CN102927481B - 一种大功率led灯具 - Google Patents

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本发明涉及一种大功率LED灯具,包括散热装置和大功率LED,所述散热装置包括中空固定管(31)和多个散热鳍片,所述多个散热鳍片(32)以层式结构分布在所述中空固定管(31)上,每一层的多个散热鳍片(32)以散射的方式固定在所述中空固定管(31)上,在散热装置的上方连接有所述大功率LED(20)和灯罩(10),其特征在于:所述大功率LED(20)为倒装结构的LED芯片。本发明由于包括中空固定管和多个散热鳍片,多个散热鳍片以层式结构分布在中空固定管上,因而可以通过上述中空固定管和多个散热鳍片将大功率LED灯具散发出的大量热量转移出灯具,延长了大功率LED灯具的使用寿命和保证了照明效果。

Description

一种大功率LED灯具
技术领域
本发明涉及一种LED灯具,尤其是涉及一种大功率LED灯具。
背景技术
将LED直接作为照明灯具具有以下优点:1、LED消耗能量较同光效的白炽灯减少 80%;2、LED无有害金属汞,对环境不会污染;3、LED 使用低压电源,供电电压在 6-24V 之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源。
使用大功率LED可以在满足照明亮度的效果要求的同时减少使用LED使用的数量,但现有大功率LED照明灯具存在的缺陷是大功率LED会释放出大量的热量,并且热量不易排出灯具本体,时间长容易影响LED灯具的使用寿命。
此外,在水平方向N型电极所处位置与P型电极相距较远,N型电极对其下方的PCB板的位置设计有苛刻的要求,影响到封装优良率。
N型电极位置比P型电极位置高很多,导致其与下方的PCB板之间的间隙较大,在焊锡时很容易使得N级焊锡层过长而造成虚焊或脱焊的发生。
为了使得N型电极与其下方的PCB板可以进行焊接,需要去掉很大一部分发光区,影响到LED芯片的发光效率。
发明内容
本发明设计了一种大功率LED灯具,其解决的技术问题是(1)现有大功率LED照明灯具存在的缺陷是大功率LED会释放出大量的热量,并且热量不易排出灯具本体,时间长容易影响LED灯具的使用寿命;(2)N型电极区域相对小,很难与PCB板的相应区域对位,会影响到封装效果和LED产品的优良率;(3)N型电极位置比P型电极位置高很多,很容易造成虚焊、脱焊情形;(4)为制作N型电极,往往要人为地去掉很大一部分有源区,这样大大地减少了器件的发光面积,直接影响了LED发光效率。
为了解决上述存在的技术问题,本发明采用了以下方案: 
一种大功率LED灯具,包括散热装置和大功率LED(20),所述散热装置包括中空固定管(31)和多个散热鳍片(32),所述多个散热鳍片(32)以层式结构分布在所述中空固定管(31)上,每一层的多个散热鳍片(32)以散射的方式固定在所述中空固定管(31)上,在散热装置的上方连接有所述大功率LED(20)和灯罩(10),所述大功率LED(20)为倒装结构的LED芯片。
进一步,所述倒装结构的LED芯片包括P型电极区和N型电极区,所述P型电极区从下至上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、N型层(3)、N型分别限制层(4)、发光区层(5)、P型分别限制层(6)、P型层(7)、P型欧姆接触层(8)、光反射层(9)以及绝缘介质膜(13),所述N型电极区从下至上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、N型层(3)以及绝缘介质膜(13),P型电极(21)下端穿过所述绝缘介质膜(13)与光反射层(9)连接,P型电极(21)上端与第一PCB板(24)连接,所述N型电极(22)为阶梯结构;所述N型电极(22)的下端穿过所述绝缘介质膜(13)与所述N型层(3)连接;所述N型电极(22)的中间部分贴在垂直部分的绝缘介质膜(13)上;所述N型电极(22)的上端位于最上方绝缘介质膜(13)之上并且向P型电极(21)的位置延伸,所述N型电极(22)的上端与第二PCB板(23)连接,所述N型电极(22)的上端与P型电极(21)存在相同高度的或近似高度的共同锡焊面。
进一步,所述衬底(1)由上凹孔结构(26)和下凹孔结构(27)组合而成。
进一步,所述上凹孔结构(26)的各个凹孔直径大于都所述下凹孔结构(27)各个凹孔的直径。
进一步,所述P型电极(21)上端通过焊锡与第一PCB板(24)进行固定,所述P型电极(21)通过所述第一PCB板(24)与散热板(25)进行固定连接。
进一步,所述N型电极(22)上端通过焊锡与第二PCB板(23)进行固定,所述N型电极(22)通过所述第二PCB板(23)与散热板(25)进行固定连接。
进一步,所述每一层的散热鳍片(32)为八个,相邻二个所述散热鳍片(32)之间形成的角度为45°。
进一步,所述散热鳍片(32)为直型中空铜管或波浪型中空铜管。
进一步,还包括一基座(40),所述中空固定管(31)底端固定在所述基座(40)上,所述基座(40)中设有一微型风扇(50)。
该大功率LED灯具与传统的大功率LED灯具相比,具有以下有益效果:
(1)本发明由于包括中空固定管和多个散热鳍片,多个散热鳍片以层式结构分布在中空固定管上,因而可以通过上述中空固定管和多个散热鳍片将大功率LED灯具散发出的大量热量转移出灯具,延长了大功率LED灯具的使用寿命和保证了照明效果。
(2)本发明由于把LED芯片的N型电极与N型电极设置相同高度的或近似高度的共同锡焊面,使得在锡焊时,两个电极焊锡厚度相同并且可以减少N型电极的焊锡厚度,因而增加了LED芯片倒装工艺的封装良率,避免了电极虚焊或脱焊的情形发生。
(3)本发明由于将衬底由上凹孔结构和下凹孔结构组合而成,使得部分全反射光线以散射的形式射出,或者通过多次折射进入临界角射出,从而实现出光效率的提高。
(4)本发明由于P型电极的N型电极为阶梯结构,无需去掉很大一部分发光区,因而减少制作N型欧姆接触的面积,增加发光区面积,以提高LED的发光效率。
附图说明
图1是本发明大功率LED灯具的第一种结构示意图;
图2是本发明大功率LED灯具的第二种结构示意图;
图3是本发明大功率LED灯具的俯视图;
图4是本发明大功率LED灯具的倒装结构的LED芯片第一种结构示意图;
图5是本发明大功率LED灯具的倒装结构的LED芯片第二种结构示意图。
附图标记说明:
10—灯罩;20—大功率LED;31—中空固定管;32—散热鳍片;40—基座;50—微型风扇;
1—衬底;2—缓冲层;3—N型层;4—N型分别限制层;5—发光区层;6—P型分别限制层;7—P型层;8—P型欧姆接触层;9—光反射层;13—绝缘介质膜;21—P型电极;22—N型电极;23—第二PCB板;24—第一PCB板;25—散热板;26—上凹孔结构;27—下凹孔结构。
具体实施方式
下面结合图1至图5,对本发明做进一步说明:
如图1和图2所示,一种大功率LED灯具,包括中空固定管31和多个散热鳍片32,多个散热鳍片32以层式结构分布在中空固定管31上,每一层的多个散热鳍片32以散射的方式固定在所述中空固定管31上。因而可以通过上述中空固定管31和多个散热鳍片32将大功率LED灯具散发出的大量热量转移出灯具,延长了大功率LED灯具的使用寿命和保证了照明效果。
散热鳍片32为直型中空铜管或波浪型中空铜管。中空固定管31为金属铜材质。金属铜的导热特征特别好。
还包括一基座4,中空固定管31底端固定在基座40上。基座40中设有一微型风扇50。微型风扇50可以加速将热量移出。
如图3所示,每一层的散热鳍片32为八个,相邻二个散热鳍片32之间形成的角度为45°。
如图4所示,倒装结构的LED芯片包括P型电极区和N型电极区,P型电极区从下至上依次包括衬底1、缓冲层2、N型层3、N型分别限制层4、发光区层5、P型分别限制层6、P型层7、P型欧姆接触层8、光反射层9以及绝缘介质膜13,N型电极区从下至上依次包括衬底1、缓冲层2、N型层3以及绝缘介质膜13,P型电极21下端穿过绝缘介质膜13与光反射层9连接,P型电极21上端与第一PCB板24连接,N型电极22为阶梯结构;所述N型电极22的下端穿过绝缘介质膜13与N型层3连接;N型电极22的中间部分贴在垂直部分的绝缘介质膜13上;N型电极22的上端位于最上方绝缘介质膜13之上并且向P型电极21的位置延伸,N型电极22的上端与第二PCB板23连接,N型电极22的上端与P型电极21存在相同高度的或近似高度的共同锡焊面。P型电极21上端通过焊锡与第一PCB板24进行固定, P型电极21通过第一PCB板24与散热板25进行固定连接。N型电极22上端通过焊锡与第二PCB板23进行固定,N型电极22通过第二PCB板23与散热板25进行固定连接。
本发明由于把LED芯片的N型电极与N型电极设置相同高度的或近似高度的共同锡焊面,使得在锡焊时,两个电极焊锡厚度相同并且可以减少N型电极的焊锡厚度,因而增加了LED芯片倒装工艺的封装良率,避免了电极虚焊或脱焊的情形发生。
本发明由于P型电极的N型电极为阶梯结构,无需去掉很大一部分发光区,因而减少制作N型欧姆接触的面积,增加发光区面积,以提高LED的发光效率。
如图5所示,衬底1由上凹孔结构26和下凹孔结构27组合而成。上凹孔结构26的各个凹孔直径大于都所述下凹孔结构27各个凹孔的直径。本发明由于将衬底由上凹孔结构和下凹孔结构组合而成,使得部分全反射光线以散射的形式射出,或者通过多次折射进入临界角射出,从而实现出光效率的提高。此外,上凹孔结构26和下凹孔结构27也有助于散热。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述,显然本发明的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种大功率LED灯具,包括散热装置和大功率LED(20),所述散热装置包括中空固定管(31)和多个散热鳍片(32),所述多个散热鳍片(32)以层式结构分布在所述中空固定管(31)上,每一层的多个散热鳍片(32)以散射的方式固定在所述中空固定管(31)上,在散热装置的上方连接有所述大功率LED(20)和灯罩(10),其特征在于:所述大功率LED(20)为倒装结构的LED芯片;所述倒装结构的LED芯片包括P型电极区和N型电极区,所述P型电极区从下至上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、N型层(3)、N型分别限制层(4)、发光区层(5)、P型分别限制层(6)、P型层(7)、P型欧姆接触层(8)、光反射层(9)以及绝缘介质膜(13),所述N型电极区从下至上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、N型层(3)以及绝缘介质膜(13),P型电极(21)下端穿过所述绝缘介质膜(13)与光反射层(9)连接,P型电极(21)上端与第一PCB板(24)连接,所述N型电极(22)为阶梯结构;所述N型电极(22)的下端穿过所述绝缘介质膜(13)与所述N型层(3)连接;所述N型电极(22)的中间部分贴在垂直部分的绝缘介质膜(13)上;所述N型电极(22)的上端位于最上方绝缘介质膜(13)之上并且向P型电极(21)的位置延伸,所述N型电极(22)的上端与第二PCB板(23)连接,所述N型电极(22)的上端与P型电极(21)存在相同高度的或近似高度的共同锡焊面。
2.根据权利要求1所述大功率LED灯具,其特征在于:所述衬底(1)由上凹孔结构(26)和下凹孔结构(27)组合而成。
3.根据权利要求2所述大功率LED灯具,其特征在于:所述上凹孔结构(26)的各个凹孔直径大于都所述下凹孔结构(27)各个凹孔的直径。
4.根据权利要求3所述大功率LED灯具,其特征在于:所述P型电极(21)上端通过焊锡与第一PCB板(24)进行固定,所述P型电极(21)通过所述第一PCB板(24)与散热板(25)进行固定连接。
5.根据权利要求4所述大功率LED灯具,其特征在于:所述N型电极(22)上端通过焊锡与第二PCB板(23)进行固定,所述N型电极(22)通过所述第二PCB板(23)与散热板(25)进行固定连接。
6.根据权利要求5所述大功率LED灯具,其特征在于:所述每一层的散热鳍片(32)为八个,相邻二个所述散热鳍片(32)之间形成的角度为45°。
7.根据权利要求6所述大功率LED灯具,其特征在于:所述散热鳍片(32)为直型中空铜管或波浪型中空铜管。
8.根据权利要求7所述大功率LED灯具,其特征在于:还包括一基座(40),所述中空固定管(31)底端固定在所述基座(40)上,所述基座(40)中设有一微型风扇(50)。
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