熔融结合实现密封。
所述的LED芯片3与金属电极5通过金线4连接。
制作上述LED灯丝的方法是：
（1）采用透明材质成型具有微热管空腔11且一端开口的微热管本体1。在本实施方式中，通过浇注或压制的方式一体成型所述的微热管本体1。
（2）将成型的微热管本体1竖直放置，且让开口朝上。
（3）经开口向微热管空腔11内灌入液态工质。
（4）在微热管本体1底部加热使液态工质快速挥发排出微热管空腔11内的空气。
（5）在微热管本体1的开口处安装端盖2，然后结束对微热管本体1底部的加热。
（6）均匀快速加热微热管本体1与端盖2接触部位直至熔化，逐渐降温最后结束加热，使微热管本体1和端盖2焊接在一起形成微热管。
（7）在微热管两端镀一层金属电极。
（8）在微热管的侧面上进行固晶、焊线和点胶。
在本实施方式中，利用微热管本体1特殊的结构，则能在一端对微热管本体1进行加热，同时利用液态工质易气化的特性，将微热管空腔11内的气体排出，并利用端盖2密封住微热管空腔11，这样，当LED灯丝在工作时，每一个LED芯片都成为了一个热源，热源发出的热量沿最短路径传到微热管的壁面上，该处即为微热管的蒸发端，蒸发端液态工质受热沸腾，上升到较高位置，同时把热量迅速传递出去。由于微热管的两端均为热沉，温度较低，作为微热管的冷凝端，液态工质冷凝后使热量从LED芯片迅速传递到热沉，然后通过灯具构件散失到大气中。气化的工质在较高处的冷凝端液化后，在重力的作用下回流到较低的位置，完成一次物质循环和能量传递过程，如此循环往复。由于热源位于同一侧，该侧的蒸发作用极强，高度位于液面以下的热源直接蒸发底部的液态工质，高度位于液面以上的热源会蒸发回流到该处的液态工质，毛细力克服重力抽取底部的工质到热源处，另外，微热管的正放和倒置不影响性能，两端均可作为冷凝端，而位于较高位置的一端起主要的冷凝作用。
因此，利用该方法制作的LED灯丝的散热效果好，由此可知，该散热效果并不是由于微热管所用材料本身带来的，而是由于微热管空腔内的工质相变传热带来的。因此，在采用低导热率的透明材质制造微热管前提下，该LED灯丝能够实现四周均匀发光的目的，同时也不会影响散热效果。
另外，微热管本体1内壁的棱角和微沟槽均能起到强化沸腾和加强液态工质回流的作用。同时，热源对侧的微沟槽不受热，液态工质在毛细力和重力的合力作用下快速回流到底部，从而进一步提高传热性能。

Claims (2)

1.一种带透明材质微热管的LED灯丝的制作方法，其特征在于包括：
（1）采用透明材质通过浇注或压制的方式一体成型具有在内壁上设有微沟槽的微热管空腔且一端开口的微热管本体；
（2）将成型的微热管本体竖直放置，且让开口朝上；
（3）经开口向微热管空腔内灌入液态工质；
（4）在微热管本体底部加热使液态工质快速挥发排出微热管本体空腔内的空气；
（5）在微热管的开口处安装端盖，所述端盖包括***部和端部，***部与微热管空腔配合，端部的外径与微热管的外径一致，所述的***部***到开口内，然后结束对微热管本体底部的加热；
（6）均匀快速加热微热管本体与端盖接触部位直至熔化，逐渐降温最后结束加热，使微热管本体和端盖焊接在一起，端盖与微热管本体实现密封连接形成微热管；
（7）在微热管两端镀一层金属电极；
（8）在微热管的侧面上封装LED芯片，封装LED芯片包括固晶、焊线和点胶或模造；
带透明材质微热管的LED灯丝工作时，每一个LED芯片都成为了一个热源，热源位于同一侧，热源发出的热量沿最短路径传到微热管的壁面上，该处即为微热管的蒸发端，高度位于液面以下的热源直接蒸发底部的液态工质，高度位于液面以上的热源会蒸发回流到该处的液态工质，毛细力克服重力抽取底部的工质到热源处，蒸发端液态工质受热沸腾，上升到较高位置，同时把热量迅速传递出去；微热管的两端均为热沉，温度较低，作为微热管的冷凝端，液态工质冷凝后使热量从LED芯片迅速传递到热沉，然后通过灯具构件散失到大气中。
2.根据权利要求1所述的带透明材质微热管的LED灯丝的制作方法，其特征在于：所述的液态工质包括纯水、乙醇或丙酮。
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