專利名稱：一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具及其制備方法
一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具及其制備方法 [技術(shù)領(lǐng)域]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種高效散熱結(jié)構(gòu) 的半導(dǎo)體照明燈具及其制備方法。 [技術(shù)背景]半導(dǎo)體照明，即采用高亮度的發(fā)光二極管LED (Light Emitting Diode)制作而成的固體光源，具有長(zhǎng)壽命、節(jié)能、環(huán)保、微型化等 許多優(yōu)點(diǎn)，特別是白光LED光源的發(fā)光效率已超過(guò)代傳統(tǒng)的白熾燈和 熒光燈的發(fā)光效率。LED作為照明應(yīng)用，其發(fā)展趨勢(shì)是向高發(fā)光效率 的大功率芯片發(fā)展，使單個(gè)芯片的光通量盡可能高，以滿足通用照明 的需求。而隨著芯片功率的提高，芯片發(fā)光時(shí)所需電流越來(lái)越大，造 成局部發(fā)熱使芯片溫度升高而影響到芯片的發(fā)光效率、可靠性和壽命 等，故發(fā)光芯片的功率受到一定程度的限制，而采用多芯片或多顆 LED所組成的集成光源則可解決提高光通量和有效的散熱問(wèn)題。如何 將LED工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量及時(shí)地傳導(dǎo)出去，以降低LED芯片工作時(shí) PN結(jié)的結(jié)溫，從而保證LED的發(fā)光效率、可靠性和使用壽命是半導(dǎo)體 照明實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。 一般LED燈具采用鋁合金材料進(jìn)行 鑄造加工作為具有散熱特性的燈具，而此工藝需要制作多組結(jié)構(gòu)復(fù)雜 的模具，對(duì)于不同燈具需要制造不同的模具，特別是對(duì)于大型燈具如 路燈等，其制造成本很高；另外，采用鑄造工藝的鋁合金燈具，其散熱性能較差。 [發(fā)明內(nèi)容]進(jìn)行LED鋁合金燈具模塊的制造，燈具模塊靈活多變，根據(jù)應(yīng)用需求 任意進(jìn)行切割組成不同的燈具，適于低成本批量生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具，包括光源模塊、光源基板、反射支撐側(cè)板、散熱裝置，其特征在于光源基板的表面設(shè)有安裝光源模塊的螺絲安裝槽，光源基板兩邊分別與兩側(cè)的反射支撐側(cè)板呈卯-160度的夾角，反射支撐側(cè)板底部近光源 基板處設(shè)一個(gè)安裝邊，光源模塊兩端嵌入安裝邊中固定在光源基板表 面，反射支撐側(cè)板頂端向外折與光源基板呈平行狀后設(shè)卡槽形成卡槽 端，光源基板的背面連接散熱裝置，散熱裝置兩端分別與兩反射支撐 側(cè)板底端相連。所述的反射支撐側(cè)板的卡槽端上平面內(nèi)側(cè)設(shè)防水密封 用的橡膠密封槽，卡槽端外側(cè)邊緣設(shè)用于固定燈具兩端密封法蘭的端 面螺絲固定槽，卡槽端底面內(nèi)側(cè)設(shè)固定玻璃面罩的彈性卡具用的卡 槽，反射支撐側(cè)板底端與散熱裝置相接處設(shè)有安裝端面法蘭用的螺絲 固定槽，反射支撐側(cè)板表面設(shè)有反光面。所述的散熱裝置，為散熱薊 片，或由均勻分布的柵狀導(dǎo)熱支撐柱一側(cè)面垂直連接光源基板的底 面，柵狀導(dǎo)熱支撐柱另一側(cè)面連接散熱支撐外殼的一面，均勻分布的 散熱薊片呈條柵狀連接散熱支撐外殼的另一面，所述的散熱薊片為主 柱體形狀或鍥體狀或鋸齒狀。散熱裝置內(nèi)根據(jù)需要可設(shè)有連接燈桿用 的安裝孔，安裝孔設(shè)置于光源基板背面中間部位并與導(dǎo)熱支撐柱、散 熱薊片和散熱支撐外殼相切，散熱支撐外殼與安裝孔相接處設(shè)另一安 裝端面法蘭用的螺絲固定槽。橡膠密封槽內(nèi)置密封墊，玻璃外罩兩端 分別蓋住卡槽端的橡膠密封槽，彈性卡具開口邊緣嵌入卡槽端底面內(nèi)側(cè)的卡槽內(nèi)并從卡槽端外面包覆固定住玻璃面罩。所述的光源基板為 平面或弧形面或具有夾角的多面形。所述的光源模塊表面設(shè)反光層(42)。 一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具的制備方法為a、光源基 板、反射支撐側(cè)板、散熱裝置根據(jù)所需造型采用擠壓拉伸工藝形成一 體化的鋁合金型材結(jié)構(gòu)，再根據(jù)需要任意進(jìn)行切割組成不同的燈具模 塊；b、將LED直接貼裝焊接在鋁基電路板上制得光源模塊；c、光源 模塊安裝在光源基板表面，再將玻璃面罩、密封墊及彈性卡具集成安 裝在一起。所述的鋁合金型材表面采用陽(yáng)極氧化處理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，提出了采用擠壓拉伸工藝進(jìn)行LED鋁合 金燈具模塊的制造，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔可靠，散熱效率高，光通量大，照度 均勻；其制造工藝和燈具適于低成本批量生產(chǎn)；同時(shí)燈具模塊可靈活 多變，根據(jù)應(yīng)用需求任意進(jìn)行切割組成不同的燈具。 [


]圖1為本發(fā)明中實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)為橫截面結(jié)構(gòu) 示意圖，(b)為立體示意圖。圖2為本發(fā)明中實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(c)為兩面型底面 光源基板橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，(d)為三面型底面光源基板橫截面結(jié)構(gòu) 示意圖。圖3為本發(fā)明中實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(e)為橫截面結(jié)構(gòu) 示意圖，(f)為立體示意圖。圖4為本發(fā)明中實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(g)為橫截面結(jié) 構(gòu)示意圖，(h)為立體示意圖。圖5為本發(fā)明中實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(i)為橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，(j)為立體示意6為本發(fā)明中實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(m)為橫截面結(jié) 構(gòu)示意圖，(n)為立體示意7為本發(fā)明中實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(o)為橫截面結(jié) 構(gòu)示意圖，(p)為立體示意圖。指定圖1為摘要附圖。參見圖1-7，其中，1為光源基板；2為反射支撐側(cè)板；3為 散熱裝置；4為光源模塊；5為玻璃面罩；6為密封墊；7為彈性卡 具；11為安裝光源模塊的螺絲安裝槽；21為安裝邊；23為橡膠密封 槽；24為螺絲固定槽；25為卡槽；31為導(dǎo)熱支撐柱；32為散熱支撐 外殼；33為安裝孔，用于連接燈桿；34為散熱薊片；35為安裝端面 法蘭用的螺絲固定槽；35，為另一安裝端面法蘭用的螺絲固定槽；41 為L(zhǎng)ED燈；42為反光層；43為螺絲；ll，為光源基板的正平面，12，為 光源基板的內(nèi)側(cè)面，13'為光源基板的底平面，14'為光源基板的外側(cè) 面。[具體實(shí)施方式
]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明技術(shù)對(duì)本 專業(yè)的人來(lái)說(shuō)還是比較清楚的。 實(shí)施例l以路燈燈具為例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的燈具結(jié)構(gòu)，如圖l (a)所示的燈 具型材橫截面結(jié)構(gòu)，底面光源基板1用于安裝LED光源模塊，基板厚度 為2-lOram，寬度為10-500ram，長(zhǎng)度根據(jù)需要可任意切割；表面留有安 裝光源模塊的螺絲安裝槽ll，用于光源模塊與基板的安裝固定；光源基板1與反射支撐側(cè)板2相連接，二者間的夾角為90-160度；反射支撐 側(cè)板2的厚度為2-20mm，高度為10-50mm;反射支撐側(cè)板2底部留有安裝 邊21以方便光源模塊4的安裝；反射支撐側(cè)板2表面為光潔度良好的反 光面，用于反射光源模塊4所發(fā)射的光線，提高燈具發(fā)光效率；在反射支撐側(cè)板2上端留有安裝玻璃面罩5的卡槽，包括用于防水 密封的橡膠密封槽23，寬度為1-lOmm，高度為l-5mm;還包括端面螺絲 固定槽24用于固定燈具兩端的密封法蘭，和用于固定玻璃面罩5的彈性 卡具7的卡槽25;散熱裝置3包括導(dǎo)熱支撐柱31、散熱支撐外殼32、燈具與燈桿連接 的安裝孔33、散熱薊片34，以及安裝端面法蘭的螺絲固定槽35，其中 安裝孔33設(shè)置于光源基板1背面中間部位并與導(dǎo)熱支撐柱31、散熱薊片 34和散熱支撐外殼32相切，散熱支撐外殼32與安裝孔33相接處設(shè)安裝 端面法蘭用的螺絲固定槽35;將LED直接貼裝焊接在鋁基電路板上制得光源模i央4，光源模塊4 嵌在安裝邊21中，并通過(guò)螺絲43進(jìn)一步將其固定在底面光源基板1上； 光源模塊4表面為反光層42;反光層42與底面光源基板1的角度可以調(diào) 節(jié)LED燈41的出光情況；彈性卡具7將玻璃面罩5、密封墊6、燈具型材 及安裝在其上的LED光源模塊4集成安裝在一起。整個(gè)燈具模塊為一體 化的鋁合金型材結(jié)構(gòu)，采用擠壓工藝。傳統(tǒng)燈具一般采用壓鑄工藝制 造，壓鑄工藝一般采用三維形狀的模具進(jìn)行，模具較為復(fù)雜，成本較高。 而擠壓拉伸工藝則采用二維形狀的模具進(jìn)行制造，將熔融的鋁合金通 過(guò)模具進(jìn)行擠壓后冷卻即可得到所需的型材。型材的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 成本低廉，所成型的鋁合金燈具具有良好的導(dǎo)熱性。整個(gè)鋁合金燈具表面可采用陽(yáng)極氧化處理，具有良好的防腐蝕功能。同時(shí)本發(fā)明的結(jié) 構(gòu)易于密封防水，安裝簡(jiǎn)潔。本發(fā)明的型材結(jié)構(gòu)還可根據(jù)應(yīng)用需求， 只需切割不同長(zhǎng)度便可制造出不同大小的燈具，其立體結(jié)構(gòu)效果圖如 圖lb所示，具有靈活和成本低廉的特點(diǎn)。 實(shí)施例2:光源基板l根據(jù)不同應(yīng)用需求，可以是平面型，如圖l(a)所示；也 可以是有一定夾角的光源基板，如圖2 (c)所示的由兩塊平板組成光源 基板，或如圖2(d)所示的由三塊平板組成光源基板，也可以是一定弧 度的曲面板形成光源基板，通過(guò)夾角或者弧度可以靈活地進(jìn)行燈具的 配光，得到均勻的照度。實(shí)施例3:如圖3(e)所示的功率型半導(dǎo)體照明燈具模塊中的光源模塊4既可以 安裝在底部光源基板1及反射支撐側(cè)板2上。反射支撐側(cè)板2與底部光源 基板1連接，二者間的角度為90-160度。反射支撐側(cè)板2上安裝光源模 塊4的數(shù)量，以及反射支撐側(cè)板2與底部光源基板1的角度，均可影響整 個(gè)燈具的出光效果，從而達(dá)到調(diào)光的目的。如果圖3(e)所示的功率型 半導(dǎo)體照明燈具模塊的側(cè)面光源基板上沒有安裝光源模塊，那么其結(jié) 構(gòu)與圖l(a)所示的燈具模塊類似，此時(shí)，反射支撐側(cè)板2可視為一種側(cè) 面的光源基板。圖3(e)所示的功率型半導(dǎo)體照明燈具模塊的散熱結(jié)構(gòu)與圖l(a)所 示的略有不同，其散熱薊片34摒棄了圖l(a)中的方柱體形狀而采用鍥 體狀，使得傳遞到薊片上的熱量可更快地散發(fā)在周圍環(huán)境中，從而具 有更高的散熱效率，除此之外，鍥體狀的結(jié)構(gòu)也便于清除其表面的污垢。實(shí)施例4:如圖4(g)所示的功率型半導(dǎo)體照明燈具模塊中底部光源基板l由成 夾角的三平面組成，三平面所形成的夾角分別為5-60度、30-160度， 在該燈具模塊中，除了可以通過(guò)反射支撐側(cè)板2來(lái)調(diào)節(jié)光線的輸出外， 還可以通過(guò)光源基板l的夾角來(lái)控制光線的分布，可以在更大程度上滿 足不同應(yīng)用的要求。實(shí)施例5:如圖5(i)所示的功率型半導(dǎo)體照明燈具模塊中底部光源基板1由 五個(gè)平面組成，其中，正平面ll'兩側(cè)對(duì)稱分布與之呈一定角度的內(nèi)側(cè) 平面12'，內(nèi)側(cè)平面12'另一端與底平面13'呈一定角度。光源基板的正 平11，和底平面13'平行或成一定角度，夾角為5-75度，反射支撐側(cè) 板2與底平面13'成角度，夾角為90-160度，該燈具模塊可以通過(guò)反 射支撐側(cè)板2和光源基板13'、基板12'和11'/13'之間的夾角，以及光 源模塊在各個(gè)基板上的分布情況進(jìn)行調(diào)光。該燈具模塊的散熱結(jié)構(gòu)3采用鋸齒狀結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、散熱 快、易清潔、美觀的特點(diǎn)。實(shí)施例6:本例中的功率型半導(dǎo)體照明燈具模塊中的安裝結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際 應(yīng)用的需要進(jìn)行調(diào)整，如圖6 (m)所示光源基板結(jié)構(gòu)為平面型，與 圖l (a)類似，散熱結(jié)構(gòu)的薊片為散熱快、易清潔的鍥體狀，與實(shí)施 例4類似，沒有安裝孔33這一結(jié)構(gòu)，整體燈具較輕薄，適用于各種室內(nèi) 外通用照明應(yīng)用。該燈具結(jié)構(gòu)具有二維平面特點(diǎn)，根據(jù)不同應(yīng)用特點(diǎn)可制造多種輕薄型的燈具型材模塊。 實(shí)施例7:如圖7 (o)所示，該功率型半導(dǎo)體照明燈具模塊的光源基板l分為底部光源基板1和反射支撐側(cè)板2。通過(guò)反射支撐側(cè)板2是否安裝光源模塊4，以及反射支撐側(cè)板2與底部光源基板1之間的夾角，可以靈活 地進(jìn)行調(diào)光。如果實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，反射支撐側(cè)板2上沒有安裝光源模 塊4，那么其結(jié)構(gòu)實(shí)施例6相同。該燈具采用鋸齒狀的散熱薊片34，具 有高效、易清潔的特點(diǎn)。該燈具適用于外部另有安裝結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1、一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具，包括光源模塊(4)、光源基板(1)、反射支撐側(cè)板(2)、散熱裝置(3)，其特征在于光源基板(1)的表面設(shè)有安裝光源模塊(4)的螺絲安裝槽(11)，光源基板(1)兩邊分別與兩側(cè)的反射支撐側(cè)板(2)呈90-160度的夾角，反射支撐側(cè)板(2)底部近光源基板(1)處設(shè)一個(gè)安裝邊(21)，光源模塊(4)兩端嵌入安裝邊(21)中固定在光源基板(1)表面，反射支撐側(cè)板(2)頂端向外折與光源基板(1)呈平行狀后設(shè)卡槽形成卡槽端，光源基板(1)的背面連接散熱裝置(3)，散熱裝置(3)兩端分別與兩反射支撐側(cè)板(2)底端相連。
2、 如權(quán)利要求l所述的一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具，其 特征在于所述的反射支撐側(cè)板(2)的卡槽端上平面內(nèi)側(cè)設(shè) 防水密封用的橡膠密封槽(23)，卡槽端外側(cè)邊緣設(shè)用于固 定燈具兩端密封法蘭的端面螺絲固定槽(24)，卡槽端底面 內(nèi)側(cè)設(shè)固定玻璃面罩(5)的彈性卡具(7)用的卡槽(25)，反射支撐側(cè)板(2)底端與散熱裝置相接處設(shè)有安裝 端面法蘭用的螺絲固定槽(35')，反射支撐側(cè)板(2)表面 設(shè)有反光面。
3、 如權(quán)利要求l所述的一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具，其 特征在于所述的散熱裝置(3)，為散熱薊片(34)，或由 均勻分布的柵狀導(dǎo)熱支撐柱(31) —側(cè)面垂直連接光源基板(1)的底面，柵狀導(dǎo)熱支撐柱(31)另一側(cè)面連接散熱支撐外殼(32)的一面，均勻分布的散熱薊片(34)呈條柵狀連 接散熱支撐外殼(32)的另一面，所述的散熱薊片(34)為 主柱體形狀或鍥體狀或鋸齒狀。
4、 如權(quán)利要求1或3所述一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈 具，其特征在于散熱裝置(3)內(nèi)根據(jù)需要可設(shè)有連接燈桿 用的安裝孔(33)，安裝孔(33)設(shè)置于光源基板(1)背面 中間部位并與導(dǎo)熱支撐柱(31)、散熱薊片(34)和散熱支 撐外殼(32)相切，散熱支撐外殼(32)與安裝孔(33)相 接處設(shè)另一安裝端面法蘭用的螺絲固定槽(35)。
5、 如權(quán)利要求2所述的一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具，其 特征在于橡膠密封槽(23)內(nèi)置密封墊(6)，玻璃外罩(5)兩端分別蓋住卡槽端的橡膠密封槽(23),彈性卡具 (7)開口邊緣嵌入卡槽端底面內(nèi)側(cè)的卡槽(25)內(nèi)并從卡槽 端外面包覆固定住玻璃面罩(5)。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具，其 特征在于所述的光源基板(1)為平面或弧形面或具有夾角 的多面形。
7、 如權(quán)利要求l所述的一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具，其 特征在于所述的光源模塊(4)表面設(shè)反光層(42)
8、 一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具的制備方法，其特征在 于a、光源基板(1)、反射支撐側(cè)板(2)、散熱裝置(3) 根據(jù)所需造型采用擠壓拉伸工藝形成一體化的鋁合金型材結(jié) 構(gòu)，再根據(jù)需要任意進(jìn)行切割組成不同的燈具模塊；b、將LED直接貼裝焊接在鋁基電路板上制得光源模塊(4) ; c、 光源模塊(4)安裝在光源基板(1)表面，再將玻璃面罩 (5)、密封墊(6)及彈性卡具(7)集成安裝在一起。 9、 如權(quán)利要求8所述的一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具的制 備方法，其特征在于所述的鋁合金型材表面采用陽(yáng)極氧化 處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種高效散熱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體照明燈具及其制備方法，包括光源基板、反射支撐側(cè)板、光源模塊、散熱裝置等，光源基板、反射支撐側(cè)板、散熱裝置根據(jù)所需造型采用擠壓拉伸工藝形成一體化的鋁合金型材結(jié)構(gòu)，再根據(jù)需要任意進(jìn)行切割組成不同的燈具模塊；將LED直接貼裝焊接在鋁基電路板上制得光源模塊；光源模塊安裝在光源基板表面，再將玻璃面罩、密封墊及彈性卡具集成安裝在一起。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用擠壓拉伸工藝進(jìn)行LED鋁合金燈具模塊的制造，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，散熱效率高，光通量大，照度均勻；其制造工藝和燈具適于低成本批量生產(chǎn)；同時(shí)燈具模塊可靈活多變，根據(jù)應(yīng)用需求任意進(jìn)行切割組成不同的燈具。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101329016SQ20081004073
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者卓 孫, 鵬 孫, 曹俊輝, 林麗峰 申請(qǐng)人:卓 孫