CN2896528Y - 高功率led封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种高功率LED封装结构，可应用于特殊用途如投射灯、手电筒、车灯、紫外线与红外线光源结构，及一般照明的光源结构，以发光二极管(LED)为光源，可将发光二极管(LED)芯片单颗或单颗以上，固着于一导热良好的金属沉热体上的承载面，在金属沉热体下方嵌置固设有一导热基座，且在金属沉热体与导热基座间设有导热绝缘层，使三者结合一体，可增大本实用新型的机械强度，与扩大导热面积，增加整体散热效果，而所述承载面可将芯片所产生的热能，快速的导向质量远大于芯片的金属沉热体上，所述金属沉热体则快速再将热能扩散，并导向于导热基座上，使芯片所产生的热能快速散出。

Description

高功率LED封装结构
技术领域
本实用新型涉及一种高功率LED封装结构。
背景技术
近几年，发光二极管(LED)被应用的领域相当广泛，如液晶屏幕上的光源、投射灯、红绿灯号志及汽车第三煞车灯等，明显逐渐取代灯丝发亮的灯泡时代，然而现有发光二极管(LED)灯泡，就单颗芯片的灯泡而言，虽是体积小，但光源能量小，在用途上多所限制，在要求提高灯泡光源亮度情况下，而大幅度增加其数量与施加功率，但所述发光芯片所产生的热源只依靠LED金属支架作散热，并无其它金属散热体作辅助，所以所述芯片所承受的电流量，因芯片散热不佳导致所供给的电流量受到限制，相对的芯片所发出的亮度功率随着影响，由于芯片所发出的亮度与电流量成正比关系，所以在电流减弱所述芯片亮度也随的降低，进而使现有发光二极管(LED)的芯片功率受到相当限制，而无法再提升其光源亮度，在长时间使用下，所述多颗发光二极管(LED)的内部温度在不易散热及温度过高情况下，造成发光二极管内芯片容易在环境温度过高而烧毁，各芯片所发出的亮度功率也无法得到最大发挥，导致所述灯泡结构的故障率提高，及材料资源的浪费；另平面结合多层方式，是将芯片直接固设于薄状铜箔片上，再利用胶质将所述铜箔片贴固于金属块上方，当芯片产生热源时，由于所述薄状铜箔片的较细薄，使芯片热源不易以水平扩散方式传导，而直接以垂直方式将所述热源传导至下方的金属块上，在热源扩散管道的局限下，使芯片温度仍处于高温状态，而缩短芯片使用寿命；另一种现有光源结构，是将芯片固设于金属块，所述金属块下方设有绝缘导热的云母片，在组装时是利用螺丝，将金属块与云母片锁固于灯座装置上，使金属块与灯座装置结合成一体，但在螺丝作插置锁合时，容易在人为因素下，使所述云母片产生定位偏移，而影响其热源传导。
现有技术的缺失：
1.现有发光二极管数量要多，才足够供应客户所需光源，而造成结构体积大幅度的增加。
2.发光二极管数量过多，经长时间使用所造成热能很高，严重缩短发光二极管使用寿命。
3.发光二极管的芯片所产生热能只能透过金属支架或薄状铜箔作散热传导，在芯片亮度与电流成正比关是下，所述发光二极管的电流量受到限制，且各芯片所发出的亮度功率也无法得到最大发挥，导致所述灯泡结构的故障率提高，及材料资源的浪费。
4.现有技术是在金属块下方设有绝缘导热的云母片，在组装时容易在人为因素下，使所述云母片产生定位偏移，而影响其热源传导。
发明内容
本实用新型的目的即提供一种高功率LED封装结构，是以发光二极管(LED)为光源，并以电源线供应其直流电源，可应用于特殊用途如投射灯、手电筒、车灯、紫外线与红外线光源结构，及一般照明的光源结构，以发光二极管(LED)为光源，可将发光二极管(LED)芯片单颗或单颗以上，固着于一导热良好的金属沉热体上的承载面，在金属沉热体下方嵌置固设有一导热基座，且在金属沉热体与导热基座间设有导热绝缘层，使三者结合一体，可增大本实用新型的机械强度、绝缘强度，与扩大导热面积，增加整体散热效果，而所述承载面可将芯片所产生的热能，快速的导向质量远大于芯片的金属沉热体上，所述金属沉热体则快速再将所述热能扩散，并导向于导热基座上，使芯片所产生的热能快速散出，并大幅降低芯片温度，使各芯片能承受更大电流量，进而在少数个芯片下便能达到极高亮度及最大功率，提高资源的应用，且在金属沉热体的顶面外缘嵌置固设有一灯罩杯体，于灯罩杯体上端设有透镜，所述导热基座是采用铜或铝合金材质。
本实用新型的再一目的是在提供一种高功率LED封装结构，在所述灯罩杯体上端设有透镜，所述透镜可采用玻璃或压克力材质，而所述透镜可采用凸透镜、凹透镜或平面镜的镜片，可依客诉要求而任意变换所述透镜，藉以改变透镜曲率，而得不同的光线投射角度，以满足客户所需，以提高本实用新型的使用灵活性。
本实用新型的又一目的是在提供一种高功率LED封装结构，所述灯罩杯体材质可采用铝合金或者塑料材质，且在灯罩杯体内缘设置为一  物线的弧形面，所述弧形面设计有助于发光二极管光束的反射集中，以作为不同投射角度的散光及聚光应用，而所述灯罩杯体与导热基座相结合，作为固定与保护的用途，除可直接吸收沉热体的热能外，更使本体的整体结构的耐热性及冲击性能更佳。
本实用新型的又一目的是在提供一种高功率LED封装结构，所述导热基座可具有圆形、方形及几何图形的外形结构，且透镜、灯罩杯体及金属沉热体可随导热基座外形结构变化，而作改变，以符合外观型态的一致性。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种高功率LED封装结构，是由透镜、灯罩杯体、芯片、金属沉热体及导热基座所组成；其特征在于：将发光二极管芯片单颗或单颗以上，固着于一导热良好的金属沉热体上的承载面，在金属沉热体下方嵌置固设有一导热基座，且在金属沉热体与导热基座间设有导热绝缘层，使金属沉热体与导热基座及导热绝缘层结合成一体，在金属沉热体的顶面外缘嵌置固设有一灯罩杯体，于灯罩杯体上端设有透镜。
所述灯罩杯体上端口设有一凹缘，在凹缘相邻处设有向灯罩杯体中心渐缩的弧形面，且在灯罩杯体下端口设有环状切面。
在灯罩杯体的凹缘内容置有一透镜，且在透镜与凹缘间的接合面涂设有胶，使透镜与灯罩杯体可固设成一体，所述透镜采用凸透镜、凹透镜或平面镜。
在金属沉热体端面中心处设有平台，在平台的承载面中心位置设有数个芯片，并在所述承载面上设有二相对的孔，各孔内通过封胶而固设有一支架，且各支架延伸外突于金属沉热体下端外侧，在各支架顶面点焊有与芯片相连接的金属线。
在灯罩杯体的下端口容置于金属沉热体上的平台外缘，所述环状切面贴合于平台外侧缘，并在灯罩杯体与金属沉热体间涂设有导热绝缘层，使灯罩杯体与金属沉热体及导热绝缘层可固设成一体。
在导热基座的中心处设有一圆形凹槽，所述圆形凹槽中心处设有二相对的孔，金属沉热体嵌置固设于导热基座上的圆形凹槽内，在金属沉热体下端的二支架贯穿于导热基座上所设的二孔，并外突于导热基座下缘面，且在金属沉热体与导热基座间涂设有导热绝缘层，使金属沉热体固设于导热基座上，形成金属沉热体与导热基座间具有一平整面，而在所述平整面上则外突有一平台。
在导热基座上二孔内贯穿有支架，且在二孔内设有封胶，形成在导热基座下缘面外突有稳固的二支架。
在导热基座顶面外周围设有贯穿的供螺丝作插置锁合的圆孔。
所述导热基座具有圆形、方形、长条形及任一种几何图形的外形结构，且透镜、灯罩杯体及金属沉热体可随导热基座外形结构变化，而作改变，以符合外观型态的一致性。
本实用新型的优点：
1.本实用新型是将发光芯片所产生的热能，经由金属沉热块、导热绝缘胶、导热基座及灯罩杯体，由以上金属块层层的固设成一本体，可将芯片的热能传出，并迅速散出到大气中，使得发光芯片能承受更大的电流量，增加其芯片亮度，并提供最大功率。
2.仅需使用少量芯片，即可发出极高亮度及最大功率，材料资源可有效运用，降低材料成本的开销。
3.芯片所产生的热能快速散出，并大幅降低芯片温度，可提高发光二极管的使用寿命。
4.导热基座上方凹槽是供沉热体作嵌置固定，且在两者间设有导热绝缘层，可增大本实用新型的机械强度、绝缘强度，与扩大导热面积，增加整体散热效果。
附图说明
图1为本实用新型的分解图；
图2为本实用新型的组合图；
图3为本实用新型的剖面图；
图4为本实用新型的第一种实施例示意图；
图5为本实用新型的长条形高功率LED封装结构的组合图；
图6为本实用新型的第二种实施例示意图；
图7为本实用新型的方形高功率LED封装结构的实施例示意图；
图8为本实用新型的第三种实施例示意图。
附图标记说明：高功率LED封装结构1；透镜11；灯罩杯体12；胶120；凹缘121；弧形面122；切面123；下端口124；芯片13；金属线131；支架132；金属沉热体14；导热绝缘层140；平台141；承载面142；孔143；导热基座15；封胶150；圆孔151；圆形凹槽152；孔153；台灯2；圆形灯罩21；长条形高功率LED封装结构3；导热基座31；金属沉热体32；灯罩杯体33；台灯4；方形灯罩41；方形高功率LED封装结构5；投射灯6。
具体实施方式
请参阅图1、图2及图3所示，本实用新型高功率LED封装结构，由图中可知，高功率LED封装结构1是由透镜11、灯罩杯体12、芯片13、金属沉热体14及导热基座15所组成；在导热基座15顶面外周围设有贯穿的圆孔151，圆孔151可供螺丝作插置锁合，使本实用新型可装置于投射灯、手电筒、车灯、紫外线与红外线光源结构，或者一般照明设备中，且在导热基座15上方中心处设有一圆形凹槽152，所述圆形凹槽152是供金属沉热体14作嵌置固定，并在金属沉热体14与导热基座15间设有导热绝缘层140，使三者14、140、15结合成一体，进而增大本实用新型的机械强度，与扩大导热面积，增加整体散热效果，而在金属沉热体14与导热基座15间形成有一平整面，所述平整面上仅外突有一平台141，在平台141的承载面142中心位置设有数个发光二极管(LED)芯片13，在数个芯片13间各点焊有金属线131，并在所述承载面142上设有二相对的孔143，在各孔143内通过封胶150而固设有一支架132，各支架132可延伸外突于金属沉热体14下端外侧，并在各支架132顶面点焊有与芯片13相连接的金属线131，由于所述导热基座15上的凹槽152可供金属沉热体14作嵌置固设，此时在金属沉热体14下端的二支架132可贯穿于导热基座15上圆形凹槽152内所设的二孔153，而外突于导热基座15下缘面，又在其二孔153内设有封胶150，形成在导热基座15下缘面外突有稳固的二支架132，所述二支架132可供外接电源连接；在金属沉热体14上方设有中空状灯罩杯体12，所述灯罩杯体12上端口设有一凹缘121，在凹缘121相邻处设有向灯罩杯体12中心渐缩的弧形面122，所述灯罩杯体12下端口124设有环状切面123，所述灯罩杯体12的下端口124可容置于金属沉热体14上的平台141外缘，使所述环状切面123是贴合于平台141的外侧缘，并在灯罩杯体12与金属沉热体14间设有导热绝缘层140，使三者12、14、140固设成一体，在灯罩杯体12的凹缘121内可容置有一透镜11，且在透镜11与凹缘121间的接合面涂设有胶120，使透镜11与灯罩杯体12可固设成一体，所述透镜采用凸透镜、凹透镜或平面镜；当二支架132外接直流电源时，在金属沉热体14上方所固着的数个芯片13，在金属线131的电流传导下，使数个芯片13产生热能，并散射出光源，而数个芯片13所产生的热能可快速的导向质量远大于芯片13的金属沉热体14上，所述金属沉热体14则快速再将所述热能扩散，并导向于导热基座15上，使芯片13所产生的热能快速散出，并大幅降低芯片13温度，使各芯片13能承受更大电流量，进而在少数个芯片13下，便能达到极高亮度及最大功率，以提高资源的应用，且设置在灯罩杯体12上端的透镜11，可藉改变透镜11的镜面曲率，而得不同的光线投射角度，以增加本实用新型在使用上的灵活性。
所述导热基座具有圆形、方形、长条形及任一种几何图形的外形结构，且透镜、灯罩杯体及金属沉热体可随导热基座外形结构变化，而作改变，以符合外观型态的一致性。
请参阅图4所示，本实用新型高功率LED封装结构，由图中可知，本实用新型的高功率LED封装结构1是通过螺丝而螺固于台灯2上方的圆形灯罩21内，由于本实用新型所使用的电源是采用直流电压，使本实用新型的光源亮度非常稳定，不会有亮度闪烁现象，以保护使用者眼睛不易疲劳。
请参阅图5所示，本实用新型高功率LED封装结构，由图中可知，所述长条形高功率LED封装结构3是在长条形导热基座31中间凹陷处固设有一金属沉热体32，在金属沉热体32顶面上设有数个芯片，并将与芯片作电气连接的支架延伸于导热基座31下端面外，而在金属沉热体32上嵌合固设有一灯罩杯体33，使芯片所产生的热能快速散出，并大幅降低芯片温度，而能承受更大电流量，进而在少数个芯片下，便能达到极高亮度及最大功率，以提高资源的应用。
请参阅图6所示，本实用新型高功率LED封装结构，由图中可知，本实用新型的长条状高功率LED封装结构3是可螺固于台灯4上方的方形灯罩41内，可增加本实用新型的实用性及灵活性。
请参阅图7所示，本实用新型高功率LED封装结构，由图中可知，本实用新型的方形高功率LED封装结构5是可螺固于台灯4上方的方形灯罩41内，可增加本实用新型的实用性。
请参阅图8所示，本实用新型高功率LED封装结构，由图中可知，本实用新型的高功率LED封装结构1可螺固于投射灯6上，由于本实用新型的散热性佳，又可承受更大电流量，即可发出极高亮度及最大功率，且可依客诉要求而任意调整所述电流量大小，以变换所述光源亮度。
上列详细说明是针对本实用新型的一可行实施例的具体说明，所述实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所为的等效实施或变更，均应包括于本案的专利范围中。

Claims (9)

1.一种高功率LED封装结构，是由透镜、灯罩杯体、芯片、金属沉热体及导热基座所组成；其特征在于：将发光二极管芯片单颗或单颗以上，固着于一导热良好的金属沉热体上的承载面，在金属沉热体下方嵌置固设有一导热基座，且在金属沉热体与导热基座间设有导热绝缘层，使金属沉热体与导热基座及导热绝缘层结合成一体，在金属沉热体的顶面外缘嵌置固设有一灯罩杯体，于灯罩杯体上端设有透镜。
2.如权利要求1所述的高功率LED封装结构，其特征在于：所述灯罩杯体上端口设有一凹缘，在凹缘相邻处设有向灯罩杯体中心渐缩的弧形面，且在灯罩杯体下端口设有环状切面。
3.如权利要求1所述的高功率LED封装结构，其特征在于：在灯罩杯体的凹缘内容置有一透镜，且在透镜与凹缘间的接合面涂设有胶，使透镜与灯罩杯体可固设成一体，所述透镜采用凸透镜、凹透镜或平面镜。
4.如权利要求1所述的高功率LED封装结构，其特征在于：在金属沉热体端面中心处设有平台，在平台的承载面中心位置设有数个芯片，并在所述承载面上设有二相对的孔，各孔内通过封胶而固设有一支架，且各支架延伸外突于金属沉热体下端外侧，在各支架顶面点焊有与芯片相连接的金属线。
5.如权利要求1所述的高功率LED封装结构，其特征在于：在灯罩杯体的下端口容置于金属沉热体上的平台外缘，所述环状切面贴合于平台外侧缘，并在灯罩杯体与金属沉热体间涂设有导热绝缘层，使灯罩杯体与金属沉热体及导热绝缘层可固设成一体。
6.如权利要求1所述的高功率LED封装结构，其特征在于：在导热基座的中心处设有一圆形凹槽，所述圆形凹槽中心处设有二相对的孔，金属沉热体嵌置固设于导热基座上的圆形凹槽内，在金属沉热体下端的二支架贯穿于导热基座上所设的二孔，并外突于导热基座下缘面，且在金属沉热体与导热基座间涂设有导热绝缘层，使金属沉热体固设于导热基座上，形成金属沉热体与导热基座间具有一平整面，而在所述平整面上则外突有一平台。
7.如权利要求1所述的高功率LED封装结构，其特征在于：在导热基座上二孔内贯穿有支架，且在二孔内设有封胶，形成在导热基座下缘面外突有稳固的二支架。
8.如权利要求1所述的高功率LED封装结构，其特征在于：在导热基座顶面外周围设有贯穿的供螺丝作插置锁合的圆孔。
9.如权利要求1所述的高功率LED封装结构，其特征在于：所述导热基座具有圆形、方形或长条形的外形结构。
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