一种光源，其包括具有安装区和散热鳍片的散热器、具有内腔且耦接至所述散热器的底座和包括以下项的集成照明模块：印刷电路板；在耦接至所述印刷电路板的第一外侧区内的所述印刷电路板的衬底上的LED，和用于向LED供电且耦接至所述印刷电路板的第二外侧区内的所述印刷电路板的电子驱动电路，其中所述衬底的底面热耦接至所述散热器的所述安装区，且其中所述集成照明模块的所述第二外侧区位于所述底座的所述内腔内。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度光源相关申请案的交叉引用本申请案涉及且要求于2010年10月8日提交的第61/391，506号美国临时专利申请案的优先权。该临时专利申请案以引用的方式并入本文以用于所有目的。
技术介绍
本专利技术涉及照明。更具体而言，本专利技术涉及高效照明光源。爱迪生真空灯泡的时代将要结束了。在许多国家和州府，普通的白炽灯泡逐渐变成非法的，而更有效的照明光源正被授权。目前，一些替代光源包括荧光管、卤素灯和发光二极管(LED)。尽管这些其它选择可获得且具有改进效率，许多人还是不愿意切换到这些替代光源。本专利技术的专利技术人认为消费者缓慢采用更新技术存在一些关键原因。一个这样的原因是照明光源中有毒物的使用。作为一个实例，荧光照明光源依赖于蒸汽形态的汞而产生光。因为汞蒸汽被认为是危险物质，所以不能简单地将废弃的灯泡放置在路边，而是必须将其运输至指定的危险废弃物处理场地。此外，一些荧光管制造商甚至指导消费者在房子的更敏感区域(诸如卧室、厨房等)内避免使用灯泡。本专利技术的专利技术人还认为缓慢采用替代照明光源的另一个原因是照明光源较之白炽灯泡具有更低性能。作为一个实例，荧光照明光源通常依赖于单独的启动装置或压载机构来发起光照。因为此，荧光灯有时不会如消费者期望和要求那样“瞬时”打开。进一步，荧光灯通常不会立即提供最大亮度的光，但通常在一段时间(例如，30秒)内达到最大亮度。进一步，大部分的荧光灯是易碎的，无法调光的，其具有可发出烦人的可听噪音的压载变压器，且如果频繁重复开和关，荧光灯可 在缩短的时段内毁坏。因为此，荧光灯不具有消费者所需要的性能。最近引入的另一种替代光源依赖于发光二极管(LED)使用。LED具有超越荧光灯的优点，包括固态设备内在的鲁棒性和可靠性、不具有在意外断裂或处理期间可释放的有毒化学品、随开即用能力、可调光性和不具有可听噪音。然而，本专利技术的专利技术人认为，当前LED照明光源本身具有使消费者不愿意使用它们的显著缺点。当前LED照明光源的一个关键缺点是光输出(例如，流明)相对低。虽然当前LED照明光源比其白炽当量(例如，5-10瓦对.50瓦)抽拉明显更低的功率，但是其仍被认为太暗了而无法用作主要的照明光源。作为一个实例，在MR-16形状因子中的典型5瓦LED灯可提供200-300流明，然而在相同形状因子中的典型50瓦白炽灯可提供700-1000流明。因此，当前LED通常仅用于室外重点照明、密室、地下室、棚屋或其它小空间。当前LED照明光源的另一个缺点包括LED的预付费用对消费者而言通常是惊人地高。例如，对于泛光灯，当前30瓦当量LED灯的零售价可能超过$60，然而典型的白炽泛光灯的零售价可能是$12。虽然消费者可能因LED消耗更小功率而在LED的使用寿命上理性地“补差价”，但是专利技术人认为，明显的更高价格极大地抑制消费者的需求。因为此，当前LED照明光源不具有消费者期望和要求的价格或性能。当前LED照明光源的其它缺点包括其具有许多零件且耗费大量劳动力来生产。仅作为一个实例，MR-16LED照明光源的一个制造商利用超过14个部件(不包括电子芯片)，以及MR-16LED照明光源的另一个制造商利用超过60个部件。本专利技术的专利技术人认为，与具有更少零件和更模块化制造过程的LED设备的制造和测试相比，这些制造和测试过程更复杂且更耗费时间。当前LED照明光源的其它缺点是散热体积限制输出性能。更具体而言，专利技术人认为，置换LED光源(诸如MR-16光源)，当前散热装置无法耗散LED在自然对流下产生的很多热。在许多应用中，将LED灯放入环绕物(诸如已具有环境空气温度超过50° C的凹顶棚)中。在这样的温度下，表面放射率仅在散热方面发挥很小的作用。进一步，因为常规的电子装配技术和LED可靠性因子将PCB板温度限制在约85° C，LED的功率输出也极大地受约束。在更高温度下，专利技术人已发现，辐射发挥更加重要的作用，因此高发射率对于散热而言是可取的。传统上，已通过仅增加LED的数量来增加来自LED照明光源的光输出，这已导致增加设备成本，且增大设备尺寸。此外，这样的光具有限定光束角和限定输出。因此，需要的是一种不具备上述缺点的高效照明光源。
技术实现思路
本专利技术涉及高效照明光源。更具体而言，本专利技术涉及一种新型LED照明光源和制造新型LED照明光源的方法。一些总体目标包括，增加光输出而不会增加设备成本或增大设备尺寸、能够覆盖许多光束角以及提供高可靠性产品以延长使用寿命(R0I)。本专利技术的各个实施方案包括新 型模块化照明光源。更具体而言，各个实施方案包括MR-16形状因子光源。照明模块包括在热传导衬底(例如，硅衬底)的顶面上串联列阵的20至110个LED。将硅衬底的顶面焊接至柔性印刷电路衬底(FPC)的第一部分。传导硅衬底的底面经由热环氧而物理地键合到MR-16形状因子散热器的凹槽。在各个实施方案中，将电子驱动组件焊接至FPC的第二部分，以及将FPC的第二部分插入热传导插头底座的内腔。接着，在一个步骤中将封装化合物注入插头底座的空腔内并注入散热器的凹槽内。封装化合物允许硅衬底产生的热和电子驱动组件被传递至散热器或热传导插头底座。接着，将透镜固定至散热器。在一个实施方案中，电驱动部分/模块将输出功率从12交流伏特转换至更高直流电压，诸如40伏、120伏。进而，驱动部分使用更高电压来驱动照明光源，且照明模块发出光。光的条件是透镜为照明所需要的类型，例如，斑点、泛光等。在操作中，驱动模块和照明模块产生热，所述热由MR-16形状因子散热器耗散。在稳定状态下，这些模块可在约75° C至130° C的范围内操作。在本专利技术的各个实施方案中，MR-16形状因子散热器极大地促进了热的耗散。散热器包括直径小于散热器的外直径的一半的内核。在各个实施方案中，内核小于外直径的三分之一、四分之一和五分之一。LED的娃衬底经由热环氧而直接键合至内核区。在各个实施方案中，因为内核的直径远小于外直径，所以可提供较大数量的散热鳍片。专利技术人已研发和研究大量的散热鳍片配置。典型的鳍片配置包括从内核延伸的大量辐射鳍片“主干”。在一些实施方案中，主干数量的范围从8到35。在每个主干的末端，提供具有“U”支状的两个或多个鳍片“分支”。在各个实施方案中，在每个分支的末端，提供也具有“U”支状的两个或更多个鳍片“子分支”。在各个实施方案中，主干的鳍片比分支鳍片厚，进而比子分支等厚。热量从内核流向外直径、因此，精心设计气流和表面区域以极大地增加散热能力。各个实施方案的其它方面包括:简化构造促进高容量制造、柔性互联以消除手接线、模块化组件构造以实现平行加工。其它特征包括热管理方面:鳍片分支算法，减少截面中央核心、透镜后的气流、单一热界面、直接芯片附接、柔性印刷电路、使封装材料最小化的底座轮廓、凹正面、确保覆盖气流；低成本制造:柔性印刷电路互联(主线和插入器)、柔性电路光芯片插入器、冗余封锁和键合特征等。其它方面包括:高温操作实现密集LED阵列、更高组件可靠性、高散热、最大表面区域、最大气流、最小热界面损失、电子模块内的最小长度热路径等。本专利技术的实施方案的优点包括在高温下可靠地操作LED光源，这允许在小空间内聚集大量LED的同时在更高功率电平下操作大量的LED。根据本专利技术的一个方面，描述了光源。一种装置包括散热器，其包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·蒂恩·楚格·舒姆，克利福德·于，
申请(专利权)人：天空公司，
类型：
国别省市：
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