发光二极管及其发光二极管灯制造技术

本发明专利技术涉及一种发光二极管及其发光二极管灯。该发光二极管包括：至少一个安装在高热导率的底座上的发光二极管芯片，该发光二极管芯片通过一电路板与电源电连接，发光二极管芯片上方有透光介质；所述的底座上表面为光反射面或底座四周安装有光反射面，其特征在于，在底座的上方或四周安装电路板。所述的发光二极管，其特征在于，还包括一通过所述的底座下表面上的螺旋或螺旋孔直接机械连接的散热器。上述发光二极管通过其引出线与一个驱动电路电连接，该驱动电路再通过其外壳与电连接器电连接后，套装上透光泡壳便可制成发光二极管灯。该发光二极管效率高、功率大、寿命长，还可用于制造发光二极管交通灯和发光二极管平面光源等。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二极管和发光二极管灯，特别是涉及一种用于照明、交通灯和信息显示等器件的大功率、高效率、长寿命的发光二极管和发光二极管灯。
技术介绍
发光二极管已被广泛用于信号指示、大屏幕显示等领域，它具有寿命长、颜色好、牢固等优点。目前只能制造小功率发光二极管，典型的发光二极管仅约20mA×4V＝80mW，因为增加工作电流将导致发光二极管芯片的温度迅速升高，而发光二极管芯片的发光效率几乎随芯片温度的上升而直线下降。如何将发光二极管产生的大量的热有效地散发掉，使发光二极管在较低的温度下工作，已成为制造发光二极管和发光二极管灯的关键。现有典型的大功率发光二极管，如图1所示，发光二极管芯片101安装在金属底座103的反射面102上，金属底座103用环氧树脂111粘贴于电路板106上，电路板106再用胶112与散热器113相连；发光二极管芯片101的电极经引线104和管脚105与电路板106上的导电层107相连，该芯片上有光学胶108及透镜109，110为固定装置。可见，发光二极管芯片要经金属底座103(热阻为RB)、环氧树脂层111(热阻为RE)、电路板(热阻为RP)和粘合胶112(热阻为RA)后才与散热器113相连，其总的热阻∑R＝RB+RE+RP+RA很大，故芯片温度很容易上升，使发光效率迅速下降；同时，安装芯片的金属底座用胶粘于电路板上，由于电路板和金属底座的热膨胀系数不同，升温速度不同，时冷时热，时胀时缩，长时间工作很容易导致环氧树脂胶裂开，而使热阻RE大增，从而导致发光二极管过热而烧毁。总之，现有技术无法制成功率大、发光效率高、使用寿命长的发光二极管。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有发光二极管与散热器之间的热阻很大，芯片温度很容易升高及其导致的发光效率迅速下降的缺点；以及金属底座与电路板之间的胶因电路板和金属底座的热膨胀系数不同，长时间工作很容易使胶裂开，导致发光二极管与散热器之间的热阻大增，发光二极管过热而烧毁的缺点；从而提供一种大功率、高效率、长寿命发光二极管和发光二极管灯。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术提供的一种发光二极管，包括至少一个安装在高热导率的底座上的发光二极管芯片，该发光二极管芯片通过一电路板与电源电连接，发光二极管芯片上方有透光介质；所述的底座上表面为光反射面或底座四周安装有光反射面，其特征在于，在底座的上方或四周安装有电路板。所述的发光二极管，其特征在于，还包括一通过所述的底座下方有至少一个螺旋或螺旋孔，用于直接机械连接的散热器。所述的发光二极管芯片前方有一光反射器。所述的透光介质为光学胶和透镜。所述的发光二极管芯片为多个发相同光色的芯片或发不同光色的芯片，芯片之间串联、并联或串、并联连接。所述的底座为金属底座、超热导率管或在金属底座下方设置一超热导率管组成。所述的光反射器有光学反射面，其光反射面与发光二极管轴之间的安装角度为10-70度。所述的光学胶内或光学胶与透镜之间有光转换材料。一种用上述发光二极管制作的发光二极管灯，其特征在于包括至少一个上述发光二极管，该发光二极管通过其底座上的螺丝或螺丝孔与一个散热器直接机械接触，该发光二极管的引出线与一个驱动电路电连接，驱动电路通过其外壳与电连接器电连接，在所述发光二极管上套装一透光泡壳。所述的电连接器为双脚、多脚直插的灯头或螺旋灯头。所述的透光泡壳为玻璃或塑料制成的透明的、着色的或漫射的泡壳。所述的透光泡壳内壁上有光转换材料层。所述的散热器为带有散热翅片的散热器。所述的散热翅片为带有单个或多个螺旋的螺旋形散热翅片。所述的散热翅片的内表面为光反射面。所述的内表面呈锥形或抛物面。一种用上述发光二极管灯制作的交通灯，其特征在于，所述的发光二极管的光出射角为5-60度，被安装在原有交通灯抛物面光反射器的焦点附近，各发光二极管中一部分发光二极管所发出的光直接由原交通灯透光窗出射，另一部分则经原交通灯抛物面光反射器反射后射出，从而可得到所需聚焦和均匀分布的出射光。一个用上述发光二极管制作的发光二极管平面光源，其特征在于，所述的至少一个发光二极管被安装在一个由平面散热板做的散热器上，所述散热板位于平面光源或液晶显示用背照明光源的导光板的背面和四周，所述发光二极管的二侧或四周设置有光反射器。所述的发光二极管为多个发相同光色的发光二极管或发不同光色的发光二极管。本专利技术的优点在于(1)散热器和底座的直接紧密热连接，使芯片与散热器之间的热阻几乎等于零，从而使芯片产生的热有效地散发掉，另外，金属底座与散热器用金属螺丝连接，热连接十分可靠，长期工作不会变，所以，可制成功率大、效率高、寿命长的发光二极管；(2)电路板安置于金属底座的上方或四周，在不会增加芯片和散热器之间的热阻的同时，又方便了与芯片之间的连接，便于高密度安装。(3)可制成大功率的发光二极管灯和平面光源。总之，本专利技术的发光二极管不仅克服了现有发光二极管热阻大以及胶易于开裂的难题，而且其体积比现有发光二极管小得多，适于高密度安装。附图说明图1为现有技术的发光二极管的结构示意2为本专利技术发光二极管的结构示意3为本专利技术发光二极管的下引线实施例结构示意4为本专利技术发光二极管安装有光反射器的实施例结构示意5为本专利技术发光二极管安装有光反射器的另一实施例结构示意6为本专利技术发光二极管灯的结构示意7A为本专利技术发光二极管灯安装有抛物面形散热器的实施例结构示意7B为本专利技术发光二极管灯安装有锥形散热器的又一实施例结构示意8为本专利技术发光二极管灯安装有超热导管的实施例结构示意9为本专利技术发光二极管灯安装有灯泡状散热器实施例结构示意10为本专利技术发光二极管制成的交通灯的结构示意11为本专利技术发光二极管制成的平面光源的结构示意图附图标示发光二极管芯片101 金属底座103 反射面102电路板106 胶112 散热器113引线104 管脚105 导电层107光学胶108 透镜109 固定装置110螺丝204 导热胶206 引出线209光转换材料213 绝缘层303 光反射器406混色剂409 螺丝孔408 散热翅片404芯片间的连线410 导热层407 驱动电路603驱动电路的外壳604 输入引线607 电连接器605光转换材料层609 透光泡壳608 发光二极管701超热导管801 吸热端803 第二透光泡壳908透光窗1008散热板1103 导光板1104 光学板1107电路板110具体实施方式实施例1制作一本专利技术的发光二极管，如图2所示，至少一个发光二极管芯片101，例如为发黄光的发光二极管，所述芯片安装在金属底座103的反射面102上，当用2个以上发光二极管芯片101时，可取发相同光色的发光二极管芯片101；金属底座103通过至少一个螺丝204和散热器113紧密地热和机械连接；为了得到更好的热接触，二者之间还可有导热胶206，电路板106安置在金属底座103上方，其上表面有导电层107连接引出线209，引出线209与金属底座103、散热器113电绝缘，电路板106和发光二极管芯片101之间经引线104电连接，引出线209用于连接外电源；发光二极管芯片101上有光学胶108及透镜109，光学胶108与透镜109之间有光转换材料213将芯片发出的光转变成其它色的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，该发光二极管包括：至少一个安装在高热导率的底座上的发光二极管芯片，该发光二极管芯片通过一电路板与电源电连接，发光二极管芯片上方有透光介质；所述的底座上表面为光反射面或底座四周安装有光反射面，其特征在于，在底座的上方或四周安装有电路板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：葛世潮，
申请(专利权)人：杭州富阳新颖电子有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]