CN103032722B - 一种led灯泡结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED灯泡结构，其特征在于，包括至少一基板、在所述基板至少一侧表面设置的至少有一导热衬板、散热体、导热设置在所述导热衬板表面的至少一LED光源、罩设在所述LED光源外围的至少有一灯罩、导热结构、用于安装的灯头、以及为所述LED光源供电的驱动电源和/或控制所述LED光源的控制电路；所述基板将所述导热衬板和散热体相隔开，并通过所述导热结构将所述导热衬板的热量传递至所述散热体。本发明由导热衬板、导热结构和散热体构成的受热、导热、和散热途径，具有受热、导热和散热效果佳的优点；而且，由基板将导热衬板和散热体隔开，形成的绝缘体系具有结构简单，制造方便，成本低，绝缘性能好的优点。

Description

一种LED灯泡结构

技术领域

本发明涉及LED灯，特别涉及一种用于制造LED灯泡的LED灯泡结构。

背景技术

随着发光芯片，例如二极管（LED）芯片，发光效率的提升，LED正从传统的点线面为特征的指示和显示类应用领域向大尺寸液晶背光和室内室外普通照明类应用领域拓展。对LED光源、光条、光板、灯泡、灯管、灯板、和各种LED发光模组的结构、制造方式与成本、抗紫外辐照和抗静电能力、耐高压绝缘水平、防潮防湿性能、以及散热效率提出了更高的要求。

现有的一种LED灯泡结构如图1所示，该灯泡结构包括LED101、LED102、铝基电路板103、铝基散热组件104、绝缘套105、灯头106、驱动电源107、和灯罩108。

铝基电路板103通常采用印刷电路板技术在金属基板上制作LED101和102的电极焊盘和散热垫焊盘。用于电极焊盘和散热垫焊盘与金属基板之间绝缘的绝缘层通常采用高分子树脂材料。高分子树脂材料的特性限制了上述铝基电路板103结构的使用温度，抗紫外光照射和高低温冲击能力。在较为恶劣的露天场合下使用时，会加快老化，导致使用寿命很短，应用产品的可靠性也就很差。上述起绝缘层作用的高分子树脂材料，通常厚度在50微米~200微米之间。若太厚，虽然能起到更好的绝缘作用，防止短路，但会影响热量传导效率，成为散热瓶颈；若太薄，虽然能改善散热，但易引起金属基板与焊盘之间的短路。采用高分子树脂作为绝缘层制造的铝基电路板103结构，其抗高压和抗静电能力较差。就安全性而言，一旦发生短路或击穿，高压电会直接进入铝基散热组件104。所以，上述LED灯泡结构不具备实用性，更不适合用于采用高压交流或高压直流LED或LED芯片和非隔离类电源和控制器的场合。

为了提高LED灯泡结构的抗静电能力和改善绝缘性能，现有的另一种LED灯泡结构如图2所示。该灯泡结构包括LED201、LED202、铝基电路板203、陶瓷基散热组件204、绝缘接头205、驱动电源207、和灯罩208。（相关专利包括中国发明专利申请公告号CN101614344A，中国实用新型授权公告号CN201281298Y）

由图2可知，陶瓷基散热组件204代替了铝基散热体104可以改善整个LED灯泡结构的安全性。当铝基电路板203发生高压击穿或短路时，不会传递到LED灯体外壳，以确保使用的安全。由于陶瓷材料的导热系数一般小于30W/mK，陶瓷基散热组件204在起到绝缘作用的同时，也成为了导热瓶颈。为减少上述陶瓷基散热组件204对导热效率的影响，人们不得不增加其面积，采用与铝基电路板203基本等面积接触的陶瓷基散热组件204，结果导致整个结构变得很笨重，不仅增加了重量，也浪费了材料。

为了减少陶瓷绝缘散热体204的重量和能通过使用翅片结构增加散热面积，现有的另一种LED灯泡结构如图3所示。该灯泡结构包括LED301、LED302、金属基散热片303、陶瓷基绝缘片304、金属基散热组件305、和灯罩308。（相关专利包括中国发明专利申请公告号CN102013452A，CN102095103A）

为了确保可靠的绝缘，特别是耐高压能力，陶瓷基绝缘片304必须达到一定的厚度。随着厚度的增加，其导热性能就会大幅下降，不能很好解决导热与绝缘之间的矛盾。即使使用较薄的陶瓷基绝缘片304能满足耐高压的要求，但由于陶瓷基绝缘片304在水平方向的导热非常差，使得必须使用与陶瓷基绝缘片304基本等面积的金属基散热组件305，结果导致整个结构变得很笨重，不仅增加了重量，也浪费了材料。

上述被广泛使有的各类LED灯泡结构不能解决导热与绝缘之间的矛盾，不能解决导热、绝缘与灯体重量之间的矛盾，不能解决导热与耐高温、耐高压、抗静电、抗紫外光辐照之间的矛盾，不能解决导热和散热组件与灯板接触面积之间的矛盾。很显然，现在被广泛使用的用于制造LED灯泡结构的各类结构存在本质上的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、导热效果好、绝缘性能佳的LED灯泡结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED灯泡结构，包括至少一基板、在所述基板至少一侧表面设置的至少有一导热衬板、散热体、导热设置在所述导热衬板表面的至少一LED光源、罩设在所述LED光源外围的至少有一灯罩、导热结构、用于安装的灯头、以及为所述LED光源供电的驱动电源和/或控制所述LED光源的控制电路；

所述基板将所述导热衬板和散热体相隔开，并通过所述导热结构将所述导热衬板的热量传递至所述散热体。

在本发明的LED灯泡结构中，所述散热体设置在所述基板的另一侧；

所述导热结构包括至少有一与所述基板相交的导热支撑；所述导热支撑包括至少一导热通道、以及至少一与所述导热通道相互紧贴设置的绝缘支撑；

所述导热衬板与所述导热通道的一端相连接、所述导热通道的另一端伸出所述基板另一侧表面与所述散热体相连接；

伸出所述基板另一侧表面的所述绝缘支撑端部通过一绝缘套或直接与所述灯头相连接。

在本发明的LED灯泡结构中，所述散热体设置在所述基板的另一侧；

所述导热结构包括至少有一与所述基板相交的导热支撑；所述导热支撑包括至少一导热通道；

所述导热衬板与所述导热通道的一端相连接、所述导热通道的另一端伸出所述基板另一侧表面与所述散热体相连接；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部通过一绝缘套或直接与所述灯头相连接。

在本发明的LED灯泡结构中，所述导热支撑还包括连接在所述导热通道与所述散热体相连接的一端的绝缘支撑；所述灯头安装在所述绝缘支撑上。

在本发明的LED灯泡结构中，所述散热体设置在所述基板的另一侧；

所述导热结构包括至少一设置在所述基板周边的导热支撑；所述导热支撑包括至少一导热通道；

所述导热衬板与所述导热通道的一端相连接，所述导热通道的另一端伸出所述基板另一侧表面与至少一散热体相连接、和/或伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道表面可以制成或设置散热结构；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部通过一绝缘套或直接与所述灯头相连接。

在本发明的LED灯泡结构中，所述导热支撑还包括与所述基板相交的绝缘支撑，所述绝缘支撑与所述导热通道分离设置。

在本发明的LED灯泡结构中，所述基板包括相连接的水平基板和垂直基板；

所述导热衬板包括设置在所述水平基板上的水平导热衬板、以及设置在所述垂直基板上的垂直导热衬板；

所述导热结构包括至少一设置在所述水平基板周边的导热支撑；所述导热支撑包括至少一导热通道；

所述水平导热衬板与所述导热通道的一端相连接，所述导热通道的另一端伸出所述基板另一侧表面与至少一散热体相连接、和/或伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道表面可以制成或设置散热结构；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部通过一绝缘套或直接与所述灯头相连接。

在本发明的LED灯泡结构中，所述灯罩为至少有一开口的球形壳体、椭圆形壳体、方形壳体、圆柱形壳体、锥形壳体、多边形壳体、不定形壳体，可以是单层壳体结构或多层壳体结构；

所述灯罩壳体开口处通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式与所述基板和/或所述导热结构相连接；

所述灯罩内壁可涂布至少一有机高分子薄层、至少一荧光粉薄层、至少一含有荧光粉有机高分子薄层、至少一光扩散剂薄层、至少一含有光扩散剂有机高分子薄层、至少一含荧光粉和光扩散剂薄层、和/或至少一含有荧光粉和光扩散剂有机高分子薄层；

或者，在部分所述灯罩内壁可设置一反射膜以阻挡光线透过所述灯罩；

在所述灯罩壳体内可填充或灌注荧光粉、光扩散剂、有机高分子材料、含有荧光粉的有机高分子材料、含有光扩散剂有机高分子材料、或含有荧光粉和光扩散剂有机高分子材料。

在本发明的LED灯泡结构中，所述基板采用绝缘材料，包括无机非金属材料和/或有机高分子材料制成的单层结构或多层结构；

所述基板可以是平面状、凸面状、凹面状、或其组合；

所述基板的几何形状包括圆形、方形、矩形、梯形、三角形、菱形、环形、椭圆形、圆弧形或多边形；

所述基板为单一基板、或沿水平方向拼接成基板平面组合、或在水平基板上沿空间任意方向拼接成基板立体组合，所述基板立体组合的外形包括柱状、环状、槽状、框状或球状；

所述基板包括一层或多层，采用多层基板时逐层排布，层与层之间留有空隙；

所述基板中间设有若干供电线和/或信号线穿过的通孔；

所述基板外侧周边有与所述灯罩开口处连接用的键合面、粘贴面、焊接面、扣嵌处、和螺丝紧固处。

在本发明的LED灯泡结构中，在所述基板表面设有与所述LED光源的电极实现电连接的金属焊点、连接所述LED光源的电极与所述金属焊点的金属导线、与电源线或信号线实现电连接的金属焊盘、以及连接所述金属焊盘和所述金属焊点的金属导线；

所述金属焊点、金属导线、和金属焊盘采用金属或合金材料做成的单层结构或多层结构；

所述金属焊点、金属导线、和金属焊盘可预制成形后，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式紧贴在所述基板的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内；

或者，所述金属焊点、金属导线、和金属焊盘为通过厚膜印刷、电镀、蒸发、溅射金属或合金的方式在所述基板的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内形成的金属厚膜。

在本发明的LED灯泡结构中，所述导热衬板采用金属、合金材料、镀有金属或合金厚膜的绝缘材料做成的单层结构或多层结构；

所述导热衬板可预制成形后，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式紧贴在所述基板的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内；或者，

所述导热衬板为通过厚膜印刷、电镀、蒸发、溅射金属或合金的方式在所述基板的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内形成的金属或合金厚膜。

在本发明的LED灯泡结构中，所述绝缘支撑采用绝缘材料做成，所述绝缘材料为无机非金属材料或有机高分子材料；或者，所述绝缘支撑为所述基板的延伸；

所述绝缘支撑几何形状包括板、槽、框、柱、管，其端部可以有绝缘支撑空腔。

在本发明的LED灯泡结构中，所述导热通道采用金属、合金材料、镀有金属或合金厚膜的绝缘材料中的一种或多种做成；

所述导热通道可预制成形后，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式紧贴在所述绝缘支撑的平滑表面处、表面凸起处和/或表面凹陷内；或者，所述导热通道为通过厚膜印刷、电镀、蒸发、溅射金属或合金的方式在所述绝缘支撑的平滑表面处、表面凸起处和/或表面凹陷内形成的金属或合金厚膜；

所述导热衬板与所述导热通道一端相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊或锡焊工艺与所述导热通道焊接在一起，伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道另一端与所述散热体相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊或锡焊工艺与所述散热体焊接在一起，或者采用低温合金、锡膏、导热硅脂、或散热硅胶与所述散热体粘接在一起。

在本发明的LED灯泡结构中，所述导热通道采用金属、合金材料、镀有金属或合金厚膜的绝缘材料中的一种或多种做成；

所述导热通道几何形状包括板、槽、框、柱或管；

所述导热衬板与所述导热通道一端相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊、或锡焊工艺与所述导热通道焊接在一起，伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道另一端与所述散热体相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊、或锡焊工艺与所述散热体焊接在一起，或者采用低温合金、锡膏、导热硅脂或散热硅胶与所述散热体粘接在一起；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部可以有导热通道空腔，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌或螺丝紧固的方式与所述灯头或绝缘支撑相连接。

在本发明的LED灯泡结构中，所述导热通道采用金属、合金材料、镀有金属或合金厚膜的绝缘材料的一种或多种做成；

所述导热通道通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、或螺丝紧固的方式与所述基板周边相连接；

所述导热衬板与所述导热通道相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊、或锡焊工艺将所述导热衬板与导热通道焊接在一起；伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道另一端与所述散热体相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊、或锡焊工艺与所述散热体焊接在一起，或者，采用低温合金、锡膏、导热硅脂、或散热硅胶与所述散热体粘接在一起；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部可以有导热通道空腔，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、或螺丝紧固的方式与所述灯头相连接。

在本发明的LED灯泡结构中，所述LED光源包括LED或LED芯片，所述LED光源的散热垫或背面非电极区与所述导热衬板表面相紧贴，所述LED光源的电极位于所述金属焊点上方，并位于金属焊点附近；

采用回流焊、共晶焊、或超声压焊的方式把所述LED光源的散热垫或背面非电极区与所述导热衬板焊接在一起，或者，采用低温合金、锡膏、或导热胶把所述LED光源的散热垫或背面非电极区与所述导热衬板粘接在一起；

采用回流焊、共晶焊、或超声压焊的方式把所述LED光源的电极与所述金属焊点焊接在一起，或者采用低温合金、锡膏、或导热胶把所述LED光源的电极与所述金属焊点粘接在一起。

实施本发明具有以下有益效果：本发明由导热衬板、导热结构和散热体构成的受热、导热、和散热途径，具有受热、导热和散热效果佳的优点；而且，由基板将导热衬板和散热体隔开，形成的绝缘体系具有结构简单，制造方便，成本低，绝缘性能好的优点。

另外，采用本发明制造的LED灯泡结构、灯管、灯板、和各种LED发光模组具有耐高压，抗静电，耐紫外光辐照，易于密封，与其它配件组装方便的优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1：现有一种常见LED灯泡结构。

图2：现有另一种常见LED灯泡结构。

图3：现有另一种常见LED灯泡结构。

图4a、4b：本发明的LED灯泡结构的第一实施例的示意图。

图5：本发明的LED灯泡结构的第二实施例的示意图。

图6：本发明的LED灯泡结构的第三实施例的示意图。

图7：本发明的LED灯泡结构的第四实施例的示意图。

图8：本发明的LED灯泡结构的第五实施例的示意图。

图9：本发明的LED灯泡结构的第六实施例的示意图。

具体实施方式

本发明和本发明的LED灯泡结构的实施方案可以通过以下优选方案的描述得到充分理解，以下优选方案也可视为本发明权利要求的实例。显然，应该充分理解到由本发明权利要求所定义的本发明所涵盖的内容要比以下描述的优选实施方案更加广泛。在不偏离本发明精神和范围的情况下，借助于平常的技能可以产生更多的经过变更和修改的实施方案。所以，以下描述的实施方案仅仅是为了举例说明而不是用来局限由本发明权利要求所定义的本发明的涵盖范围。

如图4a、4b所示，是本发明的LED灯泡结构的第一实施例，一种用于制造LED灯泡结构、灯管、灯板、和各种LED发光模组的LED灯泡结构，包括灯罩401、LED光源402、灯罩与基板紧固密封环403、基板404、导热衬板405、组成散热体的散热片406和散热管407、组成导热支撑的导热通道408和绝缘支撑409、绝缘支撑通孔410、绝缘支撑内腔411、灯头412、灯头内腔413、金属焊点414a414b、金属焊盘415a415b、金属导线416a416b、电源420。

在本实施例中，基板404为圆形状，当然，该基板404还可以采用其他的形状，如方形、矩形、梯形、三角形、菱形、环形、椭圆形、圆弧形、多边形或不规则形等。可以理解的，基板还可以沿水平方向和/或沿空间任意方向拼接成基板平面组合或基板立体组合，该基板立体组合的外形可以为柱状、环状、槽状、框状、球状或其他任意形状。

该基板404可以为采用绝缘材料制成单层结构或多层结构，可绝缘隔开导热衬板405和散热体。该绝缘材料可以为陶瓷、玻璃或其他无机非金属材料，和/或树脂、塑料、塑胶或其它有机高分子材料。当采用多层结构的基板时，层与层之间留有空隙，可以彼此平行，也可以彼此不平行。在基板404的中间可以有若干通孔，供电线、信号线等穿过；也可以设有若干通孔或螺丝孔用于固定基板。

在基板外侧周边有与灯罩401开口处连接用的键合面、粘贴面、焊接面、扣嵌处、和螺丝紧固处，从而供灯罩401固定安装在基板外围。

进一步的，该基板404的外沿和/或表面可以设置基板围堰；该基板围堰高出基板表面，也可以部分高出基板表面。基板围堰可以采用绝缘材料，如陶瓷、玻璃或其他无机非金属材料、树脂、塑料、硅胶、环氧树脂、塑胶或其它有机高分子材料、和/或金属或合金材料做成的单层结构或多层结构。

灯罩401采用磨砂玻璃，以散发LED光源402发出的光线。当然，该灯罩还可以采用透光无机非金属材料、或有机高分子材料、或掺有荧光材料的透光无机非金属材料、或掺有荧光材料的有机高分子材料等制成，例如陶瓷、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、塑胶、塑料、树脂、环氧树脂、硬质硅胶、或者掺有荧光材料的上述物质。

该灯罩401可以是半球形状，下面开口为圆形，但上方可以是方状，柱状，类似节能灯泡。基板404也可以是方形，灯罩401下面开口为方形，但上方可以是方状，柱状，或球形。当然，该灯罩401还可以为至少有一开口的球形壳体、椭圆形壳体、方形壳体、圆柱形壳体、锥形壳体、多边形壳体、不定形壳体等，可以采用单层壳体结构或多层壳体结构。

进一步的，灯罩401的一部分可以不透光，内壁可以涂上反射层，使上述灯泡变成仅向一侧发光的半球形灯，半柱形灯，环形灯。

进一步的，在灯罩401内壁还可涂布至少一有机高分子薄层、至少一荧光粉薄层和/或至少一含有荧光粉的有机高分子薄层，例如硅胶、环氧树脂、含有荧光粉的硅胶或环氧树脂薄层，从而可以帮助发光或改变发光颜色、亮度等。

或者，在灯罩401的内壁还可以涂布至少一光扩散剂薄层和/或至少一含有光扩散剂有机高分子薄层，例如含有光扩散剂的硅胶或环氧树脂薄层。

或者，在灯罩401的内壁还可以涂布至少一含荧光粉和光扩散剂薄层和/或至少一含有荧光粉和光扩散剂有机高分子薄层，例如含有荧光粉和光扩散剂的硅胶或环氧树脂薄层。

或者，可以在灯罩401的内壁交替涂布上述含不同成份、具不同折射率的薄层形成多层灯罩401内壁涂层；在所述灯罩401壳体之间间隙内可填充或灌注荧光粉、光扩散剂、有机高分子材料、含有荧光粉的有机高分子材料、含有光扩散剂有机高分子材料、含有荧光粉和光扩散剂有机高分子材料等材料中的一种或多种。该有机高分子材料包括但不限于硅胶、环氧树脂等。

在灯罩401壳体开口处通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式与基板、导热结构和/或导热体等相连接，从而构成一个整体LED灯泡结构。

在本实施例中，可根据LED光源402的数量和相互间连接方式在基板404表面设置金属焊点414a、414b、金属焊盘415a、415b、金属导线416a、416b、和导热衬板405。该金属焊盘415a、415b与电源和/或控制电路电连接，而LED光源402的电极与金属焊点414a、414b通过金属导线414a、414b实现电连接，金属焊点414a、414b与金属焊盘415a、415b通过金属导线414a、414b实现电连接，从而电源和/或控制信号可以通过金属焊盘、金属导线、金属焊点输出至LED光源402，进行供电、控制等。

进一步的，导热衬板405上表面与金属焊点414a、414b上表面基本处于相同的高度，以便LED光源402能平置在导热衬板405和金属焊点414a、414b上表面，并形成良好的接触。

金属焊点414a、414b、金属焊盘415a、415b、金属导线416a、416b采用金属或合金材料做成的单层结构或多层结构，其宽度和厚度取决于所连接LED光源402的电流负载。根据所要求的金属焊点414a、414b、金属焊盘415a、415b、金属导线416a、416b的形状或宽度和厚度确定基板404上设置金属焊点414a、414b、金属焊盘415a、415b、金属导线416a、416b处平滑表面、凸起、凹陷的形状或宽度与深度。

在本实施例中，金属焊点414a、414b、金属焊盘415a、415b、金属导线416a、416可以为采用电镀、蒸发、溅射金属、合金、陶瓷覆铜技术、厚膜印刷技术、或陶瓷金属化技术等制作在基板404的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内形成的金属厚膜。

当然，金属焊点、金属导线、和金属焊盘可预制成形后，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式紧贴在基板404的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内。

该LED光源402可以包括单颗LED或LED芯片，其散热垫或背面非电极区与导热衬板405表面相紧贴，将LED光源402的热量传递至导热衬板405。当然，该LED光源402还可以包括若干电子元件以及电路图，可以布在基板404表面，实现发光元件和电源或控制电路的集成。为加强电子元件的散热，若干电子元件也可以放置在导热衬板405，其散热垫与所述导热衬板405焊接在一起。

该LED光源402的电极位于金属焊点414a、414b上方，并在金属焊点414a、414b附近；而金属焊盘415a、415b位于用于穿电线或信号线过基板404的通孔附近；采用回流焊、共晶焊、超声压焊的方式把LED光源402的散热垫或散热区域与导热衬板405焊接在一起，也可以采用低温合金、锡膏、导热胶把LED光源402的散热垫或散热区域与导热衬板405粘接在一起。

进一步的，可以用回流焊、共晶焊、超声压焊的方式把LED光源402的电极与金属焊点414a、414b焊接电连接在一起，也可以用低温合金、锡膏、导热胶把LED光源的电极与金属焊点414a、414b粘接电连接在一起。

导热衬板405宽度和厚度取决于所连接的LED光源402散热垫或非电极区宽度和LED光源402所产生热负载的大小和导热要求。根据所要求的导热衬板405的形状或宽度和厚度确定基板404上设置导热衬板405处平滑表面或凸起或凹陷的形状或宽度与深度。在本实施例中，先用金属或合金材料预制成导热衬板405薄片，然后用热压工艺将导热衬板405键合到基板404预先开好的凹槽内，导热衬板405表面与基板404表面齐平或高出不超过1mm。

可以理解的，该导热衬板405可以采用金属、合金材料、镀有金属或合金厚膜的绝缘材料做成的单层结构或多层结构。该导热衬板405可预制成形后，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式紧贴在基板404的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内；或者，导热衬板405为通过厚膜印刷、电镀、蒸发、溅射金属或合金的方式在基板404的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内形成的金属或合金厚膜。通过导热衬板405导出LED光源402的热量。

该散热体与导热衬板405分开设置在基板404的两侧。本实施例的散热体由多片散热片406和散热管407组成，当然，也可以采用其他的结构形式，例如翅片管、鳍片板等；或者该散热体直接在伸出基板的导热结构的表面可以制成，例如在导热通道外围延伸出翅片、鳍片、筋条、柱条等散热结构，构成散热体。

导热衬板405的热量通过导热结构传递至散热体进行向外散发，本实施例的导热结构包括与基板404相交的导热支撑，该导热支撑包括导热通道408、以及与导热通道相互紧贴设置的绝缘支撑409。导热通道408和绝缘支撑409伸出部分的长度、宽度或形状、大小以配合散热体420和灯头412为准。

在本实施例中，绝缘支撑409为空心圆柱，导热通道408为套设在绝缘支撑409外围的圆环，与导热通道408相接触的散热体散热管407有与导热通道408外径相同的内径，二者可用螺丝或锡焊或波峰焊或回流焊的方式紧密连接在一起。当然，导热通道的几何形状还可以为板、槽、框、柱、管等，可以根据实际情况进行设计。

该导热通道408采用金属、合金材料、镀有金属或合金厚膜的绝缘材料中的一种或多种做成的单层结构或多层结构。导热通道几何形状包括板、槽、框、柱、管，导热通道408可预制成形后，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式紧贴在绝缘支撑409的平滑表面处、表面凸起处和/或表面凹陷内。或者，该导热通道也可以为通过厚膜印刷、电镀、蒸发、溅射金属或合金的方式在绝缘支撑的平滑表面处、表面凸起处和/或表面凹陷内形成的金属或合金厚膜。

该导热衬板405与导热通道408的一端相接触，可以用波峰焊、回流焊、共晶焊、锡焊工艺与导热通道405焊接在一起。伸出基板404另一侧表面的导热通道408的另一端与散热体相接触，可以用波峰焊、回流焊、共晶焊、锡焊工艺与散热体焊接在一起，或者，用低温合金、锡膏、导热硅脂、散热硅胶与散热体粘接在一起。

该绝缘支撑409采用绝缘材料做成的单层结构或多层结构，该绝缘材料为无机非金属材料或有机高分子材料，例如陶瓷、玻璃或其他无机非金属材料、树脂、塑料、塑胶或其它有机高分子材料。当然，该绝缘支撑也可以是绝缘基板404的延伸。

进一步的，绝缘支撑409几何形状包括板、槽、框、柱、管，其端部可以有绝缘支撑空腔411和与灯头相配合的端部形状与尺寸，可以通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式与绝缘套或灯头相连接。

该灯头412可以为用于白炽灯泡、荧光灯泡、荧光灯管等的标准灯头，灯头可以通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式与绝缘支撑409、导热通道408或绝缘套相连接。

导热衬板405与基板404之间的连接，导热通道408与导热衬板405之间的连接、导热通道408与绝缘支撑409之间的连接、绝缘支撑409与灯头之间的连接、以及灯罩401与基板紧固密封环403与基板404之间的连接有足够的机械強度，不脱离，能支撑起整个LED灯泡结构，且不变形。

在本实施例中，采用焊泥烧结或采用耐侯胶或其它抗潮抗湿粘接材料粘接的方式把灯罩401与基板紧固密封环403与基板404和把绝缘支撑409与灯头412密封连接在一起、导热衬板405与基板404之间的连接采用热压键合技术焊接在一起；导热通道408与绝缘支撑409之间采用波峰焊技术焊接在一块；导热通道408与导热衬板405之间采用回流焊或锡焊技术焊接在一起。

驱动电源和/或控制电路可以设置在基板404上和/或可以设置在绝缘支撑通孔410内和/或可以设置在绝缘空腔411内和/或可以设置在灯头空腔413内。在本实施例中，电源420设置在灯头空腔413内。

连接电线可以穿过绝缘通孔410将所述基板404上的LED光源402电极延伸到所述灯头412的灯头内腔413内与所述电源420连接，然后可以用焊泥或耐侯胶或其它抗潮抗湿将所述绝缘支撑通孔410密封。

进一步的，在基板404设有LED光源402的一侧表面，包括LED光源402表面，可涂布或覆盖至少一有机高分子薄层，如硅胶、环氧树脂、透明绝缘胶等；或者，可涂布或覆盖至少一荧光粉薄层和/或至少一含有荧光粉的硅胶或环氧树脂薄层；或者，可涂布或覆盖至少一光扩散剂薄层和/或至少一含有光扩散剂的硅胶或环氧树脂薄层；或者，可涂布或覆盖至少一含荧光粉和光扩散剂薄层和/或至少一含有荧光粉和光扩散剂硅胶或环氧树脂薄层；或者，可涂布或覆盖至少一含二氧化硅或氮化硅或水玻璃薄层；或者，可交替涂布或覆盖上述含不同成份、具不同折射率的薄层形成多层复合涂层。

如图5所示，是本发明的第二实施方案，一种用于制造LED灯泡、灯管、灯板、和各种LED发光模组的LED灯泡结构，包括灯罩501、LED光源、灯罩与基板紧固密封环503、基板504、导热衬板505、组成散热体的散热片506和散热管507、导热通道508、导热通道通孔510、导热通道内腔511、灯头512、灯头内腔513等。

与第一实施例相比，在本实施例中，导热通道508代替由导热通道408和绝缘支撑409构成的导热支撑，作为导热结构进行热量导出，可以简化导热支撑的结构，增加导热通道的导热能力。导热衬板505与导热通道508的一端相连接、导热通道508的另一端伸出基板504的另一侧表面与散热体相连接，将热量导出。

当灯头512与导热通道508伸出极板504的端部连接处需要与一输入电极相连时，为了实现导热通道508与灯头512之间的绝缘，可以在导热通道508的端部加装一绝缘支撑（如图6所示）。

与第一实施例相比，在本实施例中，LED光源采用LED芯片502代替封装好的LED。LED芯片502可以是水平芯片、垂直芯片、倒装芯片、或适用于回流焊的回流焊芯片。当采用水平芯片、垂直芯片、或倒装芯片时，可以采用超声压焊技术，用金丝将LED芯片502的电极与基板504上的电极焊点（如第一实施例中的414a、414b）连接；当采用回流焊芯片时，可以直接用表面贴片和回流焊技术，将LED芯片502和电源芯片520一道粘贴在导热衬板505上，再通过回流焊工艺将LED芯片502和电源芯片520的电极和散热垫分别焊接到相应的电极焊点和导热衬板505上。

与第一实施例相比，在本实施例中，灯罩501采用透明PMMA。当制作白光灯泡时，灯罩501内壁涂布至少一芯光粉层或至少一含有荧光材料的有机或无机薄层521。当然，该灯罩也可以采用如第一实施例所述的其他材质做成。

导热通道508与灯头512的连接有足够的机械強度，不脱离，能支撑起整个LED灯泡结构，且不变形。

如图6所示，是本发明的第三种实施方案，一种用于制造LED灯泡、灯管、灯板、和各种LED发光模组的LED灯泡结构，包括灯罩601、LED芯片602、灯罩与基板紧固密封环603、基板604、导热衬板605、组成散热体的散热片606和散热管607、导热通道608、导热通道通孔610、绝缘支撑609a、绝缘套内腔611、灯头612、灯头内腔613等。驱动电源和/或控制电路620可以设置在基板604上、和/或导热通道通孔610内、和/或绝缘套内腔611内、和/或灯头内腔613内。

与第二实施例相比，在本实施例中，导热通道608通过绝缘支撑609a与灯头612相连接，可以进一步提高抗静电、耐高压的能力，进一步提升LED灯泡结构的安全性。

与第一实施例相比，在本实施例中，灯罩501采用透明玻璃。当制作白光灯泡时，LED芯片502表面涂布至少一芯光粉层或至少一含有荧光材料的有机或无机薄层621。当然，灯罩也可以采用其他透光材质做成。

导热通道608的一端与导热衬板605相导热连接；另一端伸出基板604的另一侧表面，与绝缘支撑609a、以及绝缘支撑609a与灯头612的连接有足够的机械強度，不脱离，能支撑起整个LED灯泡结构，且不变形。

如图7所示，是本发明的第四种实施方案，一种用于制造LED灯泡、灯管、灯板、和各种LED发光模组的LED灯泡结构，包括灯罩701、LED702、基板704、导热衬板705、散热片706、导热通道708、导热通道内腔710a、绝缘套709a、绝缘套内腔711、灯头712、灯头内腔713、基板通孔714等。

与上述实施例相比，在本实施例中，导热通道708设置在基板704外侧周边，其内侧与导热衬板705相连。由于导热通道708是从周向与导热衬板705相连接，可供互连的位置很长，为在基板704上设计和布置导热衬板705提供了便利，也能减少LED702到导热通道708的传导距离。

与上述实施例相比，在本实施例中，在导热通道708外沿上方可以设置与基板704和灯罩701相连接的卡扣结构，免去使用其它辅助紧固件，如图5所示的灯罩与基板紧固密封环503。

与上述实施例相比，在本实施例中，散热片706可以直接设置在导热通道708的外侧表面，同时也起到支撑整个灯泡结构与连接灯头712的功能，减少了LED灯泡结构的组件数量，降低了整个LED灯泡结构的重量。可以理解的，散热片706也可以直接在导热通道708伸出基板704的一侧表面制成或设置。

导热衬板705与基板704之间的连接、导热通道708与导热衬板705之间的连接、导热通道708与绝缘套709a、灯罩701与导热通道708的连接、以及绝缘套709a与灯头712的连接有足够的机械強度，不脱离，能支撑起整个LED灯泡结构，且不变形。

如图8所示，是本发明的第五种实施方案，一种用于制造LED、灯管、灯板、和各种LED发光模组的LED灯泡结构，包括灯罩801、LED802、基板804、导热衬板805、散热片806、导热通道808、绝缘支撑809、绝缘支撑内腔810、绝缘支撑外腔810a、绝缘套809a、灯头812、灯头内腔813等。

与第四实施例相比，在本实施例中，增加了设置在基板804中央区域与绝缘套809a相连接的绝缘支撑809，可以进一步提升LED灯泡结构的机械強度和绝缘性能。该绝缘支撑809设置在基板804的中间位置，一端与基板804相连接，另一端伸出基板804，通过绝缘套809a与导热通道808相连接，并且，可以将灯头812固定安装在绝缘套809a上。

当然，导热衬板805与基板804之间的连接、导热通道808与导热衬板805之间的连接、导热通道808与绝缘套809a、灯罩801与导热通道808的连接、以及绝缘套809a与灯头812的连接有足够的机械強度，不脱离，能支撑起整个LED灯泡结构，且不变形。

如图9所示，是本发明的第六种实施方案，一种用于制造LED灯泡、灯管、灯板、和各种LED发光模组的LED灯泡结构，包括灯罩901、LED902、水平基板904、垂直基板904a、垂直基板通孔904b、水平导热衬板905、垂直导热衬板905a、散热片906、导热通道908、导热通道内腔910a、绝缘套909a、绝缘套内腔911、灯头912、灯头内腔913等。

与第四实施例相比，在本实施例中，由水平基板904、垂直基板904a、水平导热衬板905、垂直导热衬板905a构成了基板立体组合。在水平基板904上可以设置LED902或不设置LED902。在本实施例中，水平基板904上设置了连接导热通道908与垂直导热衬板905a的水平导热衬板905。

垂直基板904a可以是片状、方形柱状、矩形柱状、圆形柱状、椭圆形柱状，中央可以空心也可以不空心。在本实施例中，垂直基板904a采用圆形空心柱状。

在本实施例中，先用金属或合金材料预制成垂直导热衬板905a薄片，然后用热压工艺将垂直导热衬板905a键合到垂直基板904a预先开好的凹槽内，垂直导热衬板905a表面与垂直基板904a表面齐平或高出不超过1mm。垂直导热衬板905a上表面粘贴有LED902，垂直导热衬板905a下端与水平导热衬板905相焊接。

在垂直基板904a。在上可以增加了设置在基板804中央区域与绝缘套809a相连接的绝缘支撑809，可以进一步提升LED灯泡结构的机械強度和绝缘性能。

可以理解的，上述各实施例的结构特征可以根据需要进行任意组合而组成新的实施方式，本发明的保护范围不限于上述的实施方式，应为上述结构特征的任意组合。

由于上述LED灯泡结构通过设置在绝缘基板上的导热衬板来受热，又通过单独的导热通道与上述导热衬板相焊接形成金属基导热途径，使LED灯泡结构的绝缘功能和导热功能在结构上给予了完全并有效的分割，从而能够有效解决导热与绝缘之间的矛盾，解决导热与制造成本之间的矛盾，解决导热与耐高温、耐高压、抗静电、抗紫外光辐照之间的矛盾，解决导热和散热组件与基板接触面积之间的矛盾，提供一种用于制造LED灯泡结构、灯管、灯板、和各种LED发光模组的结构简单、制造成本低、耐高压、耐高温、抗静电、抗紫外光辐照、散热组件与基板接触面积与导热效果无关、导热效果好、绝缘性能佳、与其它配件相连接方便的LED灯泡结构。

Claims (16)

1.一种LED灯泡结构，其特征在于，包括至少一基板、在所述基板至少一侧表面设置的至少有一导热衬板、散热体、导热设置在所述导热衬板表面的至少一LED光源、罩设在所述LED光源外围的至少有一灯罩、导热结构、用于安装的灯头、以及为所述LED光源供电的驱动电源和/或控制所述LED光源的控制电路；

该导热衬板采用金属材料、镀有金属厚膜的绝缘材料制成，用于导出LED光源的热量；

所述基板采用绝缘材料制成，将所述导热衬板和散热体相隔开，并通过所述导热结构将所述导热衬板的热量传递至所述散热体；

所述散热体设置在所述基板的另一侧；所述导热结构包括至少一与所述基板相交或者设置在所述基板周边的导热支撑；所述导热支撑包括至少一导热通道；所述导热衬板与所述导热通道的一端相连接；所述导热通道的另一端伸出所述基板另一侧表面。

2.根据权利要求1所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述导热结构包括至少一与所述基板相交的所述导热支撑；所述导热支撑包括至少一与所述导热通道相互紧贴设置的绝缘支撑；所述导热通道的伸出所述基板另一侧表面的一端与所述散热体相连接；

伸出所述基板另一侧表面的所述绝缘支撑端部通过一绝缘套或直接与所述灯头相连接。

3.根据权利要求1所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述导热结构包括至少一与所述基板相交的所述导热支撑；所述导热通道的伸出所述基板另一侧表面的一端与所述散热体相连接；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部通过一绝缘套或直接与所述灯头相连接。

4.根据权利要求3所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述导热支撑还包括连接在所述导热通道与所述散热体相连接的一端的绝缘支撑；所述灯头安装在所述绝缘支撑上。

5.根据权利要求1所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述导热结构包括至少一设置在所述基板周边的所述导热支撑；所述导热通道的伸出所述基板另一侧表面的一端与至少一散热体相连接、和/或伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道表面制成或设置散热结构；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部通过一绝缘套或直接与所述灯头相连接。

6.根据权利要求5所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述导热支撑还包括与所述基板相交的绝缘支撑，所述绝缘支撑与所述导热通道分离设置。

7.根据权利要求1所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述基板包括相连接的水平基板和垂直基板；

所述导热衬板包括设置在所述水平基板上的水平导热衬板、以及设置在所述垂直基板上的垂直导热衬板；

所述导热结构包括至少一设置在所述水平基板周边的所述导热支撑；所述水平导热衬板与所述导热通道的一端相连接，所述导热通道的伸出所述基板另一侧表面的一端与至少一散热体相连接、和/或伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道表面制成或设置散热结构；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部通过一绝缘套或直接与所述灯头相连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述灯罩为至少有一开口的球形壳体、椭圆形壳体、方形壳体、圆柱形壳体、锥形壳体、多边形壳体、不定形壳体，可以是单层壳体结构或多层壳体结构；

所述灯罩壳体开口处通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式与所述基板和/或所述导热结构相连接；

所述灯罩内壁可涂布至少一有机高分子薄层、至少一荧光粉薄层、至少一含有荧光粉有机高分子薄层、至少一光扩散剂薄层、至少一含有光扩散剂有机高分子薄层、至少一含荧光粉和光扩散剂薄层、和/或至少一含有荧光粉和光扩散剂有机高分子薄层；

或者，在部分所述灯罩内壁可设置一反射膜以阻挡光线透过所述灯罩；

在所述灯罩壳体内可填充或灌注荧光粉、光扩散剂、有机高分子材料、含有荧光粉的有机高分子材料、含有光扩散剂有机高分子材料、或含有荧光粉和光扩散剂有机高分子材料。

9.根据权利要求1-7任一项所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述基板采用绝缘材料，包括无机非金属材料和/或有机高分子材料制成的单层结构或多层结构；所述基板可以是平面状、凸面状、凹面状、或其组合；

所述基板的几何形状包括圆形、方形、矩形、梯形、三角形、菱形、环形、椭圆形、圆弧形或多边形；

所述基板为单一基板、或沿水平方向拼接成基板平面组合、或在水平基板上沿空间任意方向拼接成基板立体组合，所述基板立体组合的外形包括柱状、环状、槽状、框状或球状；

所述基板包括一层或多层，采用多层基板时逐层排布，层与层之间留有空隙；

所述基板中间设有若干供电线和/或信号线穿过的通孔；

所述基板外侧周边有与所述灯罩开口处连接用的键合面、粘贴面、焊接面、扣嵌处、和螺丝紧固处中的至少一种。

10.根据权利要求1-7任一项所述的LED灯泡结构，其特征在于，在所述基板表面设有与所述LED光源的电极实现电连接的金属焊点、连接所述LED光源的电极与所述金属焊点的金属导线、与电源线或信号线实现电连接的金属焊盘、以及连接所述金属焊盘和所述金属焊点的金属导线；

所述金属焊点、金属导线、和金属焊盘采用金属材料做成的单层结构或多层结构；所述金属焊点、金属导线、和金属焊盘预制成形后，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固中的至少一种方式紧贴在所述基板的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内；

或者，所述金属焊点、金属导线、和金属焊盘为通过厚膜印刷、电镀、蒸发、溅射金属的方式在所述基板的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内形成的金属厚膜。

11.根据权利要求1-7任一项所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述导热衬板采用金属材料、镀有金属厚膜的绝缘材料做成的单层结构或多层结构；

所述导热衬板预制成形后，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式紧贴在所述基板的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内；或者，

所述导热衬板为通过厚膜印刷、电镀、蒸发、溅射金属的方式在所述基板的平滑表面处、表面凸起处或表面凹陷内形成的金属厚膜。

12.根据权利要求2、4或6所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述绝缘支撑采用绝缘材料做成，所述绝缘材料为无机非金属材料或有机高分子材料；或者，所述绝缘支撑为所述基板的延伸；

所述绝缘支撑几何形状包括板、槽、框、柱或管，其端部有绝缘支撑空腔。

13.根据权利要求2所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述导热通道采用金属材料、镀有金属厚膜的绝缘材料中的一种或多种做成；

所述导热通道预制成形后，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、螺丝紧固的方式紧贴在所述绝缘支撑的平滑表面处、表面凸起处和/或表面凹陷内；或者，所述导热通道为通过厚膜印刷、电镀、蒸发、溅射金属的方式在所述绝缘支撑的平滑表面处、表面凸起处和/或表面凹陷内形成的金属厚膜；

所述导热衬板与所述导热通道一端相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊或锡焊工艺与所述导热通道焊接在一起，伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道另一端与所述散热体相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊或锡焊工艺与所述散热体焊接在一起，或者采用低温合金、锡膏、导热硅脂、或散热硅胶与所述散热体粘接在一起。

14.根据权利要求4所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述导热通道采用金属材料、镀有金属厚膜的绝缘材料中的一种或多种做成；

所述导热通道几何形状包括板、槽、框、柱或管；

所述导热衬板与所述导热通道一端相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊、或锡焊工艺与所述导热通道焊接在一起，伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道另一端与所述散热体相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊、或锡焊工艺与所述散热体焊接在一起，或者采用低温合金、锡膏、导热硅脂或散热硅胶与所述散热体粘接在一起；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部可以有导热通道空腔，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌或螺丝紧固的方式与所述灯头或绝缘支撑相连接。

15.根据权利要求6所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述导热通道采用金属材料、镀有金属厚膜的绝缘材料的一种或多种做成；

所述导热通道通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、或螺丝紧固的方式与所述基板周边相连接；

所述导热衬板与所述导热通道相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊、或锡焊工艺将所述导热衬板与导热通道焊接在一起；伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道另一端与所述散热体相接触，采用波峰焊、回流焊、共晶焊、或锡焊工艺与所述散热体焊接在一起，或者，采用低温合金、锡膏、导热硅脂、或散热硅胶与所述散热体粘接在一起；

伸出所述基板另一侧表面的所述导热通道端部有导热通道空腔，通过键合、粘贴、焊接、扣嵌、或螺丝紧固的方式与所述灯头相连接。

16.根据权利要求10所述的LED灯泡结构，其特征在于，所述LED光源包括LED芯片，所述LED光源的散热垫或背面非电极区与所述导热衬板表面相紧贴，所述LED光源的电极位于所述金属焊点上方，并位于金属焊点附近；

采用回流焊、共晶焊、或超声压焊的方式把所述LED光源的散热垫或背面非电极区与所述导热衬板焊接在一起，或者，采用低温合金、锡膏、或导热胶把所述LED光源的散热垫或背面非电极区与所述导热衬板粘接在一起；

采用回流焊、共晶焊、或超声压焊的方式把所述LED光源的电极与所述金属焊点焊接在一起，或者采用低温合金、锡膏、或导热胶把所述LED光源的电极与所述金属焊点粘接在一起。