CN100573939C - Led单元和使用led单元的led照明灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有热释放结构的LED单元，该LED单元包括：具有高的热导率的基座；包含布线图案并被设置在基座上的电路板；至少一个与布线图案电连接并被设置在基座上的LED元件；和被设置为覆盖基座以密封LED元件的透光树脂体。

Description

LED单元和使用LED单元的LED照明灯
技术领域
本发明涉及要被用作各种照明设备的光源的LED照明灯和形成构成LED照明灯的各单个照明单元的LED单元。
背景技术
近年来，包含半导体元件的发光二极管元件(以下称为LED元件)作为用于各种照明设备的光源受到关注。与诸如白炽灯的常规照明灯相比，LED元件具有诸如发热量更低和工作寿命更长的有利效果。LED元件近年来在各种领域实现了实际使用，不仅用作显示器的光源，还用作一般照明设备的照明灯或用作车辆上安装的前灯等。但是，当被用于照明灯中时，LED元件中的每一个具有较低的光强度，因此，为了实现高的光强度，大量的LED元件被组装到一个组件内。
同时，对于需要高强度的光发射的LED照明灯，LED元件的驱动电流需要增加。因此，LED元件中的功率损失增加，并且，由于大部分能量被转换成热量，使得LED元件的温度升高，因此LED元件的发光效率和亮度降低。另外，LED元件的温度越高，则LED元件的工作寿命越短。因此，如何有效释放在LED元件中的产生的热量作为要解决的问题被提出，从而提供了热释放的手段(参见专利文献1)。
在专利文献1中公开的LED照明灯具有这样一种结构，即，安装有多个LED元件的基板被固定到六角柱状保持器的各个表面上，该保持器被具有热释放孔的支撑构件支撑。保持器由具有高的热导率的材料形成，使得在LED元件中产生的热量通过保持器从热释放孔被释放掉。
但是，由于上述LED照明灯具有通过保持器或支撑构件释放在LED元件中产生的热量的结构，因此必须根据LED照明灯的各种形式改变热释放结构，从而导致成本高的问题。
专利文献1：日本专利申请公开No.2004-296245(图1，第0014～0018段)
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的一个目的是提供被配置为具有热释放结构并且可应用于各种形式的LED照明灯的LED单元。另外，本发明的另一目的是提供具有简单的热释放结构并被配置为通过使用具有上述热释放结构的LED单元实现低成本的LED照明灯。
解决问题的手段
为了实现上述目的，根据本发明的LED单元包括：具有高的热导率的基座；包含布线图案并被设置在基座上的电路板；与布线图案电连接并被设置在基座上的多个LED元件；和被设置为覆盖基座以密封LED元件的透光树脂体，其中，电路板的上表面具有被配置为沿基座的长度方向的向下延伸到基座的上表面的细长的贯穿孔、沿电路板的贯穿孔的两侧延伸的一对布线图案和设置在该对布线图案的端部上的一对端子电极，并且，被设置在基座的上表面上的多个LED元件沿基座的长度方向被配置在贯穿孔内，并且多个配置的LED元件分别通过细金属线与该对布线图案电连接。
在根据本发明的LED照明灯中，LED单元被设置在具有高的热导率的支撑构件的表面上。
具有高的热导率的支撑构件可形成为细长的形状、板状形状或多角形筒形状。
基座和支撑构件优选由诸如铜合金的具有高的热导率的金属材料制成。
本发明的效果
根据本发明的LED单元允许在各个LED单元本身中容纳热释放结构，不必为了各种形式的LED照明灯对热释放结构进行设计变更。
因此，根据本发明的LED照明灯不需要与热释放结构有关的设计变更，因此，热释放的结构较简单，成本较低。
附图说明
图1是示出根据本发明的LED单元的一个实施例的平面图。
图2是示出根据本发明的LED单元的一个实施例的前视图。
图3是沿图1中的线A-A的断面图。
图4是示出使用根据本发明的LED单元组装的线状LED照明灯的平面图。
图5是示出使用根据本发明的LED单元组装的板状LED照明灯的平面图。
图6是示出使用根据本发明的LED单元组装的灯泡状LED照明灯的前视图。
图7是沿图6中的线B-B的断面图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施例。图1～3示出根据本发明的LED单元的一个实施例。本实施例中的LED单元1包含大体上为长方体形状的基座2和在基座2的上表面上接合的电路板3。基座2由例如具有高的热导率的诸如铜合金等的金属材料制成，而电路板3由例如柔性板或玻璃环氧板等构成。应当注意，由于电路板3具有设置在其下面的基座2，因此能够减小电路板的厚度。
被设置为沿基座2的长度方向穿过电路板3的细长孔3a被设置在电路板3的中心部分中。并且，沿孔3a的两侧延伸的布线图案3b和3c被设置在电路板3的上表面上，并且分别与布线图案3b和3c连接的多个(在本实施例中为10个)内连接电极3d以规则的间隔被设置。另外，分别与布线图案3b和3c连接的端子电极3e和3f被设置在电路板3的一个端部上。
在基座2的上表面上以规则的间隔设置的多个LED元件4在孔3a内被露出。10个LED元件4被设置在与各个内连接电极对应的位置上，通过银膏被固定到基座2的上表面上，并通过细金属线5和6连接到内连接电极3d上。LED元件4、布线图案3b和3c和细金属线5和6由被设置为覆盖基座2并由环氧树脂或硅树脂等制成的透光树脂体7密封。应当注意，被设置在电路板3的一端上的端子电极3e和3f处于这样一种状态，即，它们从树脂体7中露出并要通过未示出的插座与外部电极端子等连接。
下面解释具有上述结构的LED单元1的操作。当向端子电极3e和3f施加驱动电压时，所有的10个LED元件4通过布线图案被通电以发光，并且光穿过树脂体7被发射出。在LED元件4中产生热量，但是，由于LED元件4的下表面与具有高的热导率的基座2紧密接触，因此在LED元件4中产生的热量有效地通过基座2被释放。也就是说，基座2构成LED元件1的热释放结构。应当注意，为了提高基座2的热释放效率，可以将附加的热释放构件附加到基座2上。
下面解释使用具有上述结构的LED单元的各种形式的LED照明灯。
在图4中示出线状LED照明灯10的一个实施例。线状LED照明灯10具有这样一种结构，即，各具有上述结构的多个LED单元1在细长的薄板状支撑构件11的上表面上沿其长度方向被设置。可根据支撑构件11的长度使用任意希望的数量的LED单元1。在本实施例中，LED单元被设置在单行中，但也可被设置在两行或更多行中。应当注意，支撑构件11优选由具有高的热导率的诸如铜合金等的金属材料制成，以增强热释放效果。
图5示出板状LED照明灯20的一个实施例。板状LED照明灯20具有这样一种结构，即，各具有上述结构的多个LED单元被并排配置在具有较宽的表面区域的平板状支撑构件21的上表面上。应当注意，LED单元1的配置的方向不限于图5所示的方向，因此，LED单元1可被接连地配置或并排且接连地配置。并且，以与线状LED照明灯10相同的方式，任意希望的数量的LED单元1可根据支撑构件21的表面区域被使用，并且支撑构件21优选由诸如铜合金的具有高的热导率的金属材料制成。
图6和图7示出灯泡状LED照明灯30的一个实施例。灯泡状LED照明灯30具有这样一种结构，即，各具有上述结构的多个LED单元被配置在正八面体筒状支撑构件31的八个表面上。支撑构件31具有包含中空部分32的多面体筒形状并具有提供优异的热释放效果的结构，这种热释放效果通过由具有高的热导率的铜合金等制成支撑构件而被进一步增强。应当注意，支撑构件31可以是正八面体以外的其它正多面体，并且不需要在其中包含中空部分32。
如上所述，通过分别在各支撑构件11、21和31上设置各具有自身的热释放结构的上述LED单元1，便于以线、板或灯泡等形状分别制造各种形式的LED照明灯10、20和30。并且，由于可使用相同形状的LED单元，因此能够降低LED照明灯的制造成本。应当注意，例如如果用于照相机的闪光灯光源等，那么可以使用单个LED单元。
应当注意，可以对根据本发明的LED单元和LED照明灯的上述优选实施例进行各种修改和变更。
工业适用性
根据本发明的LED单元可被用作构成各种形式的LED照明灯的各单个照明单元。
并且，根据本发明的LED照明灯可被广泛用作一般的照明设备或车辆上安装的前灯等中的照明光源。
附图标记的说明
1         LED单元
2         基座
3         电路板
3b、3c    布线图案
3d        内连接电极
3e、3f    端子电极
4         LED元件
5、6      细金属线
7         树脂体
10、20、30    LED照明灯
11、21、31    支撑构件
32            中空部分

Claims (7)

1.一种发光二极管单元，包括：
具有高的热导率的矩形的基座；
电路板，该电路板具有与所述基座的轮廓形状相同的矩形形状，并且在该电路板的中心部分中具有细长孔，该电路板设置在基座的上表面上，并且细长孔沿电路板的长度方向延伸并且贯穿电路板；
分别沿着细长孔的两侧设置在所述电路板上的一对布线图案(3b，3c)；
以规则间隔连接到所述一对布线图案(3b，3c)的多个内连接电极(3d)，以及设置在所述一对布线图案的一个端部处的一对端子电极(3e，3f)；
设置在基座的上表面上且在电路板的细长孔中的多个发光二极管元件，并且每个所述发光二极管元件通过细金属线与对应的内连接电极(3d)电连接；和
用于密封所述多个发光二极管元件的透光树脂体，所述细金属线连接发光二极管元件和内连接电极以及布线图案；
所述端子电极从所述树脂体露出。
2.根据权利要求1的发光二极管单元，
其中，基座由铜合金材料制成。
3.根据权利要求1的发光二极管单元，
其中，该对端子电极沿基座的长度方向被配置在相互偏移的位置上。
4.一种发光二极管照明灯，包括：
具有高的热导率的支撑构件，和
设置在支撑构件的表面上的如权利要求1所述的发光二极管单元。
5.根据权利要求4的发光二极管照明灯，
其中，支撑构件形成为细长的形状，
并且，多个发光二极管单元沿支撑构件的长度方向被配置。
6.根据权利要求4的发光二极管照明灯，
其中，支撑构件形成为板状形状，
并且，多个发光二极管单元被配置在支撑构件的表面上。
7.根据权利要求4的发光二极管照明灯，
其中，支撑构件形成为多角形筒形状，
并且，多个发光二极管单元被配置在支撑构件的表面上。
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