CN102818145A - 一种无散热器组合式led模块及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无散热器组合式LED模块。所述的无散热器组合式LED模块包括对流散热支架，所述对流散热支架由平面薄铜箔构成，所述平面薄铜箔上均匀分布多个对流开孔，平面薄铜箔表面以塑料层包裹并开有安装孔，多个LED芯片安装于所述安装孔内并表面封胶固定，并通过安装孔位置露出的薄铜箔将LED芯片串联为一组。本发明还提供了上述无散热器组合式LED模块的生产方法。本发明采用无需散热器的空气对流设计，而且容易实现1000流明以上的大功率光源，生产方法简单经济，产品可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明技术，更具体地，涉及一种无散热器组合式LED模块。
背景技术
LED照明芯片是一种节能高效的新型光源，具有较高的可靠性、耐用性、经济性和环保性，目前已经在各种照明应用中广泛普及，代表了照明技术新的发展阶段。
散热性能是LED照明设计中需要关注的一个关键因素，因为LED芯片的寿命直接取决于其工作时二极管的结温，结温越高则寿命越短；而且过高的结温不但损害使用寿命，对发光效率也具有不利影响。LED芯片的发热特点是在较小体积内积累较高的热量，因此必须快速将这些热量散发到芯片以外，而LED芯片的衬底一般导热性较差，这就需要在生产时附带金属散热器。但是，附带的金属散热器使生产成本上升，而且增加了产品的体积和重量，给使用造成了不便。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种无散热器组合式LED模块及生产方法。本发明采用无需散热器的空气对流设计，而且容易实现1000流明以上的大功率光源，生产方法简单经济，产品可靠性高。
本发明所述的无散热器组合式LED模块，其特征在于，包括对流散热支架，所述对流散热支架由平面薄铜箔构成，所述平面薄铜箔上均匀分布多个对流开孔，平面薄铜箔表面以塑料层包裹并开有安装孔，多个LED芯片安装于所述安装孔内并表面封胶固定，并通过安装孔位置露出的薄铜箔将LED芯片串联为一组。
优选地，所述平面薄铜箔包括一片支撑铜片和若干片导电铜片，所述支撑铜片具有多个纵向铜片，在每两个纵向铜片之间横向连接多个横向铜片，横向铜片之间具有所述对流开孔；所述安装孔沿所述纵向铜片开设；并且所述导电铜片沿每个纵向铜片的开口凸入其内部并且向外延伸，所述导电铜片的一端在所述安装孔露出塑料层从而连接所述LED芯片，通过导电铜片将所有LED芯片串联为一组。
进一步优选地，所述导电铜片的另一端露出塑料层，用于连接供电电源或其它无散热器组合式LED模块。
优选地，每个所述对流散热支架包括十条纵向铜片，且每条纵向铜片中间设置一安装孔。
进一步优选地，所述对流散热支架长度为10cm，且所述纵向铜片沿长度方向均匀分布，所述对流散热支架宽度为5cm。
本发明进而提供了上述无散热器组合式LED模块的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将平面薄铜箔切割成型，成型后的平面薄铜箔上均匀分布多个对流开孔；
步骤2，将成型的平面薄铜箔表面以塑料层塑封并开设安装孔将成型的平面薄铜箔表面塑料层塑封并开设安装孔，形成对流散热支架；
步骤3，将多个LED芯片安装于所述安装孔内，使LED芯片与安装孔位置露出的薄铜箔相连接，从而将LED芯片串联为一组；
步骤4，对LED芯片表面封胶固定。
优选地，所述步骤1具体包括：将所述平面薄铜箔切割定型为一片支撑铜片和若干片导电铜片，所述支撑铜片被切割定型为具有多个纵向铜片，在每两个纵向铜片之间横向连接多个横向铜片，横向铜片之间具有所述对流开孔；并且所述纵向铜片具有开口，所述导电铜片被定型为沿每个纵向铜片的开口凸入其内部并且向外延伸。
进一步优选地，步骤2中所述安装孔沿塑封后的纵向铜片开设，并且使所述导电铜片的一端在安装孔露出从而连接LED芯片。
进一步优选地，步骤2中还使导电铜片的另一端露出塑料层，用于连接供电电源或其它无散热器组合式LED模块。
进一步优选地，所述支撑铜片被切割定型为具有十条纵向铜片，且每条纵向铜片中间设置一安装孔；并且使所述对流散热支架长度为10cm，所述纵向铜片沿长度方向均匀分布，所述对流散热支架宽度为5cm。
本发明是由LED芯片直接按照散热分布要求设计生产而成，其尺寸经计算和测试形成了最理想的组合，能够在5cm×10cm的平面上发出1000流明以上的光，而且可以通过多个模块相互级联成为更大功率的光源；在空气流通的环境中，可以不附加任何散热设施，依靠空气对流实现充分散热，具有简单易用、成本低廉、可靠性高的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例的平面薄铜箔成型结构示意图；
图2A是本发明实施例的对流散热支架结构正面示意图；
图2B是本发明实施例的对流散热支架结构侧面示意图；
图2C是本发明实施例的对流散热支架结构背面示意图；
图3是本发明实施例的安装孔封胶后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。
为了实现本发明，应以平面簿铜箔为主要原料制作对流散热支架。首先，将平面薄铜箔切割成型，图1是本发明实施例的平面薄铜箔成型结构示意图。如图1所示，将0.2mm厚度的平面薄铜箔切割定型为一片支撑铜片1和若干片导电铜片2，所述支撑铜片1被切割定型为具有多个纵向铜片10，在每两个纵向铜片之间横向连接多个横向铜片11，横向铜片11之间具有均匀分布的对流开孔13；并且所述纵向铜片10具有开口，所述导电铜片2被定型为沿每个纵向铜片10的开口凸入其内部并且向外延伸；如图所示，相邻的导电铜片2之间通过薄铜箔连接，从而在后序工序中将多个LED芯片串联为一组。
之后，如图2A-图2C所示，将成型的平面薄铜箔塑封形成对流散热支架。平面薄铜箔表面以塑料层3塑封，所述一片支撑铜片1和若干片导电铜片2均被塑封于塑料层3的内部，然后沿着每条塑封后的纵向铜片10在其中间位置开设一安装孔4，使导电铜片2凸入纵向铜片10的一端从安装孔4的位置露出，以便在后序工序中连接LED芯片；并且如图2C所示，在支架背面使导电铜片2的另一端露出塑料层3，用于作为端子连接供电电源或其它无散热器组合式LED模块。
将LED芯片分别安装于对流散热支架的各安装孔4内，使芯片的引脚与该位置露出的导电铜片2相接触，从而将各LED芯片串联为一组；串联的LED芯片共同发光，通过选用合适功率的芯片可以使模块整体的光效达到1000流明以上；而且串联工作的LED芯片组合提高了工作电压，从而降低了工作电流，有效提高了发光效率，降低了功率耗散；LED芯片产生的热量通过薄铜箔的导热和对流开孔的对流散热传导发散，不再需要单独设置散热器。
如图3所示，将每个安装孔4内的LED芯片5表面用硅胶封胶，起到固定和保护芯片的作用。
根据计算和实验，为了达到最佳的发光效果，每个对流散热支架包括十条纵向铜片10，且每条纵向铜片10中间设置一安装孔。并且所述对流散热支架长度为10cm，且所述纵向铜片沿长度方向均匀分布，所述对流散热支架宽度为5cm。从而，本发明能够在5cm×10cm的平面上发出1000流明以上的光，而且可以通过多个模块相互级联成为更大功率的光源；在空气流通的环境中，可以不附加任何散热设施，依靠空气对流实现充分散热，具有简单易用、成本低廉、可靠性高的优点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种无散热器组合式LED模块，其特征在于，包括对流散热支架，所述对流散热支架由平面薄铜箔构成，所述平面薄铜箔上均匀分布多个对流开孔，平面薄铜箔表面以塑料层包裹并开有安装孔，多个LED芯片安装于所述安装孔内并表面封胶固定，并通过安装孔位置露出的薄铜箔将LED芯片串联为一组。
2.根据权利要求1所述的无散热器组合式LED模块，其特征在于：所述平面薄铜箔包括一片支撑铜片和若干片导电铜片，所述支撑铜片具有多个纵向铜片，在每两个纵向铜片之间横向连接多个横向铜片，横向铜片之间具有所述对流开孔；所述安装孔沿所述纵向铜片开设；并且所述导电铜片沿每个纵向铜片的开口凸入其内部并且向外延伸，所述导电铜片的一端在所述安装孔露出塑料层从而连接所述LED芯片，通过导电铜片将所有LED芯片串联为一组。
3.根据权利要求2所述的无散热器组合式LED模块，其特征在于：所述导电铜片的另一端露出塑料层，用于连接供电电源或其它无散热器组合式LED模块。
4.根据权利要求1所述的无散热器组合式LED模块，其特征在于，每个所述对流散热支架包括十条纵向铜片，且每条纵向铜片中间设置一安装孔。
5.根据权利要求4所述的无散热器组合式LED模块，其特征在于，所述对流散热支架长度为10cm，且所述纵向铜片沿长度方向均匀分布，所述对流散热支架宽度为5cm。
6.一种无散热器组合式LED模块的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将平面薄铜箔切割成型，成型后的平面薄铜箔上均匀分布多个对流开孔；
步骤2，将成型的平面薄铜箔表面以塑料层塑封并开设安装孔将成型的平面薄铜箔表面塑料层塑封并开设安装孔，形成对流散热支架；
步骤3，将多个LED芯片安装于所述安装孔内，使LED芯片与安装孔位置露出的薄铜箔相连接，从而将LED芯片串联为一组；
步骤4，对LED芯片表面封胶固定。
7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：将所述平面薄铜箔切割定型为一片支撑铜片和若干片导电铜片，所述支撑铜片被切割定型为具有多个纵向铜片，在每两个纵向铜片之间横向连接多个横向铜片，横向铜片之间具有所述对流开孔；并且所述纵向铜片具有开口，所述导电铜片被定型为沿每个纵向铜片的开口凸入其内部并且向外延伸。
8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，步骤2中所述安装孔沿塑封后的纵向铜片开设，并且使所述导电铜片的一端在安装孔露出从而连接LED芯片。
9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，步骤2中还使导电铜片的另一端露出塑料层，用于连接供电电源或其它无散热器组合式LED模块。
10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于，所述支撑铜片被切割定型为具有十条纵向铜片，且每条纵向铜片中间设置一安装孔；并且使所述对流散热支架长度为10cm，所述纵向铜片沿长度方向均匀分布，所述对流散热支架宽度为5cm。
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