CN102359715A - 一种无散热器透气式led照明设备及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无散热器透气式LED照明设备，其中若干个LED芯片(3)固定在光源母版(4)上，并且所述光源母版(4)在每若干个所述LED芯片(3)的中间开有散热孔(5)。为了实现上述无散热器的透气式设计，本发明进一步提供了一种无散热器透气式LED照明设备的实现方法。本发明采用了无散热器的透气式设计，完全取消了原有的金属板散热器，明显改善了散热性能，减小了LED照明设备的体积、厚度和重量，节约了生产工序和成本。

Description

一种无散热器透气式LED照明设备及其实现方法
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，特别涉及一种无散热器的透气式LED照明设备及其实现方法。
背景技术
随着节能减排运动的发展，LED作为一种绿色环保的新型照明技术也得到了日益广泛的普及应用。相比传统灯具，LED照明设备的优点在于：耗电量显著降低，生产制造对环境无污染，寿命更长，对电网波动适应性强，故障率低，性能稳定。因此，LED照明必然成为今后主流的照明技术，具有广阔的市场前景。
LED灯具的寿命受到环境温度的显著影响，因此高性能的散热结构成为LED照明设备中的关键因素。然而，现有的LED照明设备大多采用金属板散热器进行散热，但是这种设备不但消耗大量金属资源，散热效果也不好，而且体积大、重量重、生产工序复杂。实践证明，传统的金属板散热器机构不利于LED照明设备向着高性能、低成本、小型化的方向发展，成为制约LED照明技术进步的瓶颈。
发明内容
为了克服传统LED照明设备散热结构上的缺陷，解决现有LED照明技术中的散热难题，本发明采用了无散热器的透气式设计，完全取代了原有金属板散热器的功能，明显改善了散热性能。
本发明的无散热器透气式LED照明设备，其特征在于，LED芯片(3)固定在光源母版(4)上，并且所述光源母版(4)在每若干个所述LED芯片(3)的中间开有散热孔(5)。
优选地，所述LED芯片(3)以矩阵排列在光源母版(4)上，并且在每四个所述LED芯片(3)的中间开有散热孔(5)。进一步优选地，所述散热孔(5)的直径为LED芯片(3)之间的间距减去1毫米。
优选地，所述光源母版(4)是镀银或者镀铝高反光的金属纤维电路板或者铝基板或者陶瓷板。
优选地，所述LED芯片(3)通过固晶固定在光源母版(4)上并且通过打线(2)进行连接。
优选地，每个所述LED芯片(3)上覆盖荧光粉与硅胶(1)的混合物。
优选地，所述LED芯片(3)根据供电电源的电压高低串联或并联到电源接口(6、7)。
为了实现上述无散热器的透气式设计，本发明进一步提供了一种无散热器透气式LED照明设备的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，计算达到照明光通量需求所需要的LED芯片(3)的数量；
步骤2，确定每两个LED芯片(3)之间的距离，并按照矩阵方式在光源母版(4)上对所述LED芯片(3)进行排列；
步骤3，在每若干个所述LED芯片(3)的中间对所述光源母版(4)挖散热孔(5)；
步骤4，将所述LED芯片(3)通过固晶的方法固定于光源母版(4)并且通过打线(2)连接；
步骤5，将特定颜色的荧光粉与硅胶(1)相混合，用注胶针将荧光粉与硅胶(1)的混合物覆盖在每个LED芯片(3)上；
步骤6，根据供电电源的电压高低以串联或者并联方式将所述LED芯片(3)连接到电源接口(6、7)。
优选地，所述步骤1中根据照明光通量需求除以LED的照明效率计算LED功率需求，再根据每个LED芯片(3)的功率计算所需要的LED芯片(3)的数量。
优选地，所述步骤3中将所述散热孔(5)的直径设置为LED芯片(3)之间的间距减去1毫米。
本发明采用了无散热器的透气式设计，完全取代了原有金属板散热器的功能，明显改善了散热性能，减小了LED照明设备的体积、厚度和重量；由于体积减小，可以根据需求生产出各种式样的照明设备；取消了原有的金属片散热器，节约了生产成本，而且在生产过程中减少了一道工序，使之更容易实现自动化生产。
附图说明
图1为本发明优选实施例的LED照明设备结构示意图；
图2为本发明优选实施例的LED芯片固定结构放大示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施方式并配合附图详予说明。
图1为本发明优选实施例的LED照明设备结构示意图。本发明最主要的改进是采用了无散热器的透气式设计，完全取消了原有LED照明设备的金属板散热器，同时以透气结构实现照明设备内部的对流散热，明显提高了散热效率。如图1所示，若干LED芯片3固定在光源母版4上，并且所述光源母版4在每若干个所述LED芯片3的中间开有散热孔5。根据实现照明所需要的照明光通量设计所需要的LED芯片3的数量。在图1所示的实施例中，所述LED芯片3以4×3矩阵排列在光源母版4上，通过打线2实现电连接，并且在每四个所述LED芯片3的中间开有一个散热孔5。本实施例中所述散热孔5为圆形，直径为LED芯片3之间的间距减去1毫米，这样能够最大限度的利用LED芯片3之间的间隔空间进行开孔，使热空气充分地实现对流，提高散热效率。当然，也可以根据实际需要和工艺设计采用其它形状的散热孔，如方形、菱形等。这里所述的光源母版4是镀银或者镀铝高反光的金属纤维电路板或者铝基板或者陶瓷板。
图2是本发明优选实施例的LED芯片固定结构放大示意图，具体示出了LED芯片3在光源母版4上的固定方式。如图，所述LED芯片3通过固晶固定在光源母版4上并且通过打线2实现电连接。每个所述LED芯片3上覆盖荧光粉与硅胶1的混合物，荧光粉可采用多种颜色，从而保护LED芯片并且实现所需要的照明颜色。LED芯片3可根据供电电源的电压高低串联或分为几组相互并联，以保证LED芯片3取得适当的驱动电压。在图1中，LED芯片3串联到电源接口6、7。
本发明进一步提供了上述无散热器透气式LED照明设备的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，计算达到照明光通量需求所需要的LED芯片3的数量。首先按照照明光通量需求(100-10000流明)，除以LED的照明效率(100流明/W)计算出LED功率的需求。如采用每颗0.1W的小功率LED芯片3，则根据LED功率计算出需要使用多少颗LED芯片3。
步骤2，确定每两个LED芯片3之间的距离，并按照矩阵方式在光源母版4上对所述LED芯片3进行排列；
步骤3，在每若干个所述LED芯片3的中间对所述光源母版4挖散热孔5；其中将所述散热孔5的直径设置为LED芯片3之间的间距减去1毫米，以最大限度地利用LED芯片3之间的间隔空间；
步骤4，将所述LED芯片3通过固晶的方法固定于光源母版4并且通过打线2连接；
步骤5，将特定颜色的荧光粉与硅胶1相混合，用注胶针将荧光粉与硅胶1的混合物覆盖在每个LED芯片3上；
步骤6，根据供电电源的电压高低以串联或者并联方式将所述LED芯片3连接到电源接口6、7。
本发明采用了无散热器的透气式设计，显著改善了散热性能，减小了LED照明设备的体积、厚度和重量。本发明的LED照明设备由于取消了散热器，整体呈扁平状。由于体积和厚度明显减小，可以根据需求生产出各种式样的照明设备；取消了原有的金属片散热器还进一步节约了生产成本，而且在生产过程中减少了一道工序，使之更容易实现自动化生产。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无散热器透气式LED照明设备，其特征在于，LED芯片(3)固定在光源母版(4)上，并且所述光源母版(4)在每若干个所述LED芯片(3)的中间开有散热孔(5)。
2.根据权利要求1所述的LED照明设备，其特征在于，所述LED芯片(3)以矩阵排列在光源母版(4)上，并且在每四个所述LED芯片(3)的中间开有散热孔(5)。
3.根据权利要求2所述的LED照明设备，其特征在于，所述散热孔(5)的直径为LED芯片(3)之间的间距减去1毫米。
4.根据权利要求1所述的LED照明设备，其特征在于，所述光源母版(4)是镀银或者镀铝高反光的金属纤维电路板或者铝基板或者陶瓷板。
5.根据权利要求1所述的LED照明设备，其特征在于，所述LED芯片(3)通过固晶固定在光源母版(4)上并且通过打线(2)进行连接。
6.根据权利要求1所述的LED照明设备，其特征在于，每个所述LED芯片(3)上覆盖荧光粉与硅胶(1)的混合物。
7.根据权利要求1所述的LED照明设备，其特征在于，所述LED芯片(3)根据供电电源的电压高低串联或并联到电源接口(6、7)。
8.一种无散热器透气式LED照明设备的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，计算达到照明光通量需求所需要的LED芯片(3)的数量；
步骤2，确定每两个LED芯片(3)之间的距离，并按照矩阵方式在光源母版(4)上对所述LED芯片(3)进行排列；
步骤3，在每若干个所述LED芯片(3)的中间对所述光源母版(4)挖散热孔(5)；
步骤4，将所述LED芯片(3)通过固晶的方法固定于光源母版(4)并且通过打线(2)连接；
步骤5，将特定颜色的荧光粉与硅胶(1)相混合，用注胶针将荧光粉与硅胶(1)的混合物覆盖在每个LED芯片(3)上；
步骤6，根据供电电源的电压高低以串联或者并联方式将所述LED芯片(3)连接到电源接口(6、7)。
9.根据权利要求8所述的实现方法，其特征在于，所述步骤1中根据照明光通量需求除以LED的照明效率计算LED功率需求，再根据每个LED芯片(3)的功率计算所需要的LED芯片(3)的数量。
10.根据权利要求8所述的实现方法，其特征在于，所述步骤3中将所述散热孔(5)的直径设置为LED芯片(3)之间的间距减去1毫米。
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