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      Led燈具的制作方法

      文檔序號(hào):6789173閱讀:168來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:Led燈具的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具,尤其一種透過(guò)一第一膠體設(shè)在一基板的凹槽與復(fù)數(shù)LED芯片間,及一第二膠體設(shè)在該基板對(duì)接的一透鏡與第一膠體之間的結(jié)合設(shè)計(jì),使得有效增加整體出光效率及散熱效率的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具。
      背景技術(shù)
      近年來(lái),隨著發(fā)光二極管(Light-emittingdiode,以下簡(jiǎn)稱LED)新興照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,使LED在亮度、功率、壽命、耗電量、反應(yīng)速率等方面已經(jīng)超過(guò)或接近傳統(tǒng)燈泡的節(jié)能光源,以使LED目前已漸漸開(kāi)始取代傳統(tǒng)燈泡,其中以大功率LED在路燈、景觀、洗墻、室內(nèi)照明等領(lǐng)域早已經(jīng)大量廣泛應(yīng)用。而目前已在市面上推出單顆大功率LED芯片的最大功率為5瓦(W),而在路燈等大功率應(yīng)用領(lǐng)域,通常是上百個(gè)大功率LED或者上千個(gè)0.1瓦(W)左右低功率封裝的LED組合在一起形成一 LED模組,來(lái)達(dá)到所需的光通量及照度,但相對(duì)的LED模組的尺寸需較大,且其所需的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為復(fù)雜,進(jìn)而直接限制了它的應(yīng)用范圍。另外,由于單顆LED封裝熱阻可以做到小于每瓦攝氏12度,但是因復(fù)數(shù)顆LED集成后的前述LED模組的熱阻卻很難控制,使得LED模組內(nèi)各LED芯片在長(zhǎng)時(shí)間的工作下,因前述熱阻無(wú)法穩(wěn)定的控制,以導(dǎo)致LED芯片的結(jié)溫超過(guò)允許范圍而損害LED芯片的性能及縮短壽命,如LED芯片的發(fā)光效率降低、發(fā)光波長(zhǎng)變短等。此外,由于分散的點(diǎn)光源,給具體應(yīng)用時(shí)的外部光學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)帶來(lái)很大難度,所以使得很難得到一個(gè)理想的光束分布。并且,由于LED燈具中是利用多顆LED芯片集成所述LED模組作為光源得到了廣泛的關(guān)注及應(yīng)用,且其雖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、導(dǎo)熱介面少、發(fā)光面小且集中及易于配光設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn);但由于LED模組的熱功率密度大,容易有聚熱的效應(yīng)難以解決,因此LED燈具需考慮LED模組的散熱管理,且LED模組在各種不同的應(yīng)用場(chǎng)合需要不同的配光,如一般常用的LED燈具上加裝二次配光透鏡,以讓整個(gè)LED燈具所發(fā)出的光能滿足設(shè)計(jì)需求,可是卻延伸另一問(wèn)題,即光在LED模組外部介面及配光透鏡內(nèi)部介面上反射或散射會(huì)影響LED燈具的出光效率。以上所述,習(xí)知技術(shù)中具有下列的缺點(diǎn):1.散熱不佳;2.出光效率不佳;3.散熱面積有限。因此,有鑒于上述習(xí)用品所衍生的各項(xiàng)缺點(diǎn),本案的發(fā)明人遂竭其心智,以從事該行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn),潛心研究加以創(chuàng)新改良,終于成功研發(fā)完成本件“具有發(fā)光及散熱效率增 進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具”案,實(shí)為一具功效增進(jìn)的創(chuàng)作。

      發(fā)明內(nèi)容
      故,為有效解決上述的問(wèn)題,本發(fā)明的主要目的,是提供一種通過(guò)一第一膠體設(shè)在一基板的凹槽與復(fù)數(shù)LED芯片間,及一第二膠體設(shè)在該基板對(duì)接的一透鏡與第一膠體之間的結(jié)合設(shè)計(jì),得有效增進(jìn)整體出光(或發(fā)光)效率及散熱效率的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的次要目的,是提供一種具有增進(jìn)出光效率及提升散熱效果的LED燈具。本發(fā)明的次要目的,是提供一種具有增加散熱面積的LED燈具。為達(dá)上述目的,本發(fā)明是提出一種具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu),其包括:復(fù)數(shù)LED芯片;一基板具有一凹槽,該凹槽容設(shè)有該LED (Light-emitting diode)芯片,并該基板對(duì)接一透鏡;一第一膠體是設(shè)在該凹槽與前述LED芯片間;及一第二膠體則設(shè)在該透鏡與第一膠體間,并所述第一膠體與第二膠體及該LED芯片是包覆在該凹槽內(nèi),且與該基板及透鏡結(jié)合一體,亦此通過(guò)本發(fā)明的基板、透鏡、LED芯片及第一、二膠體的結(jié)合一體設(shè)計(jì),使得不但有效增加散熱效率,更進(jìn)而有效增加(或提升)出光效率。本發(fā)明另提出一種具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu),該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)LED芯片、一基板、一第一膠體及一第二膠體,其中該基板端面設(shè)有至少一框架,該框架彼此間界定一凹槽,該凹槽是容設(shè)有前述LED芯片,并且該基板對(duì)接一透鏡,而該第一膠體是設(shè)在該凹槽內(nèi)并包覆該LED芯片,該第二膠體則設(shè)在該透鏡與第一膠體之間,且其位在該框架與第一膠體之上方處,并所述透鏡罩蓋該框架,以與該基板結(jié)合一體,所以通過(guò)前述第一、二膠體有效增進(jìn)整體出光效率及散熱效率。本發(fā)明另提出一種LED燈具,是包括一 LED模組、一基座及一散熱模組,該LED模組包含復(fù)數(shù)LED芯片、一基板、一第一膠體及一第二膠體,其中該基板具有一凹槽容設(shè)復(fù)數(shù)LED芯片,并該基板對(duì)接一透鏡,該第一膠體是設(shè)在前述凹槽與LED芯片間,該第二膠體則設(shè)在該透鏡與第一膠體間,而前述基座具有一容置槽,該容置槽容設(shè)有LED模組,前述散熱模組具有復(fù)數(shù)導(dǎo)熱管穿接該基座,所以通過(guò)該第一、二膠體不僅能夠增加整體出光及散熱效率外,又可透過(guò)該等導(dǎo)熱管增加整體散熱面積及散熱效果。


      圖1是本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的剖面示意圖;圖2是本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的基座立體示意圖;圖3是本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的實(shí)施態(tài)樣示意圖;圖4是本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的剖面示意圖;圖5是本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的另一剖面示意圖;圖6是本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例的基座俯視圖;圖7是本發(fā)明的第四較佳實(shí)施例的剖面示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明:I — LED 模組;10 — LED 芯片;11 —基板;111 —凹槽;112 —第一容置部;113 —第二容置部;115 —框架;13 —透鏡;131 —第一隆起部;132 —第二隆起部;133 —凹處;14 —蓋板;141 —抵壓件;142 —穿孔;2 — LED燈具;3 —固定件;41 —第一膠體;42 —第二膠體;5 —基座;51 —細(xì)孔;52 —容置槽;53 —散熱鰭片;55 —對(duì)流孔;56 —線路;6 —散熱模組;61 —導(dǎo)熱管;8 —燈具殼體;9_螺紋部。
      具體實(shí)施例方式本發(fā)明之上述目的及其結(jié)構(gòu)與功能上的特性,將依據(jù)所附圖式的較佳實(shí)施例予以說(shuō)明。請(qǐng)一并參閱圖1、2、3所示,其分別顯示了本發(fā)明的具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具,在本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例中,該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)LED (Light-emitting diode,發(fā)光二極管,簡(jiǎn)稱LED)芯片10、一基板11、一第一膠體41及一第二膠體42,前述基板11是以純銅材質(zhì)所制成,且其具有一凹槽111,該凹槽111容設(shè)有前述LED芯片10,一透鏡13對(duì)接該基板11并罩蓋在該基板11的凹槽111上方處,與該基板11緊密貼觸一起,該透鏡13的材質(zhì)是選擇為硅膠、硅樹(shù)脂、光學(xué)PC、玻璃及亞克力其中任一;另者,前述透鏡13的折射率小于該第一、二膠體41、42的折射率。前述第一膠體41是為硅膠,且其是設(shè)在該凹槽111與該LED芯片10間,以利用硅膠其自身特性能有效保留原有對(duì)可見(jiàn)光譜的高透光率與透明性,及減少了光路中的折射率變化,進(jìn)而有助于提升LED燈具2整體出光效率,如可提高LED燈具2效率10 % 20 %。前述第二膠體42是選擇為透明硅膠及散熱液其中任一,若該第二膠體42為散熱液時(shí)是用以增加發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)整體的散熱效果,以有效降低LED芯片10的溫度;若該第二膠體42為透明娃膠時(shí)則用以改善LED芯片10發(fā)出的白光的色溫(color temperature)在不同出光角度上的分布均勻性,且所述透明硅膠的折射率小于1.43。此外,于本較佳實(shí)施例,該第二膠體42是以透明硅膠做說(shuō)明,但并不局限于此,特此說(shuō)明。前述第二膠體42設(shè)在該透鏡13與第一膠體41之間,并與該第一膠體41及該LED芯片10包覆在該凹槽111內(nèi),進(jìn)而與該基板11及透鏡13結(jié)合一體構(gòu)成一 LED模組I (即所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu))。前述凹槽111更具有一第一容置部112及一第二容置部113,該第一容置部112是容置有前述LED芯片10與該第一膠體41,該第二容置部113則容置有前述第二膠體42,并相對(duì)該第一容置部112 ;而前述透鏡13與基板11間是設(shè)有一蓋板14,該蓋板14的一側(cè)凸伸設(shè)有一抵壓件141抵壓固定在該透鏡13上,前述抵壓件141是從相對(duì)該透鏡13方向延伸構(gòu)成;前述蓋板14具有至少一穿孔142供一固定件3 (如螺絲)貫穿,并通過(guò)該固定件3與基板11鎖固一起。請(qǐng)復(fù)參閱圖1、2、3所示,前述LED燈具2包括所述LED模組1、一基座5及一散熱模組6,該基座5是以純銅材料所制成,其材料為純度大于99.9%的銅,并在銅表面鍍銀,并該基座5具有一容置槽52用以容設(shè)該LED模組1,并以表面貼裝(或粘著)技術(shù)(SurfaceMounting Technolegy,簡(jiǎn)稱SMT),令該LED模組I與該基座5結(jié)合成一體。而前述散熱模組6具有復(fù)數(shù)導(dǎo)熱管61,該等導(dǎo)熱管61穿接該基座5,以使LED模組I產(chǎn)生的熱量經(jīng)由該基座5傳導(dǎo)至該等導(dǎo)熱管61,再通過(guò)該等導(dǎo)熱管61引導(dǎo)至外界熱交換,以有效達(dá)到絕佳的散熱效果。前述基座5更具有呈蜂窩狀的復(fù)數(shù)細(xì)孔51,該等細(xì)孔51是形成在該容置槽52的任一側(cè)或多個(gè)側(cè)面,并連通該容置槽52,于本較佳實(shí)施例,該等細(xì)孔51設(shè)在所述容置槽52內(nèi)的周側(cè)及底側(cè)上做說(shuō)明,但并不局限于此,于本發(fā)明實(shí)際實(shí)施時(shí),亦可依使用需求及LED燈具2空間的設(shè)計(jì)選擇設(shè)在該容置槽52內(nèi)的周側(cè)或底側(cè)上,或是設(shè)在該容置槽52內(nèi)的周側(cè)及底側(cè)上。該等每一導(dǎo)熱管61分別對(duì)接該等每一細(xì)孔51,且連通各該細(xì)孔51與容置槽52 ;前述容置槽52內(nèi)設(shè)有一第三膠體(圖中未示),該第三膠體是為硅膠,其浸入至該等細(xì)孔51及前述導(dǎo)熱管61之間,以使該第三膠體從該容置槽52內(nèi)的各該細(xì)孔51浸潤(rùn)至各該導(dǎo)熱管61內(nèi),以增加該第三膠體與該基座5的接觸面積,以有效降低LED模組I在正面的散熱路徑中的有效熱阻,進(jìn)而擴(kuò)大傳熱面積。
      請(qǐng)一并參閱圖1、3所示,前述導(dǎo)熱管61更連接一燈具殼體8,進(jìn)而與前述基座5結(jié)合成一體,當(dāng)前述LED模組I發(fā)出可見(jiàn)光時(shí),伴隨LED芯片10的光源產(chǎn)生熱量,其中前述光源依序通過(guò)該第一膠體41、第二膠體42,并通過(guò)前述第一、二膠體41、42自身的特性,來(lái)增加發(fā)光效率,并在前述光源通過(guò)該第二膠體42后,經(jīng)由該透鏡13將光源投射出去外界;該等LED芯片10所產(chǎn)生的熱量,透過(guò)該容置槽52內(nèi)的第三膠體將前述熱量分別引導(dǎo)至所述導(dǎo)熱管61及基座5上,使得部分熱量傳導(dǎo)到該基座5上散熱,但絕大部分的熱量則通過(guò)該等導(dǎo)熱管61傳導(dǎo)到該燈具殼體8上,以透過(guò)較大的散熱面積來(lái)散熱,有效增進(jìn)LED燈具2整體的出光效率,進(jìn)而達(dá)到絕佳的散熱效果。請(qǐng)參閱圖4、5所示,是本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例,該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)LED (Light-emitting diode,簡(jiǎn)稱 LED)芯片 10、一基板 11、一第一膠體 41 及一第二膠體42,前述基板11端面設(shè)有至少一框架115 (優(yōu)選地,設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的框架115)由環(huán)氧樹(shù)脂制成,該框架115彼此間界定一凹槽111,該凹槽111容設(shè)有前述LED芯片10,并該基板11對(duì)接一呈波浪狀的透鏡13,該透鏡13罩蓋并包覆該基板11的框架115,并與該基板11緊密貼觸一起;其中該透鏡13的材質(zhì)是選擇為硅膠、硅樹(shù)脂、光學(xué)PC、玻璃及亞克力其中任一。前述第一膠體41是為硅膠,其折射率介于1.43至1.58之間,通過(guò)硅膠的特性,除了保留原有對(duì)可見(jiàn)光譜的高透光率與透明性,并減少了光路中的折射率變化;該第一膠體41是采用模鑄法(Molding)的方式形成在該凹槽111內(nèi)包覆該LED芯片10。該第二膠體42是為透明硅膠,用以改善LED芯片10發(fā)出的白光的色溫(colortemperature)在不同出光角度上的分布均勻性,且所述透明硅膠的折射率小于1.43,如
      應(yīng)用菲涅爾公式計(jì)算,在正入射時(shí),根據(jù)前述菲涅爾公式,自然光的反射比由A= —-,
      \n + l)
      n=n2/Ii1 計(jì)算 ο而LED膠面折射率1.5 1.58,空氣折射率n2 ^ 1.0,透鏡13折射率1.48 1.6 ;經(jīng)上述計(jì)算后,可知所述第二膠體42的折射率n4 ^ 1.4。前述第二膠體42設(shè)在該透鏡13與第一膠體41之間,并位在該框架115與第一膠體41之上方處,即前述第二膠體42是采用模鑄法(Molding)的方式形成在第一膠體41之上方處,且恰位于框架115之中央位置處,并前述透鏡13罩蓋該框架115,以與該基板11結(jié)合一體,以構(gòu)成一 LED模組I (即所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu))。請(qǐng)復(fù)參閱圖4、5所示,該透鏡13是相對(duì)該凹槽111,并具有一第一隆起部131及一第二隆起部132,該第一隆起部131與第二隆起部132之間形成一凹處133 ;而前述基板11是固設(shè)在一由鋁材制成的基座5上,且所述基板11與基座5之間的固定方式,是采用表面貼裝技術(shù)(Surface Mounting Technology,簡(jiǎn)稱SMT);并前述基座5內(nèi)埋設(shè)有至少一線路56,該每一線路56的一端分別電性連接該基板11,其另一端則電連接該基座5。將該基座5容置固定在一 LED燈具上(圖中未示),當(dāng)所述LED模組I的LED芯片10發(fā)出光源時(shí),前述光源是依序通過(guò)該第一膠體41、第二膠體42,并通過(guò)前述第一、二膠體41、42的特性,增加發(fā)光效率,并在前述光源通過(guò)該第二膠體42后,通過(guò)該透鏡13將光源投射出去外界,以有效提高輸出白光的色溫及顯色系數(shù),進(jìn)而提升出光效率者。請(qǐng)參閱圖4、6所示,是本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例,該較佳實(shí)施例大致與前第二較佳實(shí)施例相同,在此不另外贅述相同處,第三較佳實(shí)施例的不同處在于:前述基座5更具有復(fù)數(shù)散熱鰭片53及一容置槽52,該等散熱鰭片53從該基座5的周側(cè)向外延伸形成,且各個(gè)散熱鰭片53之間界定有對(duì)流孔55,而前述容置槽52是供所述LED模組I容設(shè),當(dāng)前述LED芯片10發(fā)出光源的時(shí)候伴隨熱量的產(chǎn)生,通過(guò)該基座5吸收前述熱量,并傳導(dǎo)至該等散熱鰭片53,進(jìn)而通過(guò)該對(duì)流孔55與外面的流體進(jìn)行熱交換散熱令LED模組I維持在較佳的工作溫低(即較低的工作溫度),以有效增進(jìn)發(fā)光效率及散熱效果。請(qǐng)參閱圖7所示,是本發(fā)明的第四較佳實(shí)施例,該較佳實(shí)施例大致與前第二較佳實(shí)施例相同,在此不另外贅述相同處,第四較佳實(shí)施例不同處在于:前述基座5相反該基板11的端面設(shè)有一螺紋部9,該螺紋部9的一端固接該基座5,其自由端與匹配對(duì)應(yīng)的一 LED燈具(圖中未示)相鎖合;并且前述每一線路56的一端分別電性連接該基板11,而各線路56的另一端則分別與該螺紋部9 一端及其另一端相電性連接。以上所述,本發(fā)明是一種具有發(fā)光及散熱效率增進(jìn)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其LED燈具,其具有下列優(yōu)點(diǎn):1.具有提升出光(或發(fā)光)效率;2.具有提升散熱效果;3.具有提高輸出白光的色溫及顯色系數(shù);4.具有增加散熱面積。以上所述,僅為本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例,本發(fā)明的特征并不局限于此,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明領(lǐng)域內(nèi),可輕易思及的變化或修飾,皆應(yīng)涵蓋在以下本發(fā)明的權(quán)利要求中。
      權(quán)利要求
      1.一種LED燈具,其特征在于,包括: 一 LED模組,所述LED模組包含復(fù)數(shù)LED芯片,及一基板具有一凹槽容設(shè)有該等LED芯片,并對(duì)接一透鏡,及一第一膠體與一第二膠體,該第一膠體是設(shè)在該凹槽與LED芯片間,該第二膠體則設(shè)在該透鏡與該第一膠體間; 一基座,具有一容置槽以容設(shè)該LED模組;及 一散熱模組,具有復(fù)數(shù)導(dǎo)熱管穿接該基座。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具,其中該基座還具有呈蜂窩狀的復(fù)數(shù)細(xì)孔,其貫通形成在該容置槽的任意一側(cè)或多個(gè)側(cè)面上,并該導(dǎo)熱管對(duì)接該細(xì)孔,且連通該細(xì)孔與該容置槽。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED燈具,其中該容置槽內(nèi)設(shè)有一第三膠體浸入至該等細(xì)孔及前述導(dǎo)熱管之間。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED燈具,其中該第三膠體是為硅膠。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈具,其中該導(dǎo)熱管與基座間設(shè)有一燈具殼體,該等導(dǎo)熱管貫穿該基座及燈具殼體結(jié)合一體。
      全文摘要
      本發(fā)明是一種LED燈具,該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)LED芯片、一基板、一第一膠體及一第二膠體,該基板具有一凹槽容設(shè)有前述LED芯片,并該基板對(duì)接一透鏡,該第一膠體是設(shè)在凹槽與LED芯片間,該第二膠體則設(shè)在該透鏡與第一膠體之間,并前述第一、二膠體及LED芯片是包覆在該凹槽內(nèi),且與該基板及透鏡結(jié)合一體,所以透過(guò)該第一、二膠體,不僅有效增進(jìn)整體發(fā)光(或出光)效率,進(jìn)而又有效提升散熱效率。
      文檔編號(hào)H01L33/64GK103148387SQ20131005868
      公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
      發(fā)明者李上賓 申請(qǐng)人:安德瑞國(guó)際有限公司
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