CN101858543B - 新型低成本高效散热大功率led路灯及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种新型低成本高效散热大功率LED路灯，包括外壳和设于外壳内的多个LED散热发光一体管灯珠串联组件，所述的外壳上还设有反光杯和透光体，每个LED散热发光一体管灯珠串联组件包括LED倒装芯片、全金属支架及玻璃透镜，外壳为金属材质；所述的外壳内设有至少两个固灯金属导热板，所述的LED散热发光一体管灯珠串联组件固定于其中一个固灯金属导热板上，并且，二固灯金属导热板之间还设有与所述LED散热发光一体管灯珠串联组件数量一致的散热器，所述的每个散热器与相应的LED散热发光一体管灯珠串联组件位置上下相对并用固灯导热金属螺丝钉连接。本发明采用新材料及全新的工艺，使其具有高效、独特的散热结构，散热效率高。

Description

新型低成本高效散热大功率LED路灯及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种路灯，特别是涉及一种新型低成本高效散热大功率LED路灯及其生产工艺。 

背景技术

目前，传统的LED大功率路灯，存在以下缺陷：(1)路灯的灯珠安装在PCB板上，由于PCB板容易产生聚温，而不易导热及散热，当芯片导电发光发热后，其热量通过银胶、硅胶传递到铝基板，再通过导热硅胶传递到散热外壳，导热过程复杂，导致层层形成热阻，致使芯片产生结温及光衰问题。无法将灯珠芯片上的热量及时传递出去，大大缩短了灯珠的使用寿命。一般的外壳散热片设计在外壳的顶部，安装好以后顶部会聚集很多灰尘及鸟粪等，使外壳不但不能够迅速散热，反而会形成聚温，使整个路灯使用寿命达不到设计要求。 

由于传统的LED大功率路灯在结构方面存在上述缺陷，导致其生产工艺复杂，生产效率低，质量不稳定，成本高，推广难度大。 

发明内容

本发明的目的是提供一种新型低成本高效散热大功率LED路灯及生产工艺，本发明结构独特，全部采用金属导热，不使用银胶固晶，采用低温焊接，解决了芯片结温。不使用导热硅橡胶、PCB固灯，而采用金属导热板固灯，解决了热阻问题。导热过程简单，散热效率大大提高，所述的外壳顶部设有至少3个热量空气对流孔，以提高内部热量的传递速度。大幅度降低成本，达到可全 面推广的目的。 

本发明的技术方案是：一种新型低成本高效散热大功率LED路灯，包括外壳和设于外壳内的多个LED散热发光一体管灯珠串联组件，所述的外壳上还设有反光杯和透光体，所述的每个LED散热发光一体管灯珠串联组件包括LED倒装芯片、全金属支架及玻璃透镜，所述的外壳为金属材质；所述的外壳内设有至少两个固灯金属导热板，所述的LED散热发光一体管灯珠串联组件固定于其中一个固灯金属导热板上，并且，所述的二固灯金属导热板之间还设有与所述LED散热发光一体管灯珠串联组件数量一致的散热器，所述的每个散热器与相应的LED散热发光一体管灯珠串联组件位置上下相对并用固灯导热金属螺丝钉连接。 

本发明所述的LED倒装芯片与全金属支架低温焊接构成整体，所述的全金属支架通过固灯导热金属螺丝钉将所述的LED散热发光一体管灯珠串联组件固定于相应的固灯金属导热板上；所述散热器的两端分别通过固灯导热金属螺丝钉固定于二固灯金属导热板之间。 

本发明所述的外壳顶部设有至少三个热量空气对流孔，分别位于所述外壳顶部的两侧及中间位置，其中，位于中间的热量空气对流孔同时作为灯杆固定孔。

为了进一步增强本发明的散热效果，所述外壳的两侧外壁上还设有多个散热翼片，外壳两侧的散热翼片与外壳顶部的热量空气对流孔相结合，可以将灯具内部的热量迅速传递并散发到空气中。 

本发明新型低成本高效散热大功率LED路灯的生产工艺，包括以下步骤： 

(1)采用一次成型铝型材工艺加工外壳，使其底部具有热量空气对流孔， 两侧外壁上具有散热翼片； 

(2)将封装好的LED散热发光一体管灯珠串联组件固定于散热器的一端，然后将二者一起固定于其中一个固灯金属导热板上，并用固灯导热金属螺丝钉连接； 

(3)将另一个固灯金属导热板固定于所述散热器的另一端，并用固灯导热金属螺丝钉连接；即将该固灯金属导热板固定于散热器7上远离LED灯珠串联组件的一端； 

(4)将所述多个LED散热发光一体管灯珠串联组件分组，然后将每组LED散热发光一体管灯珠串联组件并联连接到恒流源。 

(5)将所述的二固灯金属导热板连同所述的LED散热发光一体管灯珠串联组件及散热器一起装入外壳内； 

(6)将用于第二次配光的反光杯对应安装于所述的LED散热发光一体管灯珠串联组件上，以达到道路照明要求； 

(7)将透光体密封安装于所述的外壳上。 

本发明所述的步骤(2)中，用固灯导热金属螺丝钉将所述LED散热发光一体管灯珠串联组件与散热器的一端相连接；然后再用固灯导热金属螺丝钉将LED散热发光一体管灯珠串联组件的全金属支架的两侧分别与所述的其中一个固灯金属导热板连接，并使该两侧的固灯导热金属螺丝钉同时与散热器连接。则灯珠热量通过固灯导热金属螺丝钉迅速传递给散热器，而不需要加导热硅胶，使芯片不会产生结温，解决了散热问题；并且，金属固灯导热板把荧光石英玻璃透镜的热量迅速传递给外壳并及时散发到空气中，降低了荧光粉衰减，从而延长了灯珠的0使用寿命。 

本发明所述的步骤(3)中，用固灯导热金属螺丝钉将另一个固灯金属导热 板固定于所述散热器的另一端。则该导热板通过固灯导热金属螺丝钉及时把芯片的热量传递给金属外壳，并完全散发到空气中。 

本发明所述的步骤(7)中，所述的透光体为钢化玻璃或其他透光材料，先将其左右侧边分别通过防水硅橡胶密封安装于所述外壳的两侧内壁上，然后再将所述的透光体的前后侧边分别通过金属材质的散热防水板固定于外壳的前后端面上。 

本发明的有益效果是： 

(1)本发明的新型低成本大功率LED路灯，采用了新材料及全新的工艺，使其具有低成本、高效、独特的散热结构，路灯的外壳及芯片的支架均采用金属材质，其内部还设有分别用于固定灯珠及散热器的二固灯金属导热板。当芯片发光、发热后，热量迅速被金属支架及固灯金属导热板导走，进而将芯片产生的热量通过固灯导热金属螺丝钉迅速传递到散热器，散热器再将热量传递到另一固灯金属导热板，该固灯金属导热板通过金属螺丝钉及时把热量传递到金属外壳，最后，金属外壳把所有的热量全部散发到空气中，散热效率大大提高。本发明解决了芯片的结温、散热及玻璃透镜的荧光粉衰减问题，从而大大延长了灯珠的使用寿命。 

(2)本发明的外壳的两侧分布有散热翼片，顶部设有3个热量空气对流孔，二者相结合，进一步提高了热量的传递速度，即可将灯具内部的热量迅速传递并散发到空气中。 

(3)本发明省去了PCB板及导热硅胶、银胶，进一步简化了灯珠结构，采用固灯金属导热板固灯、导热，使整个灯具的热量全部在金属内部传递，进而使热量更迅速地散发到空气中，生产工艺简单，加工工时短，产品质量稳定。 

(4)本发明还采用了独特的硅橡胶防水结构及相应的生产工艺，可3次隔离水蒸气及灰尘，有效解决了防水问题，装配简单，维护方便。 

附图说明

图1是本发明实施例的剖视图，其中，省去了散热防水板； 

图2是图1中的单个LED散热发光一体管灯珠串联组件与散热器及其中一个固灯金属导热板的装配放大示意图； 

图3是图2中的LED散热发光一体管灯珠串联组件的侧视剖视放大示意图； 

图4是图1中的多个LED散热发光一体管灯珠串联组件与散热器及二固灯金属导热板的装配放大示意图； 

图5是图1中的外壳剖视图，其中，省去了散热防水板； 

图6是本发明实施例的外壳的散热防水板的主视图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。 

本发明的新型低成本高效散热大功率LED路灯的具体实施方式如图1-图6所示，其包括外壳1和设于外壳1内的多个LED散热发光一体管灯珠串联组件2，外壳1上还设有反光杯3和透光体4，每个LED散热发光一体管灯珠串联组件2包括LED倒装芯片21、全金属支架22及玻璃透镜23，外壳1及全金属支架22均为新材质；外壳1内设有两个固灯金属导热板5、6，LED散热发光一体管灯珠串联组件2固定于其中一个固灯金属导热板5上，并且，二固灯金属导热板5、6之间还设有与LED散热发光一体管灯珠串联组件2数量一致 的散热器7，每个散热器7与相应的LED散热发光一体管灯珠串联组件2位置上下相对，并用固灯导热金属螺丝钉9连接。本实施例中，外壳1采用铝合金，全金属支架22采用全铜镜面反光导热支架，固灯金属导热板5、6为导热铝板，玻璃透镜23为荧光石英玻璃透镜，透光体4采用钢化玻璃。LED倒装芯片21的两端分别通过金线连接到导电铜片24的正负极。LED散热发光一体管灯珠串联组件2为大功率LED散热发光一体管灯珠串联组件。 

本实施例中，LED倒装芯片21与全金属支架22采用低温焊接构成整体，全金属支架22通过固灯导热金属螺丝钉9将LED散热发光一体管灯珠串联组件2固定于相应的固灯金属导热板5上；散热器7的两端分别通过固灯导热金属螺丝钉9固定于二固灯金属导热板5、6之间，具体为：全金属支架22的两侧及中部均设有螺钉安装位，即全金属支架22上共安装三个固灯导热金属螺丝钉9，其中，位于全金属支架22两侧的二固灯导热金属螺丝钉9依次穿过固灯金属导热板5及全金属支架22，并最终固定于散热器7上；而位于全金属支架22中部的固灯导热金属螺丝钉9直接将散热器7的一端固定于全金属支架22上，散热器7的另一端通过固灯导热金属螺丝钉9与远离LED散热发光一体管灯珠串联组件2的另一个固灯金属导热板6相连。 

本实施例中，外壳1顶部设有三个热量空气对流孔10，分别位于外壳1顶部的两侧及中间位置，其中，位于中间的热量空气对流孔10同时作为灯杆固定孔，位于两侧的热量空气对流孔10在外壳1内对称布置。远离LED散热发光一体管灯珠串联组件2的固灯金属导热板6与热量空气对流孔10相邻，并且，该固灯金属导热板6与热量空气对流孔10的外壁相连。具体为：热量气对流孔10外壁设有导热支柱12，固灯金属导热板6通过金属导热螺丝钉8与导热支柱12相连。 

外壳1的两侧外壁上还设有多个散热翼片13，散热翼片13在外壳两侧对称分布，并且，散热翼片13的长度延伸方向与热量空气对流孔10的轴线方向平行，散热翼片13的一端设于外壳1上，另一端自外壳1伸出并朝钢化玻璃一侧倾斜，以达到最佳的散热效果。 

本实施例中，透光体4可防水，并用硅橡胶16密封。透光体4的左右侧边分别通过防水硅橡胶16密封安装于外壳1的两侧内壁上，透光体4的前后侧边分别通过金属材质的散热防水板25固定于外壳1的前后端面上。具体为：外壳1两侧内壁上由内而外地对称设有安装凸沿17、密封板18和锁紧凸沿19，安装凸沿17及锁紧凸沿19均与外壳1连为一体；安装凸沿17的外侧及密封板18的内侧分别设有防水硅橡胶16，锁紧凸沿19上设有锁紧螺丝钉20，透光体4的左右侧边设于安装凸沿17及密封板18的防水硅橡胶16之间，并通过锁紧螺丝钉20固定，即透光体4的外侧及内侧边缘均通过防水硅橡胶16进行防水密封，密封板18的外侧还专门设有便于锁紧螺丝钉20施力的凹槽。并且，安装凸沿17的外侧上嵌装有一处防水硅橡胶16，密封板18的内侧共嵌装有两处防水硅橡胶16，且与安装凸沿17上的防水硅橡胶16错开布置，从而实现三次隔离水蒸气及灰尘的目的，以达到最佳的防水及密封效果。散热防水板25通过螺丝钉固定于外壳1的前后端面上。 

本实施例中，外壳1内壁设有对称布置的导热板安装凸沿14及导热板安装槽15，其中一个固灯金属导热板5的两端搭接固定于导热板安装凸沿14处，另一个固灯金属导热板6的两端插装固定于导热板安装槽15内，二固灯金属导热板5、6分别通过金属螺丝钉固定在外壳1内，即二固灯金属导热板5、6均与外壳1内壁直接接触，以实现热量的快速传递。 

本实施例新型低成本高效散热的大功率LED路灯的生产工艺，包括以下步 骤： 

(1)采用一次成型铝型材工艺加工外壳1，使其底部具有热量空气对流孔10，两侧外壁上具有散热翼片13； 

(2)将封装好的LED散热发光一体管灯珠串联组件2固定于散热器7的一端，然后将二者一起固定于其中一个固灯金属导热板5上； 

具体为：用固灯导热金属螺丝钉9将LED散热发光一体管灯珠串联组件2的全金属支架22的中部与散热器7的一端相连接；然后再用固灯导热金属螺丝钉9将全金属支架22的两侧分别与其中一个固灯金属导热板5相连接，并使该两侧的固灯导热金属螺丝钉9同时与散热器7相连接。 

LED散热发光一体管灯珠串联组件2采用真空封装方法来封装，该真空封装方法包括低温焊接固晶、焊金线和盖荧光石英玻璃透镜三个步骤，具体为：在富氧条件下，将LED倒装芯片21低温焊接到全金属镜面反光导热支架上，然后焊金线，最后盖上荧光石英玻璃透镜。 

(3)用固灯导热金属螺丝钉9将另一个固灯金属导热板6固定于散热器7的另一端。 

(4)将多个LED散热发光一体管灯珠串联组件2分组，然后将每组LED散热发光一体管灯珠串联组件2并联连接到恒流电源。本实施例中，将每六个LED灯珠串联组件2分为一组。 

(5)将二固灯金属导热板5、6连同LED散热发光一体管灯珠串联组件2及散热器7一起用金属螺丝钉装入外壳1内； 

(6)将用于第二次配光的反光杯3对应安装于LED散热发光一体管灯珠串联组件2上； 

(7)透光体4采用钢化玻璃，先将其左右侧边分别通过防水硅橡胶16密封安装于外壳1的两侧内壁上，并用锁紧螺丝钉20固定；然后在外壳1的前后端面处安装金属材质的散热防水板25，并通过导热金属螺丝钉固定，从而将透光体4的前后侧边进行防水密封。散热防水板25与钢化玻璃之间用硅橡胶密封。 

本实施例的LED大功率路灯工作时，其散热流程如下： 

(1)全金属支架22把LED倒装芯片21的热量迅速传递给散热器7； 

(2)玻璃透镜23的热量经导热铝板传递给外壳1，并散发到空气中；散热器7的热量经过固灯导热金属螺丝钉9迅速传递给二固灯金属导热板5、6，并进一步传递给外壳1，散发到空气中； 

(3)外壳1的散热翼片13及三个热量空气对流孔10把灯具内部传递过来的热量全部散发到空气中。 

综上所述：本发明的优选实施构成的灯具，均属于本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围的所作的等同变化的灯具，均属本发明所涵盖的范围。 

Claims (9)

1.一种新型低成本高效散热大功率LED路灯，包括外壳(1)和设于外壳(1)内的多个LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)，所述的外壳(1)上还设有反光杯(3)和透光体(4)，其特征在于所述的每个LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)包括LED倒装芯片(21)、全金属支架(22)及玻璃透镜(23)，所述的外壳(1)为金属材质；所述的外壳(1)内设有至少两个固灯金属导热板(5、6)，所述的LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)固定于其中一个固灯金属导热板(5)上，并且，所述的二固灯金属导热板(5、6)之间还设有与所述LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)数量一致的散热器(7)，所述的每个散热器(7)与相应的LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)位置上下相对并用固灯导热金属螺丝钉(9)连接。

2.根据权利要求1所述的新型低成本高效散热大功率LED路灯，其特征在于所述的LED倒装芯片(21)与其全金属支架(22)低温焊接构成整体，所述的全金属支架(22)通过固灯导热金属螺丝钉(9)将所述的LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)固定于相应的固灯金属导热板(5)上；所述散热器(7)的两端分别通过固灯导热金属螺丝钉(9)固定于二固灯金属导热板(5、6)之间。

3.根据权利要求2所述的新型低成本高效散热大功率LED路灯，其特征在于所述的外壳(1)顶部设有至少三个热量空气对流孔(10)。

4.根据权利要求3所述的新型低成本高效散热大功率LED路灯，其特征在于所述的外壳(1)顶部设有三个所述的热量空气对流孔(10)，分别位于所述外壳(1)顶部的两侧及中间位置，其中，位于中间的热量空气对流孔(10)同时作为灯杆固定孔。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的新型低成本高效散热大功率 LED路灯，其特征在于所述外壳(1)的两侧外壁上还设有多个散热翼片(13)。

6.根据权利要求5所述的新型低成本高效散热大功率LED路灯，其特征在于所述的透光体(4)可防水，并用硅橡胶(16)密封。

7.一种权利要求1中所述的新型低成本高效散热大功率LED路灯的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)采用一次成型铝型材工艺加工外壳(1)，使其底部具有热量空气对流孔(10)，两侧外壁上具有散热翼片(13)；

(2)将封装好的LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)固定于散热器(7)的一端，然后将二者一起固定于其中一个固灯金属导热板(5)上，并用固灯导热金属螺丝钉(9)连接；

(3)将另一个固灯金属导热板(6)固定于所述散热器(7)的另一端，并用固灯导热金属螺丝钉(9)连接；

(4)将所述多个LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)分组，然后将每组LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)并联连接到恒流源;

(5)将所述的二固灯金属导热板(5、6)连同所述的LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)及散热器(7)一起装入外壳(1)内；

(6)将用于第二次配光的反光杯(3)对应安装于所述的LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)上；

(7)将透光体(4)密封安装于所述的外壳(1)上。

8.根据权利要求7所述的新型低成本高效散热大功率LED路灯的生产工艺，其特征在于所述的步骤(2)中，用固灯导热金属螺丝钉(9)将所述LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)与散热器(7)的一端相连接；然后再用固灯导 热金属螺丝钉(9)将LED散热发光一体管灯珠串联组件(2)的全金属支架(22)的两侧分别与所述的其中一个固灯金属导热板(5)连接，并使该两侧的固灯导热金属螺丝钉(9)同时与散热器(7)连接。

9.根据权利要求8所述的新型低成本高效散热大功率LED路灯的生产工艺，其特征在于上述的步骤(7)中，所述的透光体(4)采用钢化玻璃，先将其左右侧边分别通过防水硅橡胶(16)密封安装于外壳(1)的两侧内壁上，并用锁紧螺丝钉(20)固定；然后在外壳(1)的前后端面处安装金属材质的散热防水板(25)，并用导热螺钉固定，从而将透光体(4)的前后侧边进行防水密封。 

Images