CN102705750A - 一种led射灯光源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED射灯光源，包括芯片、印刷电路板、金属线、荧光粉和透明胶体混合物和碗形的金属外壳，金属外壳底部有至少一个通孔，LED芯片固定在金属外壳底部的内表面，印刷电路板固定在金属外壳底部的外表面，金属线穿过通孔将芯片电极与印刷电路板的焊盘连接，荧光粉和透明胶体混合物覆盖芯片并填充密封通孔。本发明解决的技术问题在于LED射灯的结构简化和一体成型。通过本发明公开LED射灯光源将光源的外壳与反光壳体合并成为一个整体，有效地简化了产品的结构，降低了产品的成本同时还通过开放式的金属壳体有效地提高了光源的散热性能，进而提高LED光源的发光效率和色纯度。
Description
技术领域
本发明涉及一种光源，特别是一种LED射灯光源。
背景技术
LED的核心发光部分是由p型和n型半导体的pn结管芯，当pn结通过电流，电子与空穴相当移动并结合时，就会发出可见光、紫外光或近红外光。但是pn结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射的几率相同。因此并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与封装材料。
一般情况下，LED的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃,光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度。另外，当正向电流流经pn结，发热性损耗使pn结结区温度升高。在室温附近，温度每升高1℃，LED的发光强度会相应地减少1﹪左右。故而封装散热性能，在保持LED工作发光时的色纯度与发光强度显得尤为重要。以往多采用减少其驱动电流的办法，降低pn结结区温度，来保持发光的色纯度以及光照强度，多数的LED的驱动电流都保持在20mA左右。但是LED的光输出会随着电流的增大而增加，目前很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级，需要改进封装结构。
进入21世纪后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，红、橙LED光效已达到100 lm/W，绿LED为50 lm/W,单只LED的光通量也达到数十流明（lm）。LED芯片和封装不再沿袭传统的设计理念和制造生产模式，在增加芯片的光输出方面，研发不仅仅限于改变改变材料内的杂质数量，晶格缺陷和位错来提高内部效率，同时，如何改善管芯及封装内部结构，增强LED内部产生光子出射的几率，提高光效、解决散热、取光和热沉优化设计，改进光学性能。
故而为了保证LED光源具有较高的发光效率，LED光源的封装结构上通常具有很大的散热部件，同时封装同时具有反射件以及保护外壳，这使得LED光源散发热量的传播径程增长，增加了芯片散发热量的扩散难度，从而影响了芯片的发光效率和光源发射光线的色纯度。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种LED射灯光源将光源的外壳与反光壳体合并成为一个整体，有效地简化了产品的结构，降低了产品的成本同时还通过开放式的金属壳体有效地提高了光源的散热性能，进而提高LED光源的发光效率和色纯度。
本发明公开的LED射灯光源，包括芯片、印刷电路板、金属线、荧光粉和透明胶体混合物和碗形的金属外壳，金属外壳底部有至少一个通孔，芯片固定在金属外壳底部的内表面，印刷电路板固定在金属外壳底部的外表面，金属线穿过通孔将芯片电极与印刷电路板的焊盘连接，荧光粉和透明胶体混合物覆盖芯片并填充密封通孔。本发明公开的LED射灯光源通过将传统的反光器件金属杯罩与保护外壳结合为一个整体，有效地简化了LED射灯光源的封装结构，简化了LED射灯光源的生产与组装工艺，有效地降低了产品生产的人力成本和资源消耗，很大地降低了产品的成本，并通过简单的结构降低了LED光源芯片工作发热的散发路径，提高了散发效率，从而提高了光源LED芯片的发光效率和发光色纯度。
本发明公开的LED射灯光源的一种改进，印刷电路板将金属外壳的至少一个通孔密封。本改进通过将调控设置在金属外壳下的印刷电路板的大小，进而使得印刷电路板能够随着LED射灯中安装芯片数量的多少进而调控大小，并对金属外壳底部的通孔进行有选择的封闭，在LED射灯光源的生产工作中节约了对印刷电路板的使用，避免了器件的浪费，降低了生产的成本。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，印刷电路板将金属外壳的所有通孔密封。本改进通过将金属外壳底部的通孔用设置在其底部的印刷电路板全部分别，利用LED射灯光源所必不可少的部件实现了对通孔的封闭，有效地提高了光源中部件利用效率，避免了需要采用额外的结构或者部件来实现通过封闭，并通过对通孔的封闭有效地防止了金属外壳底部的芯片上设置荧光粉和透明胶体混合物时其通过通孔进入金属外壳底部外侧，有效地防止了材料的无谓损耗，降低了产品的生产成本。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，金属外壳为内表面抛光的铝合金壳或者内表面镀银的铜壳。本改进通过采用内表面抛光的铝合金壳或者内表面镀银的铜壳，有效地提高了金属外壳的光线反射效果，提高了对芯片发光的利用率，提高了LED射灯光源在同等条件下的光照效果。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，金属外壳底部的通孔为斜坡或阶梯状上窄下宽通孔。本改进将金属外壳底部的通孔设置为斜坡或阶梯状上窄下宽通孔，有利于扩大金属外壳底部上侧的LED芯片的安装面积，有效地提高LED射灯光源的光照功率和光照强度，同时上窄下宽的通孔结构还有利于在加设荧光粉和透明胶体混合物时降低混合物下下方泄漏的可能，从而有效地提高了产品的美观性，以及避免产品材料的浪费降低生产成本。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，印刷电路板嵌设在金属外壳的下表面。本改进将印刷电路板嵌设在金属外壳的下表面，通过镶嵌的方法有效地避免了对电路板的额外固定，有效地简化了产品的生产工艺流程，提高了生产效率，同时还能够通过镶嵌的方法将电路板固定在金属外壳内有效地提高了产品中印刷电路板的稳定性，本改进有效地降低了LED射灯光源的生产成本。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，金属外壳内表面为光滑曲面或光滑微平面组成的反射面。本改进通过将金属外壳的内表面设置为光滑曲面或者光滑微平面，有效地提高了金属外壳的反射效率，并且具有加工简单的特点。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，荧光粉和透明胶体混合物中还包括高反射率粉末，高反射率粉末为BaSO4或者TiO2或者BaSO4与TiO2混合物。本改进通过在荧光粉和透明胶体混合物中添加高反射率的粉末，有效地提高了混合物调节光照均匀度的能力，提高了射灯光源的发光光照均匀度，避免了LED射灯光源光照强度不均匀状况的出现。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，金属外壳外部敷设有防护层，防护层为橡胶敷设层或者塑胶弹性体敷设层。本改进通过在金属外壳的外部设置橡胶或者塑胶弹性体防护层，有效地位金属外壳提供了保护，降低了金属外壳在使用过程中受损，进而导致金属外壳对LED芯片发光光线反射和调节效果的性能。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，防护层上开设有散热孔，散热孔为点阵列圆孔或者点阵列散热方孔或者点阵列散热异形孔或者栅栏形条形孔。本改进通过设置带有散热孔的在提高金属外壳防护能力的同时，还有效地保证了LED射灯光源的散热性能。
本发明公开的LED射灯光源通过将传统的反光器件金属杯罩与保护外壳结合为一个整体，并采用与芯片规模相适应的通孔以及采用印刷电路板选择性地将通孔封闭以及驾驶高反射粉末与防护层等，有效地简化了LED射灯光源的封装结构，简化了LED射灯光源的生产与组装工艺，有效地降低了产品生产的人力成本和资源消耗，很大地降低了产品的成本，并通过简单的结构降低了LED光源芯片工作发热的散发路径，提高了散发效率，从而提高了光源LED芯片的发光效率和发光色纯度同时还有效地位金属外壳提高了保护，降低在使用过程中发生破损的可能，保证了产品的质量稳定性。
附图说明
图1、本发明公开的一种LED射灯光源的结构示意图。
附图标明列表：
1、金属外壳； 2、金属线； 3、芯片
4、印刷电路板 5、荧光粉和透明胶体混合物
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，本发明公开的LED射灯光源，包括芯片3、印刷电路板4、金属线2、荧光粉和透明胶体混合物5和碗形的金属外壳1，金属外壳1底部有至少一个通孔，芯片3固定在金属外壳1底部的内表面，印刷电路板4固定在金属外壳1底部的外表面，金属线2穿过通孔将芯片3电极与印刷电路板4的焊盘连接，荧光粉和透明胶体混合物5覆盖芯片并填充密封通孔。本发明公开的LED射灯光源通过将传统的反光器件金属杯罩与保护外壳结合为一个整体，有效地简化了LED射灯光源的封装结构，简化了LED射灯光源的生产与组装工艺，有效地降低了产品生产的人力成本和资源消耗，很大地降低了产品的成本，并通过简单的结构降低了LED光源芯片工作发热的散发路径，提高了散发效率，从而提高了光源LED芯片的发光效率和发光色纯度。
本发明公开的LED射灯光源的一种改进，印刷电路板4将金属外壳1的至少一个通孔密封。本改进通过将调控设置在金属外壳下的印刷电路板的大小，进而使得印刷电路板能够随着LED射灯中安装芯片数量的多少进而调控大小，并对金属外壳底部的通孔进行有选择的封闭，在LED射灯光源的生产工作中节约了对印刷电路板的使用，避免了器件的浪费，降低了生产的成本。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，印刷电路板4将金属外壳1的所有通孔密封。本改进通过将金属外壳底部的通孔用设置在其底部的印刷电路板全部分别，利用LED射灯光源所必不可少的部件实现了对通孔的封闭，有效地提高了光源中部件利用效率，避免了需要采用额外的结构或者部件来实现通过封闭，并通过对通孔的封闭有效地防止了金属外壳底部的芯片上设置荧光粉和透明胶体混合物时其通过通孔进入金属外壳底部外侧，有效地防止了材料的无谓损耗，降低了产品的生产成本。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，金属外壳1为内表面抛光的铝合金壳或者内表面镀银的铜壳。本改进通过采用内表面抛光的铝合金壳或者内表面镀银的铜壳，有效地提高了金属外壳的光线反射效果，提高了对芯片发光的利用率，提高了LED射灯光源在同等条件下的光照效果。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，金属外壳1底部的通孔为斜坡或阶梯状上窄下宽通孔。本改进将金属外壳底部的通孔设置为斜坡或阶梯状上窄下宽通孔，有利于扩大金属外壳底部上侧的LED芯片的安装面积，有效地提高LED射灯光源的光照功率和光照强度，同时上窄下宽的通孔结构还有利于在加设荧光粉和透明胶体混合物时降低混合物下下方泄漏的可能，从而有效地提高了产品的美观性，以及避免产品材料的浪费降低生产成本。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，印刷电路板4嵌设在金属外壳的下表面。本改进将印刷电路板嵌设在金属外壳的下表面，通过镶嵌的方法有效地避免了对电路板的额外固定，有效地简化了产品的生产工艺流程，提高了生产效率，同时还能够通过镶嵌的方法将电路板固定在金属外壳内有效地提高了产品中印刷电路板的稳定性，本改进有效地降低了LED射灯光源的生产成本。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，金属外壳1内表面为光滑曲面或光滑微平面组成的反射面。本改进通过将金属外壳的内表面设置为光滑曲面或者光滑微平面，有效地提高了金属外壳的反射效率，并且具有加工简单的特点。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，荧光粉和透明胶体混合物5中还包括高反射率粉末，高反射率粉末为BaSO4或者TiO2或者BaSO4与TiO2混合物。本改进通过在荧光粉和透明胶体混合物中添加高反射率的粉末，有效地提高了混合物调节光照均匀度的能力，提高了射灯光源的发光光照均匀度，避免了LED射灯光源光照强度不均匀状况的出现。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，金属外壳1外部敷设有防护层，防护层为橡胶敷设层或者塑胶弹性体敷设层。本改进通过在金属外壳的外部设置橡胶或者塑胶弹性体防护层，有效地位金属外壳提供了保护，降低了金属外壳在使用过程中受损，进而导致金属外壳对LED芯片发光光线反射和调节效果的性能。
本发明公开的LED射灯光源的又一种改进，防护层上开设有散热孔，散热孔为点阵列圆孔或者点阵列散热方孔或者点阵列散热异形孔或者栅栏形条形孔。本改进通过设置带有散热孔的在提高金属外壳防护能力的同时，还有效地保证了LED射灯光源的散热性能。
具体实施例
如图1所示，一种LED射灯光源，主体结构由金属外壳1、芯片3、金线和印刷电路板4组成，金属外壳1的外表面敷设有带点阵列散热孔的防护层，金属外壳1的底部有一平台，平台中间有一通孔，芯片3固定在平台上，印刷电路板4固定在金属外壳1平台的外侧，并将通孔遮盖，在通孔中填充有硫酸钡和硅胶的混合物，由于硫酸钡的反射率非常高，它可以将向照射到通孔内的光几乎全部反射出去，另外硫酸钡和硅胶的混合物也有利于粘结印刷电路板4，起到固定作用；荧光粉和硅胶的混合物涂覆在芯片上，并包围金属线2，这样即可得到本发明所述的LED射灯光源。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
本发明公开的LED射灯光源通过将传统的反光器件金属杯罩与保护外壳结合为一个整体，并采用与芯片规模相适应的通孔以及采用印刷电路板选择性地将通孔封闭以及驾驶高反射粉末与防护层等，有效地简化了LED射灯光源的封装结构，简化了LED射灯光源的生产与组装工艺，有效地降低了产品生产的人力成本和资源消耗，很大地降低了产品的成本，并通过简单的结构降低了LED光源芯片工作发热的散发路径，提高了散发效率，从而提高了光源LED芯片的发光效率和发光色纯度同时还有效地位金属外壳提高了保护，降低在使用过程中发生破损的可能，保证了产品的质量稳定性。
Claims (10)
1.一种LED射灯光源，包括芯片（3）、印刷电路板（4）、金属线（2）、荧光粉和透明胶体混合物（5），其特征在于：所述的LED射灯光源还包括碗形的金属外壳（1），所述的金属外壳（1）底部有至少一个通孔，芯片（3）固定在金属外壳（1）底部的内表面，印刷电路板（4）固定在金属外壳（1）底部的外表面，金属线（2）穿过通孔将芯片（3）电极与印刷电路板（4）的焊盘连接，荧光粉和透明胶体混合物（5）覆盖芯片并填充密封通孔。
2.根据权利要求1所述的LED射灯光源，其特征在于：印刷电路板（4）将金属外壳（1）的至少一个通孔密封。
3.根据权利要求2所述的LED射灯光源，其特征在于：所述的印刷电路板（4）将金属外壳（1）的所有通孔密封。
4.根据权利要求1所述的LED射灯光源，其特征在于：所述的金属外壳（1）为内表面抛光的铝合金壳或者内表面镀银的铜壳。
5.根据权利要求1所述的LED射灯光源，其特征在于：所述的金属外壳（1）底部的通孔为斜坡或阶梯状上窄下宽通孔。
6.根据权利要求1所述的LED射灯光源，其特征在于：所述的印刷电路板（4）嵌设在金属外壳（1）的下表面。
7.根据权利要求1所述的LED射灯光源，其特征在于：所述的金属外壳（1）内表面为光滑曲面或光滑微平面组成的反射面。
8.根据权利要求1所述的LED射灯光源，其特征在于：所述的荧光粉和透明胶体混合物中还包括高反射率粉末，所述的高反射率粉末为BaSO4或者TiO2或者BaSO4与TiO2混合物。
9.根据权利要求1所述的LED射灯光源，其特征在于：所述的金属外壳（1）外部敷设有防护层，所述的防护层为橡胶敷设层或者塑胶弹性体敷设层。
10.根据权利要求9所述的LED射灯光源，其特征在于：所述的防护层上开设有散热孔，所述的散热孔为点阵列圆孔或者点阵列散热方孔或者点阵列散热异形孔或者栅栏形条形孔。
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