專利名稱：高度集成化的發(fā)光二極管燈芯和包含其的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)，特別涉及一種高度集成化的發(fā)光二極管燈芯和包含該發(fā)光二極管燈芯的照明裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)光源具有其它光源所不具備的一系列優(yōu)點(diǎn)，例如無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、能耗低、耐振動(dòng)、控制方便和便于調(diào)光等。面對(duì)未來(lái)的巨大市場(chǎng)和潛在商機(jī)，業(yè)界在LED照明裝置的商品化方面已經(jīng)投入了大量的人力和物力。目前在照明裝置中用作光源的發(fā)光二極管(LED)是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它的基本結(jié)構(gòu)一般包括帶引線的支架、設(shè)置在支架上的半導(dǎo)體晶片以及將該晶片四周密封起來(lái)的封裝材料(例如熒光硅膠或環(huán)氧樹(shù)脂)。上述半導(dǎo)體晶片包含有P-N結(jié)構(gòu)，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，電子被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后以光子的形式發(fā)出能量，而光的波長(zhǎng)則是由形成P-N結(jié)構(gòu)的材料決定的。LED在工作過(guò)程中，只有一部分電能被轉(zhuǎn)換為熱能，其余部分都轉(zhuǎn)換成為熱能，從而導(dǎo)致LED的溫度升高，這是其性能劣化和失效的主要原因?？梢哉f(shuō)，散熱問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)前半導(dǎo)體照明技術(shù)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。為此，業(yè)界已經(jīng)從芯片、電路板到系統(tǒng)的每一個(gè)層面，針對(duì)散熱問(wèn)題提出了各種優(yōu)化設(shè)計(jì)，以獲得最佳的散熱效果。就芯片層面而言，一般可以通過(guò)增加芯片尺寸和改變材料結(jié)構(gòu)來(lái)提高散熱能力。在電路板層面，目前許多LED燈具中都采用鋁基板作為印刷電路板，這種基板為多層結(jié)構(gòu)，中間層使用具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的絕緣層材料，從而使LED芯片的熱能透過(guò)下層的鋁板快速擴(kuò)散并傳遞出去。對(duì)于系統(tǒng)層面，常用的散熱策略是為L(zhǎng)ED燈具配置散熱組件(例如鰭片、熱管、均溫板、回路式熱管及壓電風(fēng)扇等)，從而借助其快速的散熱能力將LED產(chǎn)生的熱量迅速散發(fā)到周圍環(huán)境中。例如題為“球形LED燈”的美國(guó)專利US8058782公開(kāi)了一種LED燈，包括冷卻結(jié)構(gòu)、LED模組、透明罩和燈頭，其中，冷卻結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)熱板和配置在導(dǎo)熱板周邊的冷卻翅片，LED模組包括安裝在導(dǎo)熱板一個(gè)表面上的電路基板、設(shè)置在電路基板上的LED以及與電路基板電氣連接的第一和第二引線，透明罩與導(dǎo)熱板固定連接在一起并且罩住LED模組，燈頭包括可使冷卻翅片的端部插入其中的收縮件、電氣連接體和空心管。該篇參考文獻(xiàn)的內(nèi)容以整體引用的方式包含在本說(shuō)明書中。但是需要指出的是，散熱效果的改善往往是以制造成本的上升和燈具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化為代價(jià)的，而這不利于LED照明裝置的普及推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)光二極管燈芯，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造工藝簡(jiǎn)單和散熱效果優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的上述目的可通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
—種發(fā)光二極管燈芯,包括:至少一個(gè)發(fā)光二極管單元；驅(qū)動(dòng)電源，其與所述發(fā)光二極管單元電氣連接；以及承載所述發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源的散熱部件，其至少一部分表面以紅外輻射
材料覆蓋。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述絕緣導(dǎo)熱材料為陶瓷材料或?qū)峤^緣高分子復(fù)合材料。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述紅外輻射材料為常溫紅外陶瓷輻射材料。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述常溫紅外陶瓷輻射材料選自下列材料中的至少一種:氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鈦、氧化硅、氧化鉻、氧化鐵、氧化錳、氧化鋯、氧化鋇、堇青石、莫來(lái)石、碳化硼、碳化硅、碳化鈦、碳化鑰、碳化鎢、碳化鋯、碳化鉭、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、氮化鋯、氮化鈦、硅化鈦、硅化鑰、硅化鎢、硼化鈦、硼化鋯和硼化鉻。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述散熱部件呈殼體形狀，所述發(fā)光二極管單元設(shè)置在所述殼體的外表面并且所述驅(qū)動(dòng)電源設(shè)置在所述殼體的內(nèi)部。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述驅(qū)動(dòng)電源采用電路模塊的形式，并且在所述殼體的內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述布線層通過(guò)印制電路工藝形成于所述殼體的內(nèi)表面和外表面。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管管芯，其被設(shè)置在所述殼體的外表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管單體，其被設(shè)置在所述殼體的外表面并且通過(guò)焊接方式與與所述布線層電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述布線層使得多個(gè)所述發(fā)光二極管單元以串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)或交叉陣列的形式相連。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述殼體包含蓋板，在其內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述布線層通過(guò)印制電路工藝形成于所述蓋板的內(nèi)表面和外表面。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管管芯，其被設(shè)置在所述蓋板的外表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管單體，其被設(shè)置在所述蓋板的外表面并且通過(guò)焊接方式與與所述布線層電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述布線層使得多個(gè)所述發(fā)光二極管單元以串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)或交叉陣列的形式相連。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述驅(qū)動(dòng)電源包含半導(dǎo)體晶片形式的驅(qū)動(dòng)控制器，其被設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述驅(qū)動(dòng)電源包含封裝芯片形式的驅(qū)動(dòng)控制器，其被設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)焊接方式電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，進(jìn)一步包括下列電路中的至少一種:傳感電路、調(diào)光控制電路、通信電路和功率因數(shù)校正電路。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述電路的至少一種與所述驅(qū)動(dòng)控制器集成在同一半導(dǎo)體晶片或封裝芯片內(nèi)。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述電路為半導(dǎo)體晶片形式，其固定在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述電路為封裝芯片形式，其設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)焊接工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。本發(fā)明的上述目的還可通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):—種發(fā)光二極管燈芯,包括:至少一個(gè)發(fā)光二極管單元；驅(qū)動(dòng)電源，其與所述發(fā)光二極管單元電氣連接；以及承載所述發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源的散熱部件，其由紅外輻射材料構(gòu)成或者包含由紅外輻射材料構(gòu)成的部分。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述散熱部件還包含由絕緣導(dǎo)熱材料構(gòu)成的部分，所述絕緣導(dǎo)熱材料為陶瓷材料或?qū)峤^緣高分子復(fù)合材料。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述紅外輻射材料為常溫紅外陶瓷輻射材料。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述常溫紅外陶瓷輻射材料選自下列材料中的至少一種:氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鈦、氧化硅、氧化鉻、氧化鐵、氧化錳、氧化鋯、氧化鋇、堇青石、莫來(lái)石、碳化硼、碳化硅、碳化鈦、碳化鑰、碳化鎢、碳化鋯、碳化鉭、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、氮化鋯、氮化鈦、硅化鈦、硅化鑰、硅化鎢、硼化鈦、硼化鋯和硼化鉻。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述散熱部件呈殼體形狀，所述發(fā)光二極管單元設(shè)置在所述殼體的外表面并且所述驅(qū)動(dòng)電源設(shè)置在所述殼體的內(nèi)部。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述驅(qū)動(dòng)電源采用電路模塊的形式，并且在所述殼體的內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述布線層通過(guò)印制電路工藝形成于所述殼體的內(nèi)表面和外表面。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管管芯，其被設(shè)置在所述殼體的外表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管單體，其被設(shè)置在所述殼體的外表面并且通過(guò)焊接方式與與所述布線層電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述布線層使得多個(gè)所述發(fā)光二極管單元以串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)或交叉陣列的形式相連。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述殼體包含蓋板，在其內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述布線層通過(guò)印制電路工藝形成于所述蓋板的內(nèi)表面和外表面。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管管芯，其被設(shè)置在所述蓋板的外表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管單體，其被設(shè)置在所述蓋板的外表面并且通過(guò)焊接方式與與所述布線層電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述布線層使得多個(gè)所述發(fā)光二極管單元以串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)或交叉陣列的形式相連。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述驅(qū)動(dòng)電源包含半導(dǎo)體晶片形式的驅(qū)動(dòng)控制器，其被設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述驅(qū)動(dòng)電源包含封裝芯片形式的驅(qū)動(dòng)控制器，其被設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)焊接方式電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，進(jìn)一步包括下列電路中的至少一種:傳感電路、調(diào)光控制電路、通信電路和功率因數(shù)校正電路。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述電路的至少一種與所述驅(qū)動(dòng)控制器集成在同一半導(dǎo)體晶片或封裝芯片內(nèi)。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述電路為半導(dǎo)體晶片形式，其固定在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述發(fā)光二極管燈芯中，所述電路為封裝芯片形式，其設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)焊接工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。本發(fā)明的還有一個(gè)目的是提供一種采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造工藝簡(jiǎn)單和散熱效果優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的上述目的是通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置，其特征在于，包括:燈頭；燈罩；以及發(fā)光二極管燈芯，包括:至少一個(gè)發(fā)光二極管單元；驅(qū)動(dòng)電源，其與所述發(fā)光二極管單元電氣連接；以及承載所述發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源的散熱部件，其至少一部分表面以紅外輻射材料覆蓋并且被設(shè)置在由所述燈頭和所述燈罩限定的空間內(nèi)。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，通過(guò)下列方式將所述散熱部件設(shè)置在由所述燈頭和所述燈罩限定的空間內(nèi):所述散熱部件的端部與所述燈頭的內(nèi)底面和/或內(nèi)側(cè)面固定在一起，并且所述燈罩的開(kāi)口端與所述燈頭的內(nèi)側(cè)面固定在一起。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，通過(guò)下列方式將所述散熱部件設(shè)置在由所述燈頭和所述燈罩限定的空間內(nèi):所述散熱部件靠近端部的外表面與所述燈罩的開(kāi)口端固定在一起，所述散熱部件的端部與所述燈頭的內(nèi)底面和/內(nèi)側(cè)面固定在一起。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述散熱部件由絕緣導(dǎo)熱材料構(gòu)成或者包含絕緣導(dǎo)熱材料構(gòu)成的部分，所述絕緣導(dǎo)熱材料為陶瓷材料或?qū)峤^緣高分子復(fù)合材料。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述紅外輻射材料為常溫紅外陶瓷輻射材料。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述常溫紅外陶瓷輻射材料選自下列材料中的至少一種:氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鈦、氧化硅、氧化鉻、氧化鐵、氧化錳、氧化鋯、氧化鋇、堇青石、莫來(lái)石、碳化硼、碳化硅、碳化鈦、碳化鑰、碳化鎢、碳化鋯、碳化鉭、氮化硼、氮化鋁、氮化娃、氮化錯(cuò)、氮化鈦、娃化鈦、娃化鑰、娃化鶴、硼化鈦、硼化錯(cuò)和硼化鉻。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述散熱部件呈殼體形狀，所述發(fā)光二極管單元設(shè)置在所述殼體的外表面并且所述驅(qū)動(dòng)電源設(shè)置在所述殼體的內(nèi)部。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述驅(qū)動(dòng)電源采用電路模塊的形式，并且在所述殼體的內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述布線層通過(guò)印制電路工藝形成于所述殼體的內(nèi)表面和外表面。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管管芯，其被設(shè)置在所述殼體的外表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管單體，其被設(shè)置在所述殼體的外表面并且通過(guò)焊接方式與與所述布線層電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述布線層使得多個(gè)所述發(fā)光二極管單元以串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)或交叉陣列的形式相連。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述殼體包含蓋板，在其內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述布線層通過(guò)印制電路工藝形成于所述蓋板的內(nèi)表面和外表面。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管管芯，其被設(shè)置在所述蓋板的外表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管單體，其被設(shè)置在所述蓋板的外表面并且通過(guò)焊接方式與與所述布線層電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述布線層使得多個(gè)所述發(fā)光二極管單元以串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)或交叉陣列的形式相連。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述驅(qū)動(dòng)電源包含半導(dǎo)體晶片形式的驅(qū)動(dòng)控制器，其被設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述驅(qū)動(dòng)電源包含封裝芯片形式的驅(qū)動(dòng)控制器，其被設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)焊接方式電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，進(jìn)一步包括下列電路中的至少一種:傳感電路、調(diào)光控制電路、通信電路和功率因數(shù)校正電路。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述電路的至少一種與所述驅(qū)動(dòng)控制器集成在同一半導(dǎo)體晶片或封裝芯片內(nèi)。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述電路為半導(dǎo)體晶片形式，其固定在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述電路為封裝芯片形式，其設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)焊接工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。本發(fā)明的上述目的還可以通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置，包括:燈頭；燈罩；以及發(fā)光二極管燈芯，包括:至少一個(gè)發(fā)光二極管單元；驅(qū)動(dòng)電源，其與所述發(fā)光二極管單元電氣連接；以及承載所述發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源的散熱部件，其由紅外輻射材料構(gòu)成或者包含由紅外輻射材料構(gòu)成的部分，并且被設(shè)置在由所述燈頭和所述燈罩限定的空間內(nèi)。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，通過(guò)下列方式將所述散熱部件設(shè)置在由所述燈頭和所述燈罩限定的空間內(nèi):所述散熱部件的端部與所述燈頭的內(nèi)底面和/或內(nèi)側(cè)面固定在一起，并且所述燈罩的開(kāi)口端與所述燈頭的內(nèi)側(cè)面固定在一起。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，通過(guò)下列方式將所述散熱部件設(shè)置在由所述燈頭和所述燈罩限定的空間內(nèi):所述散熱部件靠近端部的外表面與所述燈罩的開(kāi)口端固定在一起，所述散熱部件的端部與所述燈頭的內(nèi)底面和/內(nèi)側(cè)面固定在一起。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述散熱部件還包含由絕緣導(dǎo)熱材料構(gòu)成的部分，所述絕緣導(dǎo)熱材料為陶瓷材料或?qū)峤^緣高分子復(fù)合材料。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述紅外輻射材料為常溫紅外陶瓷輻射材料。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述常溫紅外陶瓷輻射材料選自下列材料中的至少一種:氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鈦、氧化硅、氧化鉻、氧化鐵、氧化錳、氧化鋯、氧化鋇、堇青石、莫來(lái)石、碳化硼、碳化硅、碳化鈦、碳化鑰、碳化鎢、碳化鋯、碳化鉭、氮化硼、氮化鋁、氮化娃、氮化錯(cuò)、氮化鈦、娃化鈦、娃化鑰、娃化鶴、硼化鈦、硼化錯(cuò)和硼化鉻。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述散熱部件呈殼體形狀，所述發(fā)光二極管單元設(shè)置在所述殼體的外表面并且所述驅(qū)動(dòng)電源設(shè)置在所述殼體的內(nèi)部。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述驅(qū)動(dòng)電源采用電路模塊的形式，并且在所述殼體的內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述布線層通過(guò)印制電路工藝形成于所述殼體的內(nèi)表面和外表面。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管管芯，其被設(shè)置在所述殼體的外表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管單體，其被設(shè)置在所述殼體的外表面并且通過(guò)焊接方式與與所述布線層電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述布線層使得多個(gè)所述發(fā)光二極管單元以串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)或交叉陣列的形式相連。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述殼體包含蓋板，在其內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述布線層通過(guò)印制電路工藝形成于所述蓋板的內(nèi)表面和外表面。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管管芯，其被設(shè)置在所述蓋板的外表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述發(fā)光二極管單元為發(fā)光二極管單體，其被設(shè)置在所述蓋板的外表面并且通過(guò)焊接方式與與所述布線層電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述布線層使得多個(gè)所述發(fā)光二極管單元以串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)或交叉陣列的形式相連。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述驅(qū)動(dòng)電源包含半導(dǎo)體晶片形式的驅(qū)動(dòng)控制器，其被設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述驅(qū)動(dòng)電源包含封裝芯片形式的驅(qū)動(dòng)控制器，其被設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)焊接方式電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，進(jìn)一步包括下列電路中的至少一種:傳感電路、調(diào)光控制電路、通信電路和功率因數(shù)校正電路。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述電路的至少一種與所述驅(qū)動(dòng)控制器集成在同一半導(dǎo)體晶片或封裝芯片內(nèi)。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述電路為半導(dǎo)體晶片形式，其固定在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)綁定工藝或板上倒裝芯片(FCOB)工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。優(yōu)選地，在上述照明裝置中，所述電路為封裝芯片形式，其設(shè)置在所述蓋板的內(nèi)表面并且與所述布線層通過(guò)焊接工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過(guò)在散熱部件上覆蓋紅外輻射材料或者采用紅外輻射材料制作散熱部件，可使發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的熱量主要以熱輻射的方式散發(fā)到環(huán)境中去，這大大提高了散熱效率。另一方面，由于散熱部件主要以熱輻射的方式散熱，因此其無(wú)需與環(huán)境直接接觸而是可以安裝在燈罩內(nèi)，這種布局使得將LED燈設(shè)計(jì)為具有與普通白熾燈類似的結(jié)構(gòu)成為可能，從而能夠?qū)⒑?jiǎn)單、成熟的白熾燈制造工藝應(yīng)用于LED燈。此夕卜，散熱部件在用作散熱器的同時(shí)，還起著承載電路的基板的作用，因而可以省去專門配備的印刷電路板的成本。另外，無(wú)論是封裝還是未封裝的發(fā)光二極管單元，均可采用本發(fā)明的技術(shù)方案，因此本發(fā)明具有廣泛的適應(yīng)性。再者，在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于布線層與陶瓷材料之間、發(fā)光二極管單元與陶瓷材料和布線之間均具有良好的結(jié)合能力，因此提高了燈芯結(jié)構(gòu)和照明裝置結(jié)構(gòu)的可靠性。


本發(fā)明的上述和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)以下結(jié)合附圖的各個(gè)方面的描述變得更加清晰和更容易理解，附圖中相同或相似的單元采用相同的標(biāo)號(hào)表示，附圖包括:圖1為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管燈芯的示意圖。圖2示出了按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管燈芯的示意圖。圖3示出了按照本發(fā)明還有一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管燈芯的示意圖。圖4A和4B示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的安裝了發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電路之后的蓋板的示意圖，其中，圖4A示出了安裝發(fā)光二極管單元的表面的視圖，圖4B示出了安裝驅(qū)動(dòng)電源的表面的視圖。圖5示出了按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的安裝了發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電路之后的蓋板的示意圖。圖6為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置的分解示意圖。圖7為圖6所示采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置的剖視圖。圖8為按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面參照其中圖示了本發(fā)明示意性實(shí)施例的附圖更為全面地說(shuō)明本發(fā)明。但本發(fā)明可以按不同形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng)解讀為僅限于本文給出的各實(shí)施例。給出的上述各實(shí)施例旨在使本文的披露全面完整，更為全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員本發(fā)明的保護(hù)范圍。術(shù)語(yǔ)在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“照明裝置”應(yīng)該廣義地理解為所有能夠通過(guò)提供光線以實(shí)現(xiàn)實(shí)用的或美學(xué)的效果的設(shè)備，包括但不限于臺(tái)燈、壁燈、射燈、吊燈、吸頂燈、路燈、手電筒、舞臺(tái)布景燈和城市景觀燈等。術(shù)語(yǔ)“燈殼”應(yīng)該廣義地理解為一種用于承載或容納光源的物理結(jié)構(gòu)，光源例如可以設(shè)置在由燈殼殼體包圍的完全封閉或半封閉的空間內(nèi)，也可以設(shè)置在燈殼的外部表面或內(nèi)部表面。除非特別說(shuō)明，在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“半導(dǎo)體晶圓”指的是在半導(dǎo)體材料(例如硅、砷化鎵等)上形成的多個(gè)獨(dú)立的單個(gè)電路，“半導(dǎo)體晶片”或“晶片(die)”指的是這種單個(gè)電路，而“封裝芯片”指的是半導(dǎo)體晶片經(jīng)過(guò)封裝后形成的物理結(jié)構(gòu)，在典型的這種物理結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體晶片例如被安裝在支架上并且用密封材料封裝。術(shù)語(yǔ)“發(fā)光二極管單元”指的是包含電致發(fā)光材料的單元，這種單元的例子包括但不限于P-N結(jié)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光二極管和有機(jī)發(fā)光二極管(0LED和聚合物發(fā)光二極管(PLED))。P-N結(jié)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光二極管可以具有不同的結(jié)構(gòu)形式，例如包括但不限于發(fā)光二極管管芯和發(fā)光二極管單體。其中，“發(fā)光二極管管芯”指的是包含有P-N結(jié)構(gòu)的、具有電致發(fā)光能力的半導(dǎo)體晶片，而“發(fā)光二極管單體”指的是將管芯封裝后形成的物理結(jié)構(gòu)，在典型的這種物理結(jié)構(gòu)中，管芯例如被安裝在支架上并且用密封材料封裝。術(shù)語(yǔ)“布線”、“布線圖案”和“布線層”指的是在絕緣表面上布置的用于元器件間電氣連接的導(dǎo)電圖案，包括但不限于走線(trace)和孔(如焊盤、元件孔、緊固孔和金屬化孔等)。術(shù)語(yǔ)“熱輻射”指的是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象。在本發(fā)明中，發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的熱量可以借助經(jīng)表面覆蓋紅外輻射材料的散熱部件或者由兼具絕緣導(dǎo)熱和紅外輻射功能的材料制成的散熱部件，主要以熱輻射方式被傳送到環(huán)境中去。術(shù)語(yǔ)“熱傳導(dǎo)”指的是熱量在固體中從溫度較高的部分傳送到溫度較低的部分的傳遞方式。術(shù)語(yǔ)“陶瓷材料”泛指需高溫處理或致密化的非金屬無(wú)機(jī)材料，包括但不限于硅酸鹽、氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硼化物等。術(shù)語(yǔ)“導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料”指的是這樣的高分子材料，通過(guò)填充高導(dǎo)熱性的金屬或無(wú)機(jī)填料在其內(nèi)部形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，從而具備高的導(dǎo)熱系數(shù)。導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料例如包括但不限于添加氧化鋁的聚丙烯材料、添加氧化鋁、碳化硅和氧化鉍的聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物等。有關(guān)導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料的具體描述可參見(jiàn)李麗等人的論文“聚碳酸酯及聚碳酸酯合金導(dǎo)熱絕緣高分子材料的研究”(《材料熱處理學(xué)報(bào)》2007年8月，Vol.28，N0.4，pp51_54)和李冰等人的論文“氧化鋁在導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料中的應(yīng)用”(《塑料助劑》2008年第3期，ppl4-16)，這些文獻(xiàn)以全文引用的方式包含在本說(shuō)明書中。術(shù)語(yǔ)“紅外輻射材料”指的是在工程上能夠吸收熱量而發(fā)射大量紅外線的材料，其具有較高的發(fā)射率。進(jìn)一步地，在本發(fā)明中可采用常溫紅外陶瓷輻射材料作為覆蓋在散熱部件表面的紅外輻射材料或構(gòu)成散熱部件的紅外輻射材料，其例如包括但不限于下列材料中的至少一種:氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鈦、氧化硅、氧化鉻、氧化鐵、氧化錳、氧化鋯、氧化鋇、堇青石、莫來(lái)石、碳化硼、碳化硅、碳化鈦、碳化鑰、碳化鎢、碳化鋯、碳化鉭、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、氮化鋯、氮化鈦、硅化鈦、硅化鑰、硅化鎢、硼化鈦、硼化鋯和硼化鉻。有關(guān)紅外陶瓷輻射材料的詳細(xì)描述可參見(jiàn)李紅濤和劉建學(xué)等人的論文“高效紅外輻射陶瓷的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用”(《現(xiàn)代技術(shù)陶瓷》2005年第2期(總第104期)，pp24-26)和王黔平等人的論文“高輻射紅外陶瓷材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用”(《陶瓷學(xué)報(bào)》2011年第3期)，這些文獻(xiàn)以全文引用的方式包含在本說(shuō)明書中。在本發(fā)明中，比較好的是將下列準(zhǔn)則作為選用紅外輻射材料的其中一個(gè)考慮因素:在設(shè)定的發(fā)光二極管單元的P-N結(jié)溫度(例如50-80攝氏度范圍內(nèi)的一個(gè)溫度值)以下，紅外輻射材料仍然具有較高的發(fā)射率(例如大于或等于70% )?！半姎膺B接”應(yīng)當(dāng)理解為包括在兩個(gè)單元之間直接傳送電能量或電信號(hào)的情形，或者經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)第三單元間接傳送電能量或電信號(hào)的情形?！膀?qū)動(dòng)電源”或“LED驅(qū)動(dòng)電源”指的是連接在照明裝置外部的交流(AC)或直流(DC)電源與作為光源的發(fā)光二極管之間的“電子控制裝置”，用于為發(fā)光二極管提供所需的電流或電壓(例如恒定電流、恒定電壓或恒定功率等)。諸如“包含”和“包括”之類的用語(yǔ)表示除了具有在說(shuō)明書和權(quán)利要求書中有直接和明確表述的單元和步驟以外，本發(fā)明的技術(shù)方案也不排除具有未被直接或明確表述的其它單元和步驟的情形。諸如“第一”和“第二”之類的用語(yǔ)并不表示單元在時(shí)間、空間、大小等方面的順序而僅僅是作區(qū)分各單元之用。以下借助附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。發(fā)光二極管燈芯圖1為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管燈芯的示意圖。按照本實(shí)施例的發(fā)光二極管燈芯10包括散熱部件110、多個(gè)發(fā)光二極管單元120以及驅(qū)動(dòng)電源(未畫出)。在圖1所示的實(shí)施例中，散熱部件110為殼體形狀，其全部由絕緣導(dǎo)熱材料(例如陶瓷或?qū)峤^緣高分子復(fù)合材料)構(gòu)成，但是散熱部件110僅僅一部分由絕緣導(dǎo)熱材料構(gòu)成也是可行的和有益的(例如當(dāng)采用少量絕緣導(dǎo)熱材料就能夠滿足將熱量傳導(dǎo)給紅外輻射材料的需求并且需要降低材料成本時(shí))。如前面所述，在本發(fā)明中，主要借助熱輻射的方式將發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的熱量散發(fā)到環(huán)境中去。為此，在圖1所示實(shí)施例中，在散熱部件110的整個(gè)外表面覆蓋紅外輻射材料(例如諸如碳化硅之類的常溫紅外陶瓷輻射材料)，但是可選地，也可以僅在散熱部件110的一部分表面覆蓋紅外輻射材料。例如可以僅在散熱部件110的外表面覆蓋紅外輻射材料；或者如果紅外輻射材料是非絕緣材料時(shí)，應(yīng)避免在設(shè)置或靠近發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源的表面區(qū)域覆蓋紅外輻射材料。如果紅外輻射材料同時(shí)具有較好的絕緣導(dǎo)熱性能(例如碳化硅材料)，則散熱部件110可以全部由紅外輻射材料構(gòu)成?；蛘呖蛇x地，散熱部件110可以僅僅一部分(例如散熱部件上設(shè)置發(fā)光二極管單元或驅(qū)動(dòng)電路的部分以外的部分)由紅外輻射材料構(gòu)成，而其余部分則采用更便宜的、適合用作印刷電路板基板的絕緣導(dǎo)熱材料或其他材料。除非特別指明，下面將要描述的內(nèi)容都同時(shí)適用于紅外輻射材料覆蓋在散熱部件表面和紅外輻射材料構(gòu)成散熱部件本體這兩種情形。參見(jiàn)圖1，呈殼體狀的散熱部件110的側(cè)部外表面包含多個(gè)環(huán)形外凸部分以增加殼體的表面積，從而進(jìn)一步增強(qiáng)散熱部件的熱輻射能力。值得指出的是，散熱部件并不局限于殼體形狀，其例如還可以是實(shí)心的，此時(shí)可以考慮將發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源設(shè)置在散熱部件的外部。此外，散熱部件的外表面也可以采用其它形狀。圖2和3示出了外表面具有不同形狀的散熱部件。如圖2所示，散熱部件110的側(cè)部外表面上設(shè)置縱向延伸的凸塊以達(dá)到增加表面積的目的。而在圖3中，散熱部件110呈圓筒狀，其底部面積略小于頂部面積。參見(jiàn)圖1-3，多個(gè)發(fā)光二極管120被設(shè)置在散熱部件110的底部的外表面，它們與驅(qū)動(dòng)電源電氣連接。驅(qū)動(dòng)電源則被設(shè)置在散熱部件110的內(nèi)部，其經(jīng)由從散熱部件110延伸出來(lái)的第一引線130A和第二引線130B與外部電源(例如各種直流電源或交流電源)相連。當(dāng)將本實(shí)施例的燈芯安裝到照明裝置內(nèi)時(shí)，第一引線130A和第二引線130B分別與燈頭的第一電極區(qū)(例如燈頭的由導(dǎo)電材料構(gòu)成的端部)和第二電極區(qū)(例如燈頭側(cè)面由導(dǎo)電材料構(gòu)成的部分)電氣連接。如圖1-3所示，第二引線130B在引出散熱部件110后向上折返，從而在燈芯安裝到照明裝置內(nèi)時(shí)可抵靠住燈頭的內(nèi)側(cè)表面以實(shí)現(xiàn)電氣連接。在圖1-3所示的實(shí)施例中，散熱部件110的底部包含蓋板111。該蓋板111與散熱部件的其它部分可以處于分離狀態(tài)，也就是說(shuō)，如果需要，蓋板111與散熱部件的其它部分在空間上是可以分離的。例如，出于降低制造工藝難度的需要，可以先在蓋板111的表面安裝發(fā)光二極管單元120和驅(qū)動(dòng)電源，然后再將蓋板111與散熱部件的其余部分固定連接在一起(例如借助導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱的雙面膠片與其余部分粘合在一起)。雖然在本實(shí)施例中，蓋板111位于散熱部件110的底部，但是視實(shí)際應(yīng)用需要，也可以將蓋板111設(shè)于散熱部件的其它位置(例如側(cè)面)。圖4A和4B示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的安裝了發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電路之后的蓋板的示意圖，其中，圖4A示出了安裝發(fā)光二極管單元的表面的視圖，圖4B示出了安裝驅(qū)動(dòng)電源的表面的視圖。蓋板111采用絕緣導(dǎo)熱材料(例如陶瓷材料或?qū)峤^緣高分子復(fù)合材料等)或兼具絕緣導(dǎo)熱能力的紅外輻射材料(例如碳化硅)制成。參見(jiàn)圖4A和4B，發(fā)光二極管單元120和驅(qū)動(dòng)電源140分別設(shè)置在蓋板111的兩個(gè)表面11IA和11IB上，借助形成在兩個(gè)表面上的布線112和112’(例如通過(guò)在陶瓷材料上燒結(jié)銀漿圖案而形成布線層)，發(fā)光二極管單元120和驅(qū)動(dòng)電源140連接在一起。因此在圖4A和4B所示的實(shí)施例中，蓋板111 一方面相當(dāng)于印刷線路板，為發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源提供承載平臺(tái)和電氣連接，另一方面其還起著將發(fā)光二極管單元120和驅(qū)動(dòng)電源140所產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去的作用。優(yōu)選地，可以采用模具壓制法來(lái)制作陶瓷材料構(gòu)成的蓋板，這種方法制造的蓋板較厚(例如1.5-3mm)并且硬度高。在圖4A和4B所示的實(shí)施例中，發(fā)光二極管單元120采用管芯形式，它們通過(guò)粘附方式設(shè)置在蓋板111的表面IllA上以在LED單元120與蓋板111之間形成較好的熱傳導(dǎo)。另一方面，位于表面IllA上的布線112包含多個(gè)焊盤1121和走線1122A和1122B，發(fā)光二極管單元120通過(guò)引線113(例如金絲、銀絲或合金絲)直接連接至焊盤1121以形成串聯(lián)的發(fā)光二極管組，該發(fā)光二極管組兩端的發(fā)光二極管單元通過(guò)引線113連接至走線1122A和1122B，而走線1122A和1122B則經(jīng)穿越通孔114的導(dǎo)線115A和115B連接至位于蓋板111另一面IllB上的驅(qū)動(dòng)電源140。在本實(shí)施例中，可以利用綁定工藝實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管管芯經(jīng)引線到布線的連接。如果需要調(diào)整發(fā)光二極管單元120的發(fā)光波長(zhǎng)，可以用混合熒光粉的環(huán)氧樹(shù)脂或硅膠將發(fā)光二極管單元120粘附在表面IllA上，或者在發(fā)光二極管單元120的表面涂覆熒光層，再將其借助環(huán)氧樹(shù)脂或硅膠粘合到表面IllA上。參見(jiàn)圖4B，在蓋板111的另一表面IllB上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電源140。根據(jù)外部供電的方式，驅(qū)動(dòng)電源可采用各種拓?fù)浼軜?gòu)的電路，例如包括但不限于非隔離降壓型拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)、反激式拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)和半橋LLC拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)等。有關(guān)驅(qū)動(dòng)電源電路的詳細(xì)描述可參見(jiàn)人民郵電出版社2011年5月第I版的《LED照明驅(qū)動(dòng)電源與燈具設(shè)計(jì)》一書，該出版物以全文引用方式包含在本說(shuō)明書中。驅(qū)動(dòng)電源可以多種驅(qū)動(dòng)方式(例如恒壓供電、恒流供電和恒壓恒流供電等方式)向發(fā)光二極管單元120提供合適的電流或電壓，其可以由一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的部件組成。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電源中的一個(gè)或多個(gè)部件以晶片或封裝芯片的形式實(shí)現(xiàn)，以下將驅(qū)動(dòng)電源中以晶片或封裝芯片的形式實(shí)現(xiàn)的部件稱為“驅(qū)動(dòng)控制器”?？蛇x地，在驅(qū)動(dòng)電源120中還可以集成實(shí)現(xiàn)其它功能的電路，例如調(diào)光控制電路、傳感電路、功率因數(shù)校正電路、智能照明控制電路、通信電路和保護(hù)電路等。這些電路可以與驅(qū)動(dòng)控制器集成在同一半導(dǎo)體晶片或封裝芯片內(nèi)，或者這些電路可以單獨(dú)地以半導(dǎo)體晶片或封裝芯片的形式提供，或者這些電路中的一些或全部可以組合在一起并以半導(dǎo)體晶片或封裝芯片的形式提供。如圖4B所示，接線柱141A和141B分別與圖1_3所示實(shí)施例中的第一和第二引線130A和130B電氣連接，由此使得外部電源(例如各種直流電源或交流電源)接入整流電路142 (在這里以集成電路封裝芯片的形式實(shí)現(xiàn))，而驅(qū)動(dòng)電路143 (在這里以集成電路封裝芯片的形式實(shí)現(xiàn)，例如可以是美信(Maxim)集成產(chǎn)品公司制造的LED驅(qū)動(dòng)器MAX16820、恩智浦(NXP)半導(dǎo)體公司制造的反激式驅(qū)動(dòng)器SSL系列控制IC、Clare公司制造的HB LED驅(qū)動(dòng)器MXHV9910、安森美公司制造的LED驅(qū)動(dòng)器NCP1351、Active半導(dǎo)體公司制造的LED驅(qū)動(dòng)器ACT355A等)經(jīng)表面IllB上的布線112’與整流電路142電氣連接。驅(qū)動(dòng)電路143還經(jīng)布線112’與電容器144A和144B以及實(shí)現(xiàn)其它功能的電路(這里以無(wú)線通信收發(fā)器芯片145為例)電氣連接。參見(jiàn)圖4B，驅(qū)動(dòng)電源140的輸出端經(jīng)穿越通孔114的導(dǎo)線115A和115B與位于蓋板表面IllA上的發(fā)光二極管單元120電氣連接。在圖4A和4B所示的實(shí)施例中，對(duì)于封裝芯片形式的驅(qū)動(dòng)控制器和實(shí)現(xiàn)其它功能的電路，例如可以利用焊接工藝將其直接連接到表面IllB的布線112’上，而對(duì)于晶片形式的驅(qū)動(dòng)控制器和實(shí)現(xiàn)其它功能的電路，例如可以利用綁定工藝或在板上倒裝芯片(FCOB)工藝將其直接連接到表面IllB的布線112’上。此外，可選地，也可以采用將整流電路142之類的電源變換元器件與驅(qū)動(dòng)電路143集成在一個(gè)封裝芯片內(nèi)的結(jié)構(gòu)。值得指出的是，雖然在圖4A和4B所示的實(shí)施例中，利用綁定工藝將管芯形式的發(fā)光二極管單元120直接連接到布線112上，但是也可以利用在板上倒裝芯片(FCOB)工藝將發(fā)光二極管管芯與布線電氣連接。此外，雖然在圖4A和4B所實(shí)施例中，發(fā)光二極管單兀120以串聯(lián)方式連接在一起，但是也可以并聯(lián)、混聯(lián)或交叉陣列的形式連接在一起。還需要指出的是，上述蓋板結(jié)構(gòu)并非是必需的?？蛇x地，散熱部件110也可以是一體成型的構(gòu)件。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，為了便于裝配，驅(qū)動(dòng)電源可以采用物理上獨(dú)立的電路模塊的形式(例如被塑封為一個(gè)獨(dú)立的部件)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)該電路模塊可被設(shè)置于散熱部件110的內(nèi)部空間并且與發(fā)光二極管單體120電氣連接在一起。圖5為按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的裝了發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電路之后的蓋板的示意圖。與上述借助圖4A和4B所示的實(shí)施例相比，本實(shí)施例的主要不同之處在于發(fā)光二極管單元120的形式，因此這里僅示出設(shè)置發(fā)光二極管單元的蓋板表面的視圖。參見(jiàn)圖5，在蓋板111的表面IllA上形成布線112，采用封裝芯片形式的發(fā)光二極管單元120被焊接在布線112上從而與蓋板111之間形成熱傳導(dǎo)。為了加強(qiáng)熱傳導(dǎo)，例如還可以用粘合劑將LED單元120粘合在表面IllA上。在圖5中，布線112分為多段以將多個(gè)LED單體120依次串聯(lián)連接在一起。此外，在蓋板111的中央開(kāi)設(shè)有通孔114，布線112借助穿越通孔114的導(dǎo)線115A和115B電氣連接至設(shè)置于蓋板111的另一表面上的驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)控制器或者位于散熱部件111內(nèi)部的電路模塊形式的驅(qū)動(dòng)電源。照明裝置圖6為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置的分解示意圖。如圖6所示，按照本實(shí)施例的照明裝置I包括發(fā)光二極管燈芯10、燈頭20和燈罩30。在圖6所示的實(shí)施例中，發(fā)光二極管燈芯10可以采用上面結(jié)合圖1-5所描述的實(shí)施例及其它們的變化形式。燈頭20為發(fā)光二極管燈芯10提供了與外部電源(例如各種直流電源或交流電源)電氣連接的接口，其例如可采用與普通白熾燈和節(jié)能燈類似的螺紋狀旋接口或旋轉(zhuǎn)卡口等形式。燈罩30采用透明或半透明材料制成，主要作用在于保護(hù)光源和功能電路以及使光線更柔和、更均勻地向空間發(fā)散。參見(jiàn)圖6，燈罩30可以與燈頭20固定在一起，從而形成可容納發(fā)光二極管燈芯10的空間。如上所述，發(fā)光二極管燈芯10借助熱輻射的方式將LED單元和驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的熱量散發(fā)到環(huán)境中去，因此應(yīng)選擇對(duì)紅外輻射的透過(guò)率能滿足實(shí)際應(yīng)用需求的材料來(lái)制作燈罩(例如玻璃等)。圖7為圖6所示采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置的剖視圖，其示出了發(fā)光二極管燈芯10、燈頭20和燈罩30裝配在一起后的狀態(tài)。參見(jiàn)圖6和7，燈頭20包括由諸如金屬之類的導(dǎo)電材料制成的端部210、絕緣部分220和外表面呈螺紋狀的、由導(dǎo)電材料制成的螺紋部分230，其中，絕緣部分220設(shè)置在端部210與螺紋部分230之間，其可采用塑料之類的絕緣材料制成。端部210和螺紋部分230分別適于與燈座(未畫出)的兩個(gè)電極相連接。繼續(xù)參見(jiàn)圖6和7，發(fā)光二極管燈芯10的散熱部件110的上端部116插入燈頭20內(nèi)并且與燈頭20的內(nèi)底面和/或內(nèi)側(cè)面通過(guò)粘合劑(例如膠泥)固定在一起，第一引線130A延伸至與端部210相接，而第二引線130B在伸出散熱部件110之后向下折返并抵靠住螺紋部分230的內(nèi)表面，由此外部電源可經(jīng)燈頭20向發(fā)光二極管燈芯10供電。發(fā)光二極管燈芯10、燈頭20和燈罩30例如可通過(guò)粘合方式固定在一起，從而實(shí)現(xiàn)如圖7所示的裝配狀態(tài)。在該裝配狀態(tài)下，燈罩310的開(kāi)口端310伸入螺紋部分230內(nèi)部并且與散熱部件110的外表面固定在一起。此外，通過(guò)在螺紋部分230與開(kāi)口端310之間的空隙內(nèi)填充粘合劑，可以將開(kāi)口端310與的螺紋部分230的內(nèi)表面固定在一起。如圖6和7所示，散熱部件110的外表面形成有臺(tái)階117，當(dāng)在裝配狀態(tài)下時(shí)，該臺(tái)階117可為燈罩30提供支承；此外，燈罩30的開(kāi)口端310向內(nèi)收縮以使其內(nèi)表面與散熱部件110的外表面的接觸面積增大，從而提高了發(fā)光二極管燈芯10、燈頭20和燈罩30之間的結(jié)合強(qiáng)度?？蛇x地，當(dāng)燈罩30的開(kāi)口端未收口而導(dǎo)致外徑較大時(shí)，也可以考慮將燈罩30完全設(shè)置在螺紋部分230之外。在這種布置下，為了使發(fā)光二極管燈芯10、燈頭20和燈罩30三者固定在一起，可先使燈罩30與散熱部件110固定在一起(例如將開(kāi)口端310的邊沿和部分內(nèi)表面與散熱部件110的外表面粘合)，然后將散熱部件110與螺紋部分230固定在一起(例如將散熱部件110的上端部116插入燈頭20內(nèi)并且與燈頭20的內(nèi)底面和/或側(cè)面粘合)。當(dāng)將圖6和7所示實(shí)施例的照明裝置I的燈頭20插入燈座后，發(fā)光二極管燈芯10的驅(qū)動(dòng)電源(未畫出)即可電氣連接至外部電源，將外部電力(例如220V交流電或者6V/12V/24V直流電)轉(zhuǎn)換為發(fā)光二極管單元130工作所需的電流和/或電壓。另一方面，發(fā)光二極管單元130和驅(qū)動(dòng)電源工作時(shí)產(chǎn)生的熱量基本上以熱傳導(dǎo)的方式被傳遞到散熱部件110，上述熱量進(jìn)而被散熱部件110吸收并且主要轉(zhuǎn)換為紅外線后透過(guò)燈罩30發(fā)射到環(huán)境中去。圖8為按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置的剖視圖。與上述借助圖6和7所示的實(shí)施例相比，本實(shí)施例的主要不同之處在于發(fā)光二極管燈芯10、燈頭20和燈罩30三者之間的結(jié)合部位的布置以及散熱部分110的外表面形狀，因此這里僅示出照明裝置的剖視圖，并且省略描述與圖6和7所示的實(shí)施例相同的方面。參見(jiàn)圖8，燈頭20的螺紋部分230在開(kāi)口端附近向內(nèi)略微收縮，而發(fā)光二極管燈芯10的散熱部件110的上部的外表面上也形成有臺(tái)階117，當(dāng)散熱部件110裝入螺紋部分230內(nèi)之后，螺紋部分230開(kāi)口端的內(nèi)邊沿恰好阻擋住臺(tái)階117，以阻止散熱部件110的上部從螺紋部分230滑出。另一方面，當(dāng)燈罩30的開(kāi)口端310插入散熱部件110與螺紋部分230之間時(shí)，螺紋部分230的開(kāi)口端的外邊沿可為燈罩30提供支承。在圖8所示的實(shí)施例中，為了使發(fā)光二極管燈芯10、燈頭20和燈罩30之間的結(jié)合具有足夠的強(qiáng)度，可以采用下列方式:首先在螺紋部分230的內(nèi)表面涂覆粘合劑(例如膠泥)，接著將發(fā)光二極管燈芯10的散熱部件110和燈罩30的開(kāi)口端310裝配到螺紋部分230內(nèi)的相應(yīng)位置，最后使粘合劑固化以使發(fā)光二極管燈芯10、燈頭20和燈罩30固定在一起。雖然在上面借助圖6-8描述的實(shí)施例中都以結(jié)構(gòu)類似于普通白熾燈的球泡燈(bulb-type lamp)作為照明裝置的示例，但是對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在閱讀本說(shuō)明書之后將會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的上述內(nèi)容也可以應(yīng)用于其它類型的照明裝置，它們例如包括但不限于LED射燈、LED筒燈和LED日光燈等。雖然已經(jīng)展現(xiàn)和討論了本發(fā)明的一些方面，但是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)至IJ，可以在不背離本發(fā)明原理和精神的條件下對(duì)上述方面進(jìn)行改變，因此本發(fā)明的范圍將由權(quán)利要求以及等同的內(nèi)容所限定。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管燈芯，其特征在于，包括: 至少一個(gè)發(fā)光二極管單元； 驅(qū)動(dòng)電源，其與所述發(fā)光二極管單元電氣連接；以及 承載所述發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源的散熱部件，其至少一部分表面以紅外輻射材料覆蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈芯，其中，所述散熱部件由絕緣導(dǎo)熱材料構(gòu)成或者包含絕緣導(dǎo)熱材料構(gòu)成的部分，所述絕緣導(dǎo)熱材料為陶瓷材料或?qū)峤^緣高分子復(fù)合材料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管燈芯，其中，所述紅外輻射材料為常溫紅外陶瓷輻射材料。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管燈芯，其中，所述常溫紅外陶瓷輻射材料選自下列材料中的至少一種:氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鈦、氧化硅、氧化鉻、氧化鐵、氧化錳、氧化鋯、氧化鋇、堇青石、莫來(lái)石、碳化硼、碳化硅、碳化鈦、碳化鑰、碳化鎢、碳化鋯、碳化鉭、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、氮化鋯、氮化鈦、硅化鈦、硅化鑰、硅化鎢、硼化鈦、硼化鋯和硼化鉻。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管燈芯，其中，所述散熱部件呈殼體形狀，所述發(fā)光二極管單元設(shè)置在所述殼體的外表面并且所述驅(qū)動(dòng)電源設(shè)置在所述殼體的內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管燈芯，其中，所述驅(qū)動(dòng)電源采用電路模塊的形式，并且在所述殼體的內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。`
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管燈芯,其中,所述殼體包含蓋板,在其內(nèi)表面和外表面上形成布線層以在所述發(fā)光二極管單元與所述驅(qū)動(dòng)電源之間提供電氣連接。
8.一種發(fā)光二極管燈芯，其特征在于，包括: 至少一個(gè)發(fā)光二極管單元； 驅(qū)動(dòng)電源，其與所述發(fā)光二極管單元電氣連接；以及 承載所述發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源的散熱部件，其由紅外輻射材料構(gòu)成或者包含由紅外輻射材料構(gòu)成的部分。
9.一種采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置，其特征在于，包括: 燈頭； 燈罩；以及 發(fā)光二極管燈芯，包括: 至少一個(gè)發(fā)光二極管單元； 驅(qū)動(dòng)電源，其與所述發(fā)光二極管單元電氣連接；以及 承載所述發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源的散熱部件，其至少一部分表面以紅外輻射材料覆蓋并且被設(shè)置在由所述燈頭和所述燈罩限定的空間內(nèi)。
10.一種采用發(fā)光二極管作為光源的照明裝置，其特征在于，包括: 燈頭； 燈罩；以及 發(fā)光二極管燈芯，包括:至少一個(gè)發(fā)光二極管單元； 驅(qū)動(dòng)電源，其與所述發(fā)光二極管單元電氣連接；以及 承載所述發(fā)光二極管單元和驅(qū)動(dòng)電源的散熱部件，其由紅外輻射材料構(gòu)成或者包含由紅外輻射材料構(gòu) 成的部分，并且被設(shè)置在由所述燈頭和所述燈罩限定的空間內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)，特別涉及一種高度集成化的發(fā)光二極管燈芯和包含該發(fā)光二極管燈芯的照明裝置。本發(fā)明的照明裝置具有散熱效率高、制造工藝簡(jiǎn)單和制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。按照本發(fā)明的實(shí)施例，照明裝置包括燈頭、燈罩和設(shè)置在由燈頭和燈罩限定的空間內(nèi)的發(fā)光二極管燈芯。
文檔編號(hào)F21S2/00GK103185236SQ20111046236
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者李文雄, 趙依軍 申請(qǐng)人:李文雄, 趙依軍