用于提供定向光束的led照明裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體照明技術，特別涉及用于提供定向光束的發(fā)光二極管(LED)照明裝置。
【背景技術】
[0002]LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。
[0003]LED是一種固態(tài)半導體器件，其基本結構一般包括帶引線的支架、設置在支架上的半導體晶片以及將該晶片四周密封起來的封裝材料(例如熒光硅膠或環(huán)氧樹脂)。上述半導體晶片包含有P-N結構，當電流通過時，電子被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后以光子的形式發(fā)出能量，而光的波長則是由形成P-N結構的材料決定的。
[0004]諸如射燈(又稱為多面反射燈杯(MR)燈)和帕燈(又稱為碗碟狀鋁反射(PAR)燈)之類的產(chǎn)生定向光束的照明裝置目前被廣泛用于商場、KTV、櫥窗商品展示以及家庭裝修，因此在這類照明裝置中采用LED作為光源具有很好的商業(yè)前景。但是受到技術發(fā)展的限制，LED在工作過程中仍然有相當一部分電能被轉換為熱能。當熱能滯留在燈具內部時，將不可避免導致LED溫度升高，從而造成光源性能劣化和失效。在MR燈和PAR燈中，由于熱能密度較高，所以如何高效地將LED產(chǎn)生的熱量散發(fā)到照明裝置外部的問題顯得尤為突出。
[0005]目前業(yè)界已經(jīng)提出了多種將LED作為光源的MR燈和PAR燈。例如TomislavJ.Stimac等人的美國專利N0.6，787，999揭示了一種基于LED的組合燈，其作為參考文獻，以全文引用的方式包含在本說明書中。該項美國專利所揭示的基于LED的組合燈包括光學模塊和電子模塊，其中，光學模塊包括多個設置在印刷電路板上的LED和散熱器(heatsink)，設置有LED的印刷電路板被粘合在散熱器的表面；電子模塊適于向LED供電,其一端與散熱器連接，另一端設置電氣接插件以接收外部電能。
[0006]需要指出的是，現(xiàn)有的產(chǎn)生定向光束的LED照明裝置在結構上較為復雜，而且受散熱能力所限，難以在大功率下工作。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種提供定向光束的LED照明裝置，其具有結構簡單和散熱能力強等優(yōu)點。
[0008]按照本發(fā)明一個實施例的用于提供定向光束的LED照明裝置包括:
[0009]漏斗狀的玻璃燈杯，其具有光滑的內表面；
[0010]燈頭，其附接于所述玻璃燈杯的底部；
[0011]盤狀的金屬散熱器，其設置于所述玻璃燈杯中并且外表面與所述玻璃燈杯的內表面緊密貼合；
[0012]LED發(fā)光模塊,其設置于所述金屬散熱器的底部；
[0013]與所述LED發(fā)光模塊電氣連接的LED驅動電源模塊，其設置在由所述玻璃燈杯和燈頭限定的內腔中并且位于所述金屬散熱器的下方；以及
[0014]光學單元，其設置于所述玻璃燈杯的開口處并且面對所述LED發(fā)光模塊，以將所述LED發(fā)光模塊發(fā)出的光線變換為所需形狀的定向光束。
[0015]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述玻璃燈杯和燈頭分別采用鹵素射燈的燈杯和燈頭。
[0016]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述燈頭的外殼由玻璃材料制成并且與所述玻璃燈杯一體成型。
[0017]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，通過使所述金屬散熱器的底部和上部分別抵靠住所述玻璃燈杯的底部和所述光學單元，將所述金屬散熱器限定在所述玻璃燈杯中。
[0018]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述金屬散熱器由鋁制成并且其表面上形成有含鎳的金屬層，并且所述玻璃燈杯的內表面上形成有含鋁的金屬層。
[0019]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述LED發(fā)光模塊包含:
[0020]金屬載板，其包括互不連通的第一圖案區(qū)和第二圖案區(qū)，其中，所述第一圖案區(qū)與所述LED驅動模塊電氣連接，所述第二圖案區(qū)位于所述第一圖案區(qū)之間并且固定于所述金屬散熱器的底部；
[0021]一個或多個設置在所述第二圖案區(qū)的LED管芯，其包含形成于頂部的電極，所述LED管芯通過引線互連和與所述第一圖案區(qū)電氣連接；以及
[0022]由絕緣材料制成的框架，其與所述第一和第二圖案區(qū)固定在一起。
[0023]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述金屬散熱器的底部形成有通孔，所述第一圖案區(qū)包含位于所述通孔的內部或上方的部分以實現(xiàn)與所述LED發(fā)光模塊的電氣連接。
[0024]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述金屬散熱器由鋁制成并且其表面上形成有含鎳的金屬層，所述玻璃燈杯的內表面上形成有含鋁的金屬層，所述第一和第二圖案區(qū)由銅制成，并且所述第二圖案區(qū)的背面形成有含銀的金屬層以通過焊接實現(xiàn)所述第二圖案區(qū)固定于所述金屬散熱器的底部。
[0025]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述光學單元呈碗體狀，包括側壁和凸狀體，所述側壁從上部向下部收窄并且與構成碗體底部的所述凸狀體相接，所述凸狀體的上表面和下表面中的至少一個為凸面，并且所述上表面和下表面中的至少一個上形成多個突起或凹坑。
[0026]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述側壁從其與所述凸狀體的相接處向下延伸，從而與所述凸狀體共同限定出一個凹腔以容納所述LED發(fā)光模塊。
[0027]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，包含覆蓋在所述側壁的外表面上的金屬反射層。
[0028]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述多個突起呈魚鱗狀地形成在所述上表面和/或下表面上。
[0029]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述透鏡元件呈漏斗形，其底部開設凹腔以容納所述LED發(fā)光模塊。
[0030]優(yōu)選地，在上述用于提供定向光束的LED照明裝置中，所述透鏡元件的外表面上形成有金屬反射層。
【附圖說明】
[0031]本發(fā)明的上述和/或其它方面和優(yōu)點將通過以下結合附圖的各個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號表示，附圖包括:
[0032]圖1為按照本發(fā)明一個實施例的用于提供定向光束的發(fā)光二極管照明裝置的分解示意圖。
[0033]圖2為圖1所示發(fā)光二極管照明裝置的剖面示意圖。
[0034]圖3為一種用于圖1和2所不實施例的LED發(fā)光模塊的不意圖。
[0035]圖4為圖1和2所示實施例中所采用的光學單元的示意圖。
[0036]圖5示出了圖4所示光學單元的底部結構。
【具體實施方式】
[0037]下面參照其中圖示了本發(fā)明示意性實施例的附圖更為全面地說明本發(fā)明。但本發(fā)明可以按不同形式來實現(xiàn)，而不應解讀為僅限于本文給出的各實施例。給出的上述各實施例旨在使本文的披露全面完整，以將本發(fā)明的保護范圍更為全面地傳達給本領域技術人員。
[0038]在本說明書中，除非特別說明，術語“半導體晶圓”指的是在半導體材料(例如硅、砷化鎵等)上形成的多個獨立的單個電路，“半導體晶片”或“晶片(die)”指的是這種單個電路，而“封裝芯片”指的是半導體晶片經(jīng)過封裝后的物理結構，在典型的這種物理結構中，半導體晶片例如被安裝在支架上并且用密封材料封裝。
[0039]術語“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結無機半導體發(fā)光二極管和有機發(fā)光二極管(0LED和聚合物發(fā)光二極管(PLED))。
[0040]P-N結無機半導體發(fā)光二極管可以具有不同的結構形式，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結構的、具有電致發(fā)光能力的半導體晶片，而“發(fā)光二極管單體”指的是將管芯封裝后形成的物理結構，在典型的這種物理結構中，管芯例如被安裝在支架上并且用密封材料封裝。
[0041]術語“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電圖案，包括但不限