CN105405953B - 低热阻高光效大功率led灯珠 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种低热阻高光效大功率LED灯珠，热量堆积少、导热顺畅，它包括3V芯片和支架(2)，支架为以日字形金属框(2)为骨架并在骨架表面包覆有PPA塑料(3)的框架，金属框(2)包括第一日字部分(2.1)和第二日字部分(2.2)，金属框(2)横截面为倒T形，框架的第一口部设有第一铜片(4)，框架的第二口部设有第二铜片(5)，第一铜片(4)表面粘接有四颗3V芯片，四颗3V芯片呈田字形分布，第一铜片(4)、第一3V芯片(1.1)、第二3V芯片(1.2)、第三3V芯片(1.3)、第四3V芯片(1.4)、第二铜片(5)通过焊线(6)依序电性串联。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体讲是一种低热阻高光效大功率LED灯珠。
背景技术
目前LED灯珠的结构多种多样，一般包括芯片、支架，3V的常规LED灯珠已经较为普遍，而向6V、9V、12V等相对高压的LED灯珠的研究成为了目前的主要趋势，然而多芯片的LED灯珠由于热量堆积、导热不畅等原因，寿命、光效等均存在问题，尤其是芯片越多，问题越加严重，所以简单高效解决热量堆积、导热不畅一直为各厂家争相研究的方向之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种热量堆积少、导热顺畅的具有高可靠性的12V的低热阻高光效大功率LED灯珠。
为解决上述技术问题，本发明提出一种低热阻高光效大功率LED灯珠，它包括3V芯片和支架，支架为以日字形金属框为骨架并在骨架表面包覆有PPA塑料的框架，金属框包括第一日字部分和第二日字部分，第一日字部分的下端面和第二日字部分的上端面连接，金属框横截面为倒T形，该倒T形的竖直部分为第一日字部分，该倒T形的横向部分为第二日字部分，框架的第一口部设有第一铜片，框架的第二口部设有第二铜片，第一铜片、第二铜片均包括插入PPA塑料中的周边部分以及由周边部分环绕的向下凸起，两个凸起分别与对应口部紧配，第一铜片插入PPA塑料中的周边部分、第二铜片插入PPA塑料中的周边部分均位于金属框上方，第一铜片表面粘接有四颗3V芯片，四颗3V芯片呈田字形分布，位于左上角为第一3V芯片，位于左下角为第二3V芯片，位于右上角为第三3V芯片，位于右下角为第四3V芯片，第一铜片、第一3V芯片、第二3V芯片、第三3V芯片、第四3V芯片、第二铜片通过焊线依序电性串联。
采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：上述结构为一个综合性设计，包含四颗3V芯片，总功率较高，因此形成大功率特点，四颗3V芯片的分布结构能够提供均匀的发光效果，在芯片数量和发光均匀性之间达到一个较好地平衡，芯片数量控制在合理范围内，从而避免过多热量产生，在将四颗3V芯片串联使得输入电压达到12V同时，横截面为倒T形的框架强度很高，框架在长期持续使用中稳定性显著增强，以及采用向下凸起的铜片，保证了铜片连接芯片的部分厚度较厚，以及口部周向内侧面将对凸起周向外侧面提供支撑，该支撑有利于铜片的稳定，这些均非常有利于芯片及焊线的稳定，同时能够快捷高效地将热量向下传导，形成低热阻特点，减轻热量堆积，实现导热顺畅，即将芯片的热量传导至所安装的铜片，铜片将一部分热量传导至四周连接的PPA塑料，倒T形金属框增强导热，导热效率高，并能够引导热量往PPA塑料下部走，以远离芯片，此番散热设计，能够较好地保持框架稳定，同时对芯片高效散热，整个设计具有低热阻高光效大功率特点，因此综合获得一种高可靠性的12V的低热阻高光效大功率LED灯珠。
作为改进，各3V芯片均为矩形芯片，矩形芯片的负极和正极均为对角线设置，其中，负极位于矩形芯片的左上角，这样，能够使焊线尽量远离3V芯片的发光区，避免焊线较多的挡住发光区，从而更有利于发光。
作为改进，矩形芯片的长度方向与框架的长度方向一致，第二3V芯片位于第一3V芯片的正下方，第一3V芯片与第三3V芯片左右对称分布，第二3V芯片与第四3V芯片左右对称分布，这样，一方面，四个3V芯片构建的总的发光区较为均匀平衡，发光效果好，第二方面，能够使焊线尽量远离3V芯片的发光区，避免焊线较多的挡住发光区，从而更有利于发光，第三方面，能够将电连接3V芯片之间的焊线做成倾斜分布的弧线，从而使焊线具有更好的拉伸承受能力，在振动环境、热胀冷缩环境中都不容易断裂。
作为改进，第一口部大于第二口部，这样，第一铜片面积更大，更方便布置四个3V芯片和制作焊线，同时散热更好。
附图说明
图1为本发明低热阻高光效大功率LED灯珠的俯视图。
图2为本发明低热阻高光效大功率LED灯珠的A-A向剖视图。
图3为本发明低热阻高光效大功率LED灯珠的第一铜片的侧视图。
图4为本发明低热阻高光效大功率LED灯珠的日字形金属框的俯视图。
图5为本发明低热阻高光效大功率LED灯珠的日字形金属框的B-B向剖视放大图。
图中所示，1.1、第一3V芯片，1.2、第二3V芯片，1.3、第三3V芯片，1.4、第四3V芯片，2、金属框，2.1、第一日字部分，2.2、第二日字部分，3、PPA塑料，4、第一铜片，5、第二铜片，6、焊线，7、负极，8、正极，9、凸起。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细的说明：
本发明低热阻高光效大功率LED灯珠，它包括3V芯片和支架2，支架为以日字形金属框2为骨架并在骨架表面包覆有PPA塑料3的框架，金属框2包括第一日字部分2.1和第二日字部分2.2，第一日字部分2.1的下端面和第二日字部分2.2的上端面连接，金属框2横截面为倒T形，如图4所示，该倒T形的竖直部分为第一日字部分2.1，该倒T形的横向部分为第二日字部分2.2，框架的第一口部设有第一铜片4，框架的第二口部设有第二铜片5，第一铜片4、第二铜片5均包括插入PPA塑料中的周边部分以及由周边部分环绕的向下凸起9，两个凸起9分别与对应口部紧配，第一铜片4插入PPA塑料中的周边部分、第二铜片5插入PPA塑料中的周边部分均位于金属框上方，第一铜片4表面粘接有四颗3V芯片，四颗3V芯片呈田字形分布，位于左上角为第一3V芯片1.1，位于左下角为第二3V芯片1.2，位于右上角为第三3V芯片1.3，位于右下角为第四3V芯片1.4，第一铜片4、第一3V芯片1.1、第二3V芯片1.2、第三3V芯片1.3、第四3V芯片1.4、第二铜片5通过焊线6依序电性串联。
PPA塑料框架制作过程可以是，第一步，将第一日字部分2.1、第二日字部分2.2用导热胶粘接形成日字形金属框2，第二步，用PPA塑料将日字形金属框2包裹形成第一日字形PPA塑料框架，第三步，在第二步PPA塑料未固化前，在第一日字形PPA塑料框架第一口部、第二口部分别放上第一铜片4、第二铜片5，凸起9的周向侧面均抵靠对应口部的周向内侧面，接着再包裹一层PPA塑料并固化形成设有第一铜片4、第二铜片5的第二日字形PPA塑料框架。
在PPA塑料框架上进行芯片安装和连接采用现有技术即可。
PPA塑料3为聚对苯二甲酰对苯二胺。
各焊线均为空中弧线，而3V芯片之间用于电连接的焊线均为倾斜分布的空中弧线，倾斜分布是指空中弧线在第一铜片4的投影直线与框架长边的夹角为锐角，而非直角。
各3V芯片均为矩形芯片，矩形芯片的负极7和正极8均为对角线设置，其中，负极7位于矩形芯片的左上角。
矩形芯片的长度方向与框架的长度方向一致，第二3V芯片1.2位于第一3V芯片1.1的正下方，第一3V芯片1.1与第三3V芯片1.3左右对称分布，第二3V芯片1.2与第四3V芯片1.4左右对称分布。
第一口部大于第二口部。
第一口部覆盖有荧光胶，该荧光胶将第一铜片4、四颗3V芯片、焊线6均覆盖，本例采用透明荧光胶，因此图中未画出，荧光胶能够起到一定的保护作用，同时发光区的发光方向、光效都得以更好。
本例实际使用时，LED电源负极端与第一铜片4电连接，LED电源正极端与第二铜片5电连接。
在改进或后期封装本发明低热阻高光效大功率LED灯珠时，还可以：1、通过设计有利于LED芯片散热的倒装封装基板和热电分离结构，提升LED芯片到封装体外引脚的散热性能，显著降低封装结构的热阻；2、通过扩散层的结构设计，使得光源光线能进行多次反射和折射，发光更加均匀，通过规则排列凹凸不平的结构实现了光在透明基板内的多次反射，达到基板外部光萃取效率的提升，从而提高了LED光效，另外扩散层也增加了基板侧面与空气的接触面积，增加了基板的散热效果，有效提高了LED的制作功率；3、通过在基板内沿长度方向设计多个散热孔，增加了基板与空气的接触面积，并且使得基板内部的热量能直接通过散热孔导出，进一步增加了基板的散热效果，提高了高光效LED的稳定性。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (4)
1.一种低热阻高光效大功率LED灯珠，它包括3V芯片和支架，其特征在于，支架为以日字形金属框(2)为骨架并在骨架表面包覆有PPA塑料(3)的框架，金属框(2)包括第一日字部分(2.1)和第二日字部分(2.2)，第一日字部分(2.1)的下端面和第二日字部分(2.2)的上端面连接，金属框(2)横截面为倒T形，该倒T形的竖直部分为第一日字部分(2.1)，该倒T形的横向部分为第二日字部分(2.2)，框架的第一口部设有第一铜片(4)，框架的第二口部设有第二铜片(5)，第一铜片(4)、第二铜片(5)均包括插入PPA塑料中的周边部分以及由周边部分环绕的向下凸起(9)，两个凸起(9)分别与对应口部紧配，第一铜片(4)插入PPA塑料中的周边部分、第二铜片(5)插入PPA塑料中的周边部分均位于金属框上方，第一铜片(4)表面粘接有四颗3V芯片，四颗3V芯片呈田字形分布，位于左上角为第一3V芯片(1.1)，位于左下角为第二3V芯片(1.2)，位于右上角为第三3V芯片(1.3)，位于右下角为第四3V芯片(1.4)，第一铜片(4)、第一3V芯片(1.1)、第二3V芯片(1.2)、第三3V芯片(1.3)、第四3V芯片(1.4)、第二铜片(5)通过焊线(6)依序电性串联。
2.根据权利要求1所述的低热阻高光效大功率LED灯珠，其特征在于，各3V芯片均为矩形芯片，矩形芯片的负极(7)和正极(8)均为对角线设置，其中，负极(7)位于矩形芯片的左上角。
3.根据权利要求2所述的低热阻高光效大功率LED灯珠，其特征在于，矩形芯片的长度方向与框架的长度方向一致，第二3V芯片(1.2)位于第一3V芯片(1.1)的正下方，第一3V芯片(1.1)与第三3V芯片(1.3)左右对称分布，第二3V芯片(1.2)与第四3V芯片(1.4)左右对称分布。
4.根据权利要求1所述的低热阻高光效大功率LED灯珠，其特征在于，第一口部大于第二口部。
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