大功率发光二极管灯及其制造方法技术

本发明专利技术涉及半导体照明技术，特别涉及采用发光二极管作为光源的大功率照明装置及其制造方法。在本发明专利技术的一个实施例中，在上述方案的大功率发光二极管灯中，散热器、驱动电源和LED光源等被封闭在由灯罩限定的空间内，这种布局使得将大功率LED灯设计为具有与普通白炽灯类似的结构成为可能，从而能够将简单、成熟的白炽灯制造工艺应用于LED灯。

【技术实现步骤摘要】
大功率发光二极管灯及其制造方法
本专利技术涉及半导体照明技术，特别涉及采用发光二极管(LED)作为光源的大功率照明装置及其制造方法。
技术介绍
以发光二极管(LED)作为光源的照明装置具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，正在逐渐被消费者和用户接受。LED是一种固态半导体器件，其基本结构一般包括带引线的支架、设置在支架上的半导体晶片以及将该晶片四周密封起来的封装材料(例如荧光硅胶或环氧树脂)。上述半导体晶片包含有P-N结构，当电流通过时，电子被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后以光子的形式发出能量，而光的波长则是由形成P-N结构的材料决定的。在工作过程中，LED有相当一部分电能被转换为热能，当热能滞留在照明装置内部时，将不可避免导致LED温度升高，从而造成光源性能劣化和失效。在大功率LED照明装置(例如LED路灯和大功率LED帕灯(又称为碗碟状铝反射灯)等)中，如何高效率地和及时地将LED产生的热量散发到照明装置外部的问题显得尤为突出。对于大功率LED照明装置，目前业界已经提出了各种散热解决方案。例如比较常见的是将铝等金属制成的散热翅片用作灯具外壳的一部分，从而通过增大暴露在外部环境中的面积来提高散热能力。另外一种降低LED温度的途径基于主动散热方式，例如可在灯壳内部安装风扇，通过加快散热器表面的空气的流动来改善散热效果。美国德克萨斯州的Nuventix公司最近研发了一种称为的射流器，该装置内部包括一个隔膜，当该隔膜振动时，气流产生于装置内部并且通过喷嘴向散热器快速喷射。喷射的气流带动周围的空气一起到达散热器附近，从而以很高的热交换效率将散热器的热量带走。有关射流器的进一步描述例如可参见JohnStanleyBooth等人于2008年10月16日提交的题为“带多个LED和合成喷射热管理系统的灯具”的美国专利申请No.12/288144，该专利申请作为参考文献，以全文引用的方式包含在本申请中。但是需要指出的是，上述各种解决方案都是以制造成本上升和灯具结构复杂化为代价的，这愈发使得大功率LED灯具在与传统的白炽灯和节能灯的竞争中处于不利地位。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大功率发光二极管灯，其具有结构简单和制造成本低等优点。本专利技术的上述目的可通过下列技术方案实现：一种大功率发光二极管灯，包括：灯罩，包含底座和固定在所述底座上的壳体；灯头，其固定于所述底座的侧部的外表面以与所述壳体和底座共同限定一个封闭空间；散热器，其固定于所述底座上并且位于所述封闭空间内；基板，其固定在所述散热器的顶端；至少一个发光二极管单元，其设置在所述基板的表面；以及与所述发光二极管单元电气连接的驱动电源，其设置在所述散热器的内部并且与所述灯头电气连接。在上述方案的大功率发光二极管灯中，散热器、驱动电源和LED光源等被封闭在由灯罩限定的空间内，这种布局使得将大功率LED灯设计为具有与普通白炽灯类似的结构成为可能，从而能够将简单、成熟的白炽灯制造工艺应用于LED灯。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述壳体由玻璃构成并且呈漏斗形。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述壳体的外表面或内表面经过磨砂处理。在本实施例中，经过磨砂处理的灯具可以消除或抑制LED的眩光效应。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述底座由玻璃构成并且呈环状，所述壳体和所述散热器分别固定于所述底座的侧部的外表面和内表面。在本实施例中，底座和壳体可以通过将一个玻璃灯罩毛坯切割为两部分得到，由此降低了材料成本。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述底座由玻璃或陶瓷构成并且包含托盘和穿越所述托盘底部的管状体，所述壳体固定于所述托盘侧部的外表面并且所述散热器固定于所述托盘和/或所述管状体。在本实施例中，托盘的底部可以对散热器起较好的支承作用，因而适合于散热器重量较重的情形。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述散热器呈管体状，在其外表面上设置有沿纵向延伸的翅片。在本实施例中，翅片的布置增加了散热器的散热面积。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述散热器由金属、石墨或常温红外陶瓷辐射材料构成。当采用石墨作为散热器材料时，可以明显减轻灯具的重量。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述散热器由金属构成，其外表面覆盖石墨或常温红外陶瓷辐射材料。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述基板由陶瓷材料或导热绝缘高分子复合材料构成。陶瓷材料低廉的价格可推动成本的降低，此外，当采用陶瓷材料作为基板时，布线可以通过银浆烧结工艺来制作，这可以避免铜刻蚀工艺造成的环境污染。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述发光二极管单元为发光二极管单体，其与形成于所述基板表面的布线通过焊接方式电气连接。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述发光二极管单元为发光二极管管芯，其被固定在所述基板的表面并且与形成于所述基板表面的布线通过绑定工艺或板上倒装芯片(FCOB)工艺实现电气连接。由于将管芯直接安装在基板表面，因此省去了管芯封装的环节，进一步降低了制造成本。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述驱动电源通过从所述基板引出的引线，经所述布线与所述发光二极管单元电气连接。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述布线通过印制电路工艺形成于所述基板表面。优选地，在按照本专利技术一个实施例的大功率发光二极管灯中，所述布线使得多个所述发光二极管单元以串联、并联、混联或交叉阵列的形式相连。本专利技术还有一个目的是提供一种制造上述大功率发光二极管灯的方法，其具有制造工艺简单的优点。本专利技术的上述目的可通过下列技术方案实现：一种制造如上所述的大功率发光二极管灯的方法，包括下列步骤：将散热器安装在底座上，其中，所述散热器的顶端固定有基板，所述基板表面设置至少一个发光二极管单元，驱动电源被设置在所述散热器的内部并且与所述发光二极管单元电气连接；借助粘合剂将灯头固定于所述底座的侧部的外表面；以及使壳体固定在所述底座的侧部。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，所述底座和壳体通过将玻璃灯罩毛坯沿其颈部切割为两部分而获得。由此可以降低材料成本。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，所述散热器固定于所述底座的侧部的内表面。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，通过利用装头机将所述灯头固定于所述底座的侧部的外表面。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，利用封口车使所述壳体固定在所述底座的侧部的外表面。装头机和封口车是普通灯泡制造过程中被广泛使用的设备，因此本实施例的方法可以在现有的灯泡生产线上实现。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，所述装头机采用火焰或高温气体加热所述灯头的外表面。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，所述底座由玻璃或陶瓷构成并且包含托盘和穿越所述托盘底部的管状体，所述壳体固定于所述托盘侧部的外表面并且所述散热器固定于所述托盘和/或所述管状体。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，通过利用装头机将所述灯头固定于所述管状体的外表面。优选地，在按照本专利技术一个实施例的方法中，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率发光二极管灯，包括：灯罩，包含底座和固定在所述底座上的壳体；灯头，其固定于所述底座的侧部的外表面以与所述壳体和底座共同限定一个封闭空间；散热器，其固定于所述底座上并且位于所述封闭空间内；基板，其固定在所述散热器的顶端；至少一个发光二极管单元，其设置在所述基板的表面；以及与所述发光二极管单元电气连接的驱动电源，其设置在所述散热器的内部并且与所述灯头电气连接。

【技术特征摘要】
1.一种大功率发光二极管灯，包括：灯罩，包含底座和固定在所述底座上的壳体；灯头，其固定于所述底座的侧部的外表面以与所述壳体和底座共同限定一个封闭空间；散热器，其固定于所述底座上并且位于所述封闭空间内；基板，其固定在所述散热器的顶端；至少一个发光二极管单元，其设置在所述基板的表面；以及与所述发光二极管单元电气连接的驱动电源，其设置在所述散热器的内部并且与所述灯头电气连接,其中，所述底座由玻璃或陶瓷构成并且包含托盘和穿越所述托盘底部的管状体，所述壳体固定于所述托盘侧部的外表面，所述散热器固定于所述托盘和/或所述管状体，所述散热器的上端部套在所述管状体的上端部的外表面并且位于所述管状体的上端部的外表面与所述托盘的内表面之间，所述上端部的底面与所述托盘的底部相抵，其中，所述发光二极管单元通过粘附方式设置在所述基板的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵依军，李文雄，
申请(专利权)人：赵依军，李文雄，
类型：发明
国别省市：