CN101964391A - 一种新型集成防水大功率led散热发光一体管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，包括芯片、支架及透镜，所述的支架为铜铝合成的全金属散热一体式支架，具体为：所述的支架主体采用铝材，所述主体中央嵌入有铜材，所述的芯片低温焊接于所述支架的铜材表面，即所述的芯片与所述的支架构成整体。本发明结构简单，采用新材料、新工艺，真空无尘、无有害气体封装合成，充分保证了产品的质量。

Description

一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管
技术领域
本发明涉及一种集成防水LED灯珠，特别涉及一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管。
背景技术
目前，传统的大功率LED存在以下缺陷：
(1)LED封装采用PC透镜，支架采用铜塑合成，固晶采用银胶及PCB线路铝基板，主要靠胶水传递热量，散热效率极低；(2)采用点胶技术，荧光粉直接点在芯片表面，则芯片发热高温将直接影响荧光粉；由于塑胶或树脂本身并不传热、导热，并且容易产生聚温，当芯片发光、发热时，热量无法及时传递出去，致使芯片形成结温，荧光粉形成光衰及老化。现有的大功率LED的散热性能是由封装材料决定的，致使终端应用产品散热设计再合理都不能从根本上解决芯片结温和荧光粉衰减问题。
由于传统的大功率LED结构方面存在上述缺陷，导致其产生工艺复杂，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集成防水大功率LED散热发光一体管，本发明结构简单，采用新材料、新工艺，真空无尘、无有害气体封装合成，充分保证了产品的质量。
本发明的技术方案是：一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，包括芯片、支架及透镜，所述的支架为铜铝合成的全金属散热一体式支架，具体为：所述的支架主体采用铝材，所述主体中央嵌入有铜材，所述的芯片低温焊接于所述支架的铜材表面，即所述的芯片与所述的支架构成整体。
本发明可以作以下改进，所述支架的铜材上设有一内凹平面，即所述的内凹平面相对于支架主体的外端面内凹，所述的芯片设于该内凹平面上。
本发明所述铜材的内凹平面上共设有多个相串连或并连的芯片。
本发明还可以作以下改进，所述的透镜为内表面涂布有荧光粉层的玻璃透镜，该玻璃透镜密封固定于所述的支架上。
本发明所述透镜的内侧与支架之间设有硅橡胶防水圈，所述透镜的外侧设有将其压紧固定的金属固镜圈，所述的金属固镜圈通过金属螺丝固定于所述的支架上。
本发明可以作如下改进，所述芯片的正负极五金片上设有用于绝缘的陶瓷片。
本发明所述的支架主体同时作为散热外壳，其上设有多个散热翼片。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的新型集成防水大功率LED散热发光一体管，采用新材料铜铝合成全金属支架，使其具有低成本、散热效率高、耐低温、防震等优点；
(2)本发明采用正负极绝缘陶瓷镀金铜片导电，使封装设备在低温情况下进行焊接操作，减少高温对芯片的损伤；
(3)本发明不采用银胶固晶，而是采用低温焊接技术，使芯片与铜铝合成全金属支架构成整体，使芯片1在发光、发热过程中热阻降到最低，由于铜导热快，铝散热快，因此将芯片1的结温降到最低，有效解决了芯片结温问题，大大延长了芯片的使用寿命；
(4)本发明不采用PC、硅树脂透镜，不采用点胶技术，而是采用最新的荧光粉涂布技术，荧光粉被均匀涂布在玻璃透镜内表面，使芯片发热高温不会直接影响荧光玻璃透镜，解决了色温不一致的问题；紫外光辐射也不会使透镜老化、变黄，形成光衰；
(5)本发明采用防水硅橡胶及金属固镜圈，压紧于硅橡胶防水圈及玻璃透镜的外围，达到防水、防尘、防震、防有害气体等目的；
(6)本发明不采用PCB线路铝基板及导热硅胶，使热量在传递过程中没有热阻，而是直接用金属螺丝固定在灯具上，使热量在金属内部快速传递，并散发到空中；
(7)本发明解决了终端产品功率大的问题，不需要设计复杂的防水、防尘结构，使设计更简便，美观；独特的结构节约了大量资源，装配简单、维护方便、成本低，实用性强。
附图说明
图1为本发明实施例的正视图；
图2为本发明实施例的焊接有芯片的支架剖视放大示意图，图中省去了散热翼片；
图3为本发明实施例的封装好的LED灯珠剖视放大示意图，图中省去了散热翼片；
图4为图3的B向局部放大示意图；
图5为本发明实施例的透镜侧视放大示意图；
图6为本发明实施例的金属固镜圈的结构放大示意图；
图7为本发明实施例的硅橡胶防水圈的结构放大示意图；
图8为本发明实施例的正负极五金片的结放大构示意图；
图9为本发明实施例的绝缘陶瓷陶瓷片的结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的具体实施方式如图1-9所示，一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，包括芯片1、支架2及透镜3，支架2为铜铝合成的全金属散热一体式支架，具体为：支架2主体采用铝材21，主体中央嵌入有铜材22，芯片1采用金属锡低温焊接于支架2的铜材22表面，即芯片1与支架2构成整体。
本实施例中，支架2的铜材22上设有一内凹平面221，即内凹平面221相对于支架2主体的外端面内凹，芯片1设于该内凹平面221上。铜材22的内凹平面221上共设有多个相串连或并连的芯片1。透镜3为内表面涂布有荧光粉层31的玻璃透镜，该玻璃透镜密封固定于支架2上。具体为：透镜3的内侧与支架2之间设有硅橡胶防水圈5，透镜3的外侧设有将其压紧固定的金属固镜圈4，金属固镜圈4通过金属螺丝6固定于支架2上，以达到防水，防尘的目的。支架2的铜材22外缘设有一圈定位凹台222，相应地，透镜3外缘设有一圈与该定位凹台222相适配的外翻式定位沿32，该定位沿32的厚度与定位凹台222的深入相对应，以使定位沿32的外表面与支架2主体的外端面相平齐；硅橡胶防水圈5设于定位凹台222与定位沿32之间；透镜3的定位沿32与金属固镜圈4之间还注有防水硅橡胶。
硅橡胶防水圈5上还设有二定位柱51、52，相应地，铜材22的定位凹台222上设有用于容纳定位柱51、52的二定位槽，金属固镜圈4的环形内缘压紧于透镜3的定位沿32上，环形外缘通过金属螺丝6压紧固定于支架2的铝材21外端面上。芯片1的正负极五金片11上设有用于绝缘的陶瓷片12。用金线焊接镀金五金片的正负极，正负极五金片11的另一端用电线焊接，并与恒流源连结，从而完成导电发光，发热。
支架2主体同时作为散热外壳，其上设有多个散热翼片23，散热翼片23均匀分布于支架2主体的圆柱状回转面上，并且，散热翼片23呈弧形向外伸出。支架2上散热翼片23与铜材22之间的部分呈轮毂状，减轻整体重量的同时，更利于散热。支架2上设有分布于透镜3外围及散热翼片23上的多个螺丝定位孔24。
本实施例的新型集成防水大功率LED散热发光一体管的封装工艺，包括如下步骤：
(1)采用成型铝材工艺，制作铜铝合成的全金属散热一体式支架2，然后把芯片1低温焊接在支架2内，使芯片1与支架2构成整体，保证了芯片发光、发热时，热能在金属内部迅速传递给散热外壳，并散发到空中；
(2)将低温焊好的芯片1固晶后，采用超声波焊接金线，然后将多个芯片1串并结合集成于支架2内；
(3)将硅橡胶防水圈5安装于支架防水位，即定位凹台222上，然后将荧光玻璃透镜3安装于硅橡胶防水圈5上，并加注硅橡胶，同时把金属固镜圈4用金属螺丝6固定，整过程在真空室完成。
上述工艺可以简化为以下流程：铜铝合成支架→芯片低温焊接→金线焊接镀金正负极→防水硅橡胶→荧光玻璃透镜→金属固镜圈。
本实施例的铜铝合成散热发光一体管的热量传递过程如下：芯片1导电发光发热后，热量迅速传给铜铝合成的支架2，并进一步通过散热外壳散发出去。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，包括芯片(1)、支架(2)及透镜(3)，其特征在于所述的支架(2)为铜铝合成的全金属散热一体式支架，具体为：所述的支架(2)主体采用铝材(21)，所述主体中央嵌入有铜材(22)，所述的芯片(1)低温焊接于所述支架(2)的铜材(22)表面，即所述的芯片(1)与所述的支架(2)构成整体。
2.根据权利要求1所述的一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，其特征在于所述支架(2)的铜材(22)上设有一内凹平面(221)，即所述的内凹平面(221)相对于支架(2)主体的外端面内凹，所述的芯片(1)设于该内凹平面(221)上。
3.根据权利要求2所述的一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，其特征在于所述铜材(22)的内凹平面(221)上共设有多个相串连或并连的芯片(1)。
4.根据权利要求3所述的一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，其特征在于所述的透镜(3)为内表面涂布有荧光粉层(31)的玻璃透镜，该玻璃透镜密封固定于所述的支架(2)上。
5.根据权利要求4所述的一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，其特征在于所述透镜(3)的内侧与支架(2)之间设有硅橡胶防水圈(5)，所述透镜(3)的外侧设有将其压紧固定的金属固镜圈(4)，所述的金属固镜圈(4)通过金属螺丝(6)固定于所述的支架(2)上。
6.根据权利要求5所述的一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，其特征在于所述支架(2)的铜材(22)外缘设有一圈定位凹台(222)，相应地，所述透镜(3)外缘设有一圈与该定位凹台(222)相适配的外翻式定位沿(32)；所述的硅橡胶防水圈(5)设于所述的定位凹台(222)与定位沿(32)之间；所述透镜(3)的定位沿(32)与所述的金属固镜圈(4)之间还注有防水硅橡胶。
7.根据权利要求6所述的一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，其特征在于所述硅橡胶防水圈(5)上设有二定位柱(51、52)，相应地，所述铜材(22)的定位凹台(222)上设有用于容纳所述定位柱(51、52)的二定位槽。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，其特征在于所述芯片(1)的正负极五金片(11)上设有用于绝缘的陶瓷片(12)。
9.根据权利要求8所述的一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，其特征在于所述的支架(2)主体同时作为散热外壳，其上设有多个散热翼片(23)。
10.根据权利要求9所述的一种新型集成防水大功率LED散热发光一体管，其特征在于所述的散热翼片(23)均匀分布于所述的支架(2)主体的回转面上，并且，所述的散热翼片(23)呈弧形向外伸出。
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