Led發(fā)光單元與燈具導(dǎo)熱面的散熱共形設(shè)計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED照明燈具領(lǐng)域，尤其是采用分立LED發(fā)光單元(例如但不僅限于LED燈珠、LED貼片)的室內(nèi)外或移動(dòng)照明燈具領(lǐng)域。提供一種可用于三維曲面的散熱共形設(shè)計(jì)方案，提高LED散熱性能、燈具壽命、可靠性、美觀性。
【背景技術(shù)】
[0002]LED技術(shù)的發(fā)展為照明領(lǐng)域帶來了一次革命，LED高效的發(fā)光性能與越來越低的制造成本使其逐漸進(jìn)入大規(guī)模的廣泛應(yīng)用。優(yōu)化設(shè)計(jì)合理使用，最大程度發(fā)掘LED潛力，成為當(dāng)前燈具設(shè)計(jì)的要?jiǎng)?wù)。
[0003]在合理的供電條件下，影響LED壽命與可靠性的關(guān)鍵因素是LED結(jié)溫，結(jié)溫過高會(huì)導(dǎo)致LED壽命與可靠性大幅下降，因此，高效可靠的LED散熱技術(shù)是發(fā)揮LED性能的必要條件。
[0004]現(xiàn)有利用分立LED發(fā)光單元組裝的燈具中，采用平面導(dǎo)熱基板PCB(尤其是鋁基板PCB)作為LED的熱分散與焊接載體。熱量從PCB銅層導(dǎo)入鋁基板，再導(dǎo)入燈罩內(nèi)或?qū)Ｓ蒙峤Y(jié)構(gòu)內(nèi)，然后散入外部空間，散熱路徑冗長，效率低下；專用導(dǎo)熱基板與散熱結(jié)構(gòu)造成原材料、工藝、成本的浪費(fèi)；散熱效率低導(dǎo)致LED結(jié)溫過高，大幅縮短LED照明單元使用壽命與可靠性；且燈具散熱設(shè)計(jì)受限于鋁基板PCB的平面結(jié)構(gòu)，不易應(yīng)用于復(fù)雜曲面，某些新穎美觀的設(shè)計(jì)不易在現(xiàn)有技術(shù)條件下得以實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所涉及的共形散熱技術(shù)如說明書附圖(I) (2) (3)所示，圖(I) (2)為其不同實(shí)施例示意圖，圖(3)為其剖面示意圖。本發(fā)明所涉及的共形散熱技術(shù)是由直接面向燈具外部空間的三維立體導(dǎo)熱燈罩面或底盤(I)、裝有LED發(fā)光單元的熱分散隨形墊片(2)、LED發(fā)光單元隨形供電帶(3)組成。LED發(fā)光單元(4)得到供電后，所產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱燈罩面或底盤(I)散發(fā)至外部空間，光由燈罩透光結(jié)構(gòu)處散射向外部照明空間。
[0006]本發(fā)明所涉及的導(dǎo)熱燈罩面或底盤(1)，基體由鋁、鋁合金、銅、銅合金、鋼、鐵等高導(dǎo)熱材料制作，與燈外空間直接接觸，提供充足的散熱面積。
[0007]本發(fā)明所涉及的裝有LED發(fā)光單元的熱分散隨形墊片(2)，基體由鋁、鋁合金、銅、銅合金等高導(dǎo)熱易延展材料制作，是LED發(fā)光單元(4)的承力載體與熱傳導(dǎo)分散體，依據(jù)散熱要求設(shè)計(jì)厚度與形狀；按所需依附的曲面形狀與工藝要求設(shè)計(jì)為叉指形、樹形、星形、輻射形(圖1、圖2為其不同形狀的實(shí)施例，不僅限于此兩例);按工藝要求采用導(dǎo)熱膠接、焊接、壓接、鉚接、螺絲緊固方式與(I)完成承力與熱耦合連接；采用釬焊、導(dǎo)熱膠接方式在其上安裝LED發(fā)光單元(4)；當(dāng)采用鋁與鋁合金等表面不親錫基體時(shí)，釬焊面進(jìn)行表面處理，鍍鋅、鎳、銅等金屬層，以方便釬焊；當(dāng)(1)與(2)之間采用鉚接、螺絲緊固方式時(shí)，兩接觸面空隙處填充硅脂等導(dǎo)熱介質(zhì)增加導(dǎo)熱性能。
[0008]本發(fā)明所涉及的LED發(fā)光單元供電帶(3)，由外皮與(1)、(2)絕緣的扁平導(dǎo)體并排結(jié)構(gòu)制作，接至LED電源正負(fù)端，傳導(dǎo)LED發(fā)光單元(4)所需供電電流，隨形貼附于(1)、(2)表面。
[0009]本發(fā)明所涉及的LED發(fā)光單元(4)，是指在合理供電條件下可以獨(dú)立完成發(fā)光功能的LED器材，有熱沉底盤，不僅限于單一芯片。
[0010]利用本發(fā)明可將LED發(fā)光單元接成m串η并的電路結(jié)構(gòu)(m、η為自然數(shù)1、2、3、……)，貼附安裝在散熱燈罩面或底盤(I)上，配接電源適配器，駁接外部電源，形成LED照明燈具。
[0011]該共形散熱技術(shù)利用了直接與燈外空間進(jìn)行熱交換的大面積導(dǎo)熱燈罩、底盤作為燈具散熱面，提供優(yōu)良的散熱途徑，為LED發(fā)光單元提供更低溫的工作環(huán)境，大幅增加LED的工作壽命與可靠性；該共形結(jié)構(gòu)將電路貼附封裝在導(dǎo)熱面上，形成更小的供電環(huán)路面積與優(yōu)良的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)，達(dá)到優(yōu)良的EMC性能；可做到LED發(fā)光單元損壞時(shí)單獨(dú)更換，提供更好的維修性；具有優(yōu)良的抗震性與環(huán)境適應(yīng)性，方便移動(dòng)照明設(shè)計(jì)；容易實(shí)現(xiàn)燈具密封，方便室外照明燈具的防水設(shè)計(jì)；有利于實(shí)現(xiàn)燈具的立體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便于燈具的美觀設(shè)計(jì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED發(fā)光單元與燈具導(dǎo)熱面的共形散熱設(shè)計(jì)方案，其特征在于:由直接面向燈具外部空間的三維立體導(dǎo)熱燈罩面或底盤(I)、裝有LED發(fā)光單元的熱分散隨形墊片(2)、LED發(fā)光單元隨形供電帶(3)組成；LED發(fā)光單元(4)得到供電后，所產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱燈罩面或底盤(I)散發(fā)至外部空間，光由燈罩透光結(jié)構(gòu)處散射向外部照明空間。
2.權(quán)利要求1所述的共形散熱設(shè)計(jì)方案，其特征在于:所涉及的導(dǎo)熱燈罩面或底盤(1)，基體由鋁、鋁合金、銅、銅合金、鋼、鐵或其它高導(dǎo)熱材料制作，與燈外空間直接接觸，提供充足的散熱面積。
3.權(quán)利要求1所述的共形散熱設(shè)計(jì)方案，其特征在于:所涉及的裝有LED發(fā)光單元的熱分散隨形墊片(2)，基體由鋁、鋁合金、銅、銅合金或其它高導(dǎo)熱易延展材料制作，是LED發(fā)光單元(4)的承力載體與熱傳導(dǎo)分散體，依據(jù)散熱要求設(shè)計(jì)厚度與形狀；按所需依附的曲面形狀與工藝要求設(shè)計(jì)為叉指形、樹形、星形、輻射形或其它適配形狀；按工藝要求采用導(dǎo)熱膠接、焊接、壓接、鉚接、螺絲或其它緊固方式與(I)完成承力與熱耦合連接；采用釬焊、導(dǎo)熱膠接方式或其它技術(shù)方式在其上安裝LED發(fā)光單元(4);當(dāng)采用鋁與鋁合金等表面不親錫基體時(shí)，釬焊面進(jìn)行表面處理，鍍鋅、鎳、銅等金屬層，以方便釬焊；當(dāng)(I)與(2)之間采用鉚接、螺絲緊固方式時(shí)，兩接觸面空隙處填充硅脂或其它導(dǎo)熱介質(zhì)增加導(dǎo)熱性能。
4.權(quán)利要求1所述的共形散熱設(shè)計(jì)方案，其特征在于:所涉及的LED發(fā)光單元供電帶(3)，由與(1)、(2)絕緣的扁平導(dǎo)體并排結(jié)構(gòu)制作，接至LED電源正負(fù)端，傳導(dǎo)LED發(fā)光單元(4)所需供電電流，隨形貼附于(I)、(2)表面。
5.權(quán)利要求1所述的共形散熱設(shè)計(jì)方案，其特征在于:所涉及的LED發(fā)光單元(4)，是指在合理供電條件下可以獨(dú)立完成發(fā)光功能的LED器材，有熱沉底盤，不僅限于單一芯片。
【專利摘要】本發(fā)明屬于LED照明燈具領(lǐng)域，尤其是采用分立LED發(fā)光單元的照明燈具領(lǐng)域。提供一種可用于三維曲面的散熱共形設(shè)計(jì)方案。本發(fā)明所涉及的共形散熱技術(shù)如附圖所示，其核心是由直接面向燈具外部空間的導(dǎo)熱面（1）、裝有LED發(fā)光單元（4）的熱分散墊片（2）、LED發(fā)光單元供電帶（3）組成。該共形散熱技術(shù)利用了大面積燈具散熱面，提供優(yōu)良的散熱途徑，降低LED工作溫度，大幅增加LED壽命與可靠性；達(dá)到優(yōu)良的EMC性能；提供良好的燈具維修性、抗震性、環(huán)境適應(yīng)性；方便移動(dòng)照明設(shè)計(jì)；方便燈具防水設(shè)計(jì)、立體造型設(shè)計(jì)、美觀設(shè)計(jì)。
【IPC分類】F21V29-89, F21V29-506, F21V29-503, F21Y101-02
【公開號】CN104654249
【申請?zhí)枴緾N201310580445
【發(fā)明人】孫興東
【申請人】孫興東
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月19日