一种具有散热组件的发光二极管及发光二极管灯制造技术

本发明专利技术涉及一种具有散热组件的发光二极管及发光二极管灯，该发光二极管包括至少一安装在金属底座上的发光二极管芯片，并通过电路板与驱动电源电连接，芯片上方有透光介质；金属底座下表面设有一根螺杆；所述的散热器为一散热组件，它由固定在支架顶上的中间开通孔的上散热片、一组安在支架侧壁上的下散热片，和包裹在一组下散热片外的外壳组成；发光二极管底座的螺杆穿过上散热片的通孔插入支架中，将散热组件与金属底座固定；或通过螺丝穿过上散热片的通孔与金属底座下表面的螺丝孔螺合固定。本发明专利技术采用的散热组件整体都是镂空的，利于空气流通带走热量，散热效果非常好，导致发光二极管发光效率大大地提高。该发光二极管灯重量轻，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大功率发光二极管(LED)组件及照明灯具，具体是涉及一种具有 用纳米碳材料的散热组件的发光二极管及发光二极管灯。
技术介绍
发光二极管(LED)中的发光芯片是一种半导体器件，它对热很敏感，热会使它的 电光转换效率降低，还会縮短LED的工作寿命，所以LED在工作时都带有一个散热器。因此 对于如何将发光二极管产生的大量的热快速散发掉，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。为此，专利申请号02826127. 5 ;专利技术名 称发光二极管及其发光二极管灯，公开了一种具有新的散热底座的发光二极管和发光二极管灯，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，电路板安装在底座的上方，在底座下部设 有至少一个螺丝或螺丝孔，所述底座通过所述螺丝或螺丝孔直接与一散热器机械连接。由 于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 产生的热快速散发掉，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 作不会变化。所以，利用该散热结构可制成功率大、效率高、寿命长的发光二极管。但是，由 于该散热器还是-实心金属块，或外部加工成翅片状，但是该结构的发光二极管散热效果 仍然不够理想。 目前除了台湾液光固态照明公司制作的LED是用液体填充方式解决LED散热的方 法以外(此方法已申请中国专利，公开号CN101109502A)，大部份LED灯都是用压铸铝或拉 伸铝材作散热器，兼作外壳。它们的体积大，重量重，而散热效果又差，导致LED灯光衰严 重，寿命短。
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的散热器导热、散热性能差，LED温度很 容易升高，而导致LED的发光效率迅速下降，甚至因过热而造成LED被烧毁的缺点；为了进 一步提高LED散热器的导热和散热效果；在不增加整体重量的情况下，从而提供一种采用 纳米碳材料的散热片、支架和外壳组合成叠层式的散热组件，取代已有技术中使用的带有 散热翅片的散热器；该散热组件直接安装在LED底座的下表面上做成的发光二极管。 本专利技术的目的之二 还包括应用本专利技术的发光二极管制作一种组合式大功率发光 二极管灯。 本专利技术的目的是这样实现的 本专利技术提供的具有散热组件的发光二极管(如图1所示)，包括至少一个安装在 高热导率的金属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驱动电源电 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；所述的电路板安装在底座的上方；所述的金属底座下表面有一根螺杆，所述螺杆将金属底座与散热器直接机械连接；或所述的金属底座下表面有至少一个螺丝孔，通过 螺丝与金属底座下表面的螺丝孔与散热器螺合固定；其特征在于，所述的散热器为一散热组件(如图6a-6c所示)；所述的散热组件是由支架、上散热片、下散热片和一外壳组成； 其中，所述的支架是一根铜管、铝管或纳米碳管制成的立柱，该立柱上端口内壁设有螺纹， 或者所述的支架是将铜、铝棒的一端开孔，所述的孔内设置内螺纹制成的立柱，所述的螺纹 与所述的金属底座下表面设有一根螺杆相匹配；在所述的支架的顶部安装所述的上散热 片，还在所述的支架四周安装一组下散热片，所述的下散热片与下散热片之间留有2-10mm 间隔，所述的外壳包裹在所安装的一组下散热片的支架外；其中，所述的一组下散热片为 3-18片；所述的上散热片中心开有通孔，该上散热片的通孔内径与所述的支架的外径，以 及所述的金属底座下表面设有的螺杆外径相同，并且上散热片的直径比所述的金属底座的 直径大；所述的金属底座的螺杆穿过上散热片的通孔插入支架2的上端口中，将所述的散 热组件与金属底座固定在一起；或所述的上散热片中心开的通孔与所述的金属底座下表面 设有的螺丝孔直径相同，所述的金属底座紧贴安装在上散热片的上表面上，通过一螺丝穿 过上散热片的通孔与金属底座下表面的螺丝孔螺合固定。本专利技术的由支架、散热片、外壳三 者构成了一个叠层式散热器，安装在LED的金属底座下表面，对LED起到了高效散热，达到 LED重量减轻、用材少的目的。 在上述的技术方案中，所述的上散热片或下散热片由具有高导热率高散热性能的纳米碳材料制成，所述的上散热片或下散热片的厚度在O. lmm 10mm之间； 在上述的技术方案中，所述的上散热片或下散热片的形状是方形、圆形或三角形，如图5a-图5d列出了几种常见的图形；它们的面积和所用LED光源相匹配。 在上述的技术方案中，还包括所述的散热组件是由2根以上超导热管、空心或实心的金属材料、或纳米碳管搭建成镂空的圆形、方形或其它多面体的框架，所述的框架顶部是平的和中心有通孔，在该框架顶部固定所述的上散热片，和在框架内腔中固定一组下散热片，所述的下散热片之间留有间隔；其中，所述的一组散热片为3-18片。 在上述的技术方案中，所述的上散热片或下散热片由具有高导热率高散热性能的纳米碳材料制成，所述的上散热片或下散热片的形状是方形、圆形或三角形，如图5a_图5d列出了几种常见的图形；所述的下散热片的形状以安装在所述的框架内腔中相适宜为准，即视框架的形状需要而定；该上散热片或下散热片的厚度在0. lmm 10mm之间，图5a-图5d列出了几种常见的图形，它们的面积和所用LED光源相匹配。所述的上散的面积与下散热片的面积一样大，或者下散热片的面积从上散热片到下散热片的最后一片，顺序减小。 在上述的技术方案中，还包括在由纳米碳材料制作的上散热片或下散热片上设置至少两根加强筋，所述的加强筋是由纳米碳材材制作的，该加强筋可以平行或交叉设置在散热片或下散热片的底面上。 在上述的技术方案中，所述的下散热片垂直于支架固定安装，如图6a所示，或所 述的下散热片平行于支架固定安装，如图6c所示，或所述的下散热片与支架倾斜一角度固 定安装，如图6b所示，这个倾斜角度只要符合使用时热气流上升方向(即下散热片相对于 支架的立柱倾斜20。 70° )，即是有利于空气流通带走热量的。 在上述的技术方案中，为了安全和使用方便，所述的外壳为一用绝缘材料或金属材料制成的多孔的筒，参见图2a ;或用绝缘材料或金属材料编制成的网状筒，参见图2b ;例如绝缘材料可以是塑料，或绝缘介质材料；金属材料可以是铜、铁，其铜、铁表面可作适当处理，例如电镀处理，并有一定强度；所述外壳上的孔足以保证空气的流通，达到对LED的好的散热效果。 在上述的技术方案中，还包括在所述的发光二极管芯片前方有一光反射器；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。 在上述的技术方案中，所述的发光二极管芯片为N个发相同光色的芯片或发不同光色的芯片，其中，N > 1，芯片之间串联、并联或串、并联结合连接。 在上述的技术方案中，所述的透光介质为光学胶和透镜；所述的光学胶内或光学胶与透镜之间有光转换材料。 本专利技术提供的一种应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所述发光二极管，该发光二极管的引出线与一个所用LED对应的驱动电路电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有散热组件的发光二极管，包括至少一个安装在高热导率的金属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驱动电源电连接，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；所述的电路板安装在底座的上方；所述的金属底座下表面设有一根螺杆，所述螺杆将金属底座与散热器直接机械连接；或所述的金属底座下表面设有至少一个螺丝孔，通过螺丝与金属底座下表面的螺丝孔与散热器螺合固定；其特征在于，所述的散热器为一散热组件；所述的散热组件是由支架、上散热片、下散热片和一外壳组成；其中，所述的支架是一根上端口内带螺纹的铜管、铝管或纳米碳管，或者所述的支架是一根铜、铝棒，并在一端开有内螺孔，所述的内螺纹与所述的金属底座下表面设有的螺杆相匹配；在所述的支架的顶部安装所述的上散热片，还在所述的支架四周安装一组下散热片，所述的下散热片与下散热片之间留有间隔，所述的外壳包裹在所安装的一组下散热片的支架外；其中，所述的一组下散热片为３－１８片；所述的上散热片中心开有通孔，该上散热片的通孔内径与所述的支架的外径，以及所述的金属底座下表面设有的螺杆外径相同；所述的上散热片的直径比所述的金属底座的直径大；所述的金属底座的螺杆穿过上散热片的通孔插入支架中，将所述的散热组件与金属底座固定在一起；或所述的上散热片中心开的通孔与所述的金属底座下表面设有的螺丝孔直径相同，所述的金属底座紧贴安装在上散热片的上表面上，通过一螺丝穿过上散热片的通孔与金属底座下表面的螺丝孔螺合固定。...

【技术特征摘要】
一种具有散热组件的发光二极管，包括至少一个安装在高热导率的金属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驱动电源电连接，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；所述的电路板安装在底座的上方；所述的金属底座下表面设有一根螺杆，所述螺杆将金属底座与散热器直接机械连接；或所述的金属底座下表面设有至少一个螺丝孔，通过螺丝与金属底座下表面的螺丝孔与散热器螺合固定；其特征在于，所述的散热器为一散热组件；所述的散热组件是由支架、上散热片、下散热片和一外壳组成；其中，所述的支架是一根上端口内带螺纹的铜管、铝管或纳米碳管，或者所述的支架是一根铜、铝棒，并在一端开有内螺孔，所述的内螺纹与所述的金属底座下表面设有的螺杆相匹配；在所述的支架的顶部安装所述的上散热片，还在所述的支架四周安装一组下散热片，所述的下散热片与下散热片之间留有间隔，所述的外壳包裹在所安装的一组下散热片的支架外；其中，所述的一组下散热片为3-18片；所述的上散热片中心开有通孔，该上散热片的通孔内径与所述的支架的外径，以及所述的金属底座下表面设有的螺杆外径相同；所述的上散热片的直径比所述的金属底座的直径大；所述的金属底座的螺杆穿过上散热片的通孔插入支架中，将所述的散热组件与金属底座固定在一起；或所述的上散热片中心开的通孔与所述的金属底座下表面设有的螺丝孔直径相同，所述的金属底座紧贴安装在上散热片的上表面上，通过一螺丝穿过上散热片的通孔与金属底座下表面的螺丝孔螺合固定。2. 按权利要求1所述的具有散热组件的发光二极管，其特征在于，还包括所述的散热组件是由2根以上热超导管、空心或实心的金属材料、或纳米碳管搭建成镂空的圆形、方形或其它多面体的框架，所述的框架顶部是平的和中心有通孔，在该框架顶部固定所述的上散热片，和在框架内腔中固定一组下散热片，所述的下散热片之间留有间隔，该下散热片的形状和所述的框架内腔相配合为准；其中，所述的一组下散热片为3-18片。3. 按权利要求1或2所述的具有散热组件的发光二极管，其特征在于，所述的上散热片或下散热片由具有高导热率高散热性能的纳米碳材料制成，该上散热片或下散热片的厚度在0. lmm 10mm之间。4. 按权利要求1或2所述的具有散热组件的发光二极管，其特征在于，所述的上散热片的形状是方形、圆形或三角形；该上散热片的面积与下散热片的面积一样大...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼满娥，郭邦俊，
申请(专利权)人：杭州创元光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]