CN107842723A - 一种户外用防水散热型led光源模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种户外用防水散热型LED光源模组,包括基板、覆盖在基板上的绝缘层、附着在绝缘层上的线路层以及安装在线路层的LED芯片,还包括筒状的外壳,外壳内壁延伸出两个环形的凸台,两个凸台之间形成容纳槽;所述基板安装在容纳槽内;LED芯片朝向的外壳的一端覆盖有透光层;LED芯片背向的外壳的一端开口采用一端盖密封,端盖与基板之间形成空腔;所述端盖处开有多个热对流孔。本发明设有热对流孔,LED芯片工作产生的热量经基板传导到空腔,使空腔内压升高,与大气形成压差,通过气体对流可有效地实现散热。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED光源模组,具体涉及一种户外用防水散热型LED光源模组。
背景技术
LED芯片由于其体积小、能耗低、光效强而被广泛应用于手提灯、应急灯、台灯、手电筒、探照灯等户外活动用的光源中,由于户外环境多变,LED光源容易因渗水而损坏其内部电路结构,导致使用寿命的下降。现有技术中,常用密封圈等结构密封光源模组外壳的缝隙,导致LED灯工作产生的热量不能传导或散开,散热效果不好。
有鉴于此,亟需一种防水同时具备高散热性能的户外用LED光源模组。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种防水同时具备高散热性能的户外用LED光源模组。
本发明的目的通过以下技术实现:一种户外用防水散热型LED光源模组,包括基板、覆盖在基板上的绝缘层、附着在绝缘层上的线路层以及安装在线路层的LED芯片,还包括筒状的外壳,外壳内壁延伸出两个环形的凸台,两个凸台之间形成容纳槽;所述基板安装在容纳槽内;LED芯片朝向的外壳的一端覆盖有透光层;LED芯片背向的外壳的一端开口采用一端盖密封,端盖与基板之间形成空腔;所述端盖处开有多个热对流孔。
基板可选用任一种常见的、导热的材料制成,如铝合金。线路层可以采用现有技术蚀刻而成。绝缘层的作用是隔绝基板与线路层,防止二者短路。芯片可采用现有技术安装在线路层上,如COB等。透光层可选用任一种现有技术材料实现,如胶体,其作用是隔离LED芯片与线路层,避免二者接触空气。所述外壳可选用任一种现有的材料制成,如金属、塑料等。特别的,本发明的外壳中设有容纳槽,安装有LED芯片的基板等可固定在容纳槽内,外壳的两端分别被透光层和端盖所封闭,可有效隔绝外界的水份。特别的,端盖处设有热对流孔,LED芯片工作产生的热量经基板传导到空腔,使空腔内压升高,与大气形成压差,通过气体对流可有效地实现散热。与此同时,两个凸台和基板之间形成凹形的迂回间隙,可隔离芯片与空腔的空间,避免水分通过热对流孔侵入空腔后进一步渗入LED芯片及线路层,确保了热对流孔设置时的水密性。端盖可以与外壳一体成型,也可以通过卡扣等形式安装。
进一步的,所述基板背面延伸出多个散热块;散热块呈片状。
散热块优选为与基板一体成型。其作用是增加基板的表面积,以提高基板与空腔内的空气热交换效率,在不增加产品体积的前提下进一步提升散热效率。
更进一步的,所述基板、绝缘层与凸台之间楔入有柔性垫圈。
柔性垫圈可以选用现有技术实现,如橡胶垫圈、硅胶垫圈等。其作用进一步提高空腔与LED芯片之间的隔离度。
优选的,所述透光层与LED芯片之间的外壳壁面上开有多个透气孔;透气孔外附着有橡胶膜层。
LED芯片工作的热量容易加热透光层及相关的结构,导致其发生体积膨胀。尤其是透光层与LED芯片之间残存的空气,受热容易发生较大的膨胀,损伤产品的机械结构。因此,本发明特别设置透气孔和橡胶膜层,透光层内侧的气体膨胀后,可以通过透气孔膨胀,橡胶膜层发生膨胀而降低透光层与LED芯片之间的压力,避免结构损坏。
优选的,所述橡胶膜层厚度沿其径向向外增加;所述橡胶膜层底面开有多个与所述透气孔同心的环形缓冲槽。
橡胶膜层边缘较厚,便于其通过胶水附着在外壳外壁。而较薄的中心则有利于在较低的压力下发生形变,增强其泄压性能。
优选的,还包括开设在空腔侧壁、靠近基板一端的进气孔;所述散热块沿基板径向排布成放射状。
空腔内部,越靠近基板的部位温度越高,与散热块末端形成一温度差,形成压力差,气体膨胀后流动至低压的热对流孔区域,最终排出。而基板附近流失的气体通过进气孔得到补充,以维持空腔内的压力。
优选的,所述绝缘层其原料按重量计包括50-70份聚乳酸、0.05-0.3份纳米碳酸钙、3-5份β-羟烷基酰胺、1-3份碳纤维;其制备方法为在基板表面涂抹离子型表面活性剂,同时将各原料混合、熔化后,涂覆在基板表面固化即得。
优选的,所述离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,便于加工出厚度较低的绝缘层。本发明特别在聚乳酸中添加碳纤维,可有效提高绝缘层的导热性。而基板表面涂抹离子型表面活性剂可在绝缘层未固化时,吸引碳纤维聚集在基板表面附近而远离线路层,避免碳纤维破坏绝缘层的绝缘性能。 纳米碳酸钙可进一步促进上述过程。
优选的,所述散热块表面开设有沿基板轴向的导流槽;所述导流槽其深度向端盖方向增加。
导流槽可以引导空气流动的方向,避免其在空腔内形成湍流而无法排除空腔外。而深度不同的导流槽更可促进空气流向热对流孔,并增加气体回流的阻力。
附图说明
图1是本发明剖面示意图。
图2是本发明的局部放大图。
图3是本发明另一实施例的剖面图。
图4是本发明另一实施例的局部放大图。
图5是本发明散热块的剖面图。
图6是本发明另一实施例基板背面示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解,下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述:
实施例1
本实施例提供一种户外用防水散热型LED光源模组,如图1和图2包括基板11、覆盖在基板上的绝缘层12、附着在绝缘层12上的线路层13以及安装在线路层的LED芯片14,还包括筒状的外壳2,外壳内壁延伸出两个环形的凸台21,两个凸台21之间形成容纳槽;所述基板11安装在容纳槽内;LED芯片朝向的外壳的一端覆盖有透光层31;LED芯片背向的外壳的一端开口采用一端盖密封,端盖与基板之间形成空腔41;所述端盖处开有多个热对流孔42。
更进一步的,所述基板11、绝缘层12与凸台21之间楔入有柔性垫圈22。
优选的,所述绝缘层其原料为环氧树脂。
实施例2
本实施例提供一种户外用防水散热型LED光源模组,包括基板11、覆盖在基板上的绝缘层12、附着在绝缘层12上的线路层13以及安装在线路层的LED芯片14,还包括筒状的外壳2,外壳内壁延伸出两个环形的凸台21,两个凸台21之间形成容纳槽;所述基板11安装在容纳槽内;LED芯片朝向的外壳的一端覆盖有透光层31;LED芯片背向的外壳的一端开口采用一端盖密封,端盖与基板之间形成空腔41;所述端盖处开有多个热对流孔42。
更进一步的,所述基板11、绝缘层12与凸台21之间楔入有柔性垫圈22。进一步的,所述基板背面延伸出多个散热块111;散热块111呈片状。
优选的,所述透光层31与LED芯片之间的外壳壁面上开有多个透气孔32;透气孔外附着有橡胶膜层33。
优选的,所述橡胶膜层厚度沿其径向向外增加;所述橡胶膜层底面开有多个与所述透气孔同心的环形缓冲槽(图中未出示)。
优选的,还包括开设在空腔41侧壁、靠近基板一端的进气孔43;所述散热块111沿基板径向排布成放射状。
优选的,所述绝缘层其原料按重量计包括69份聚乳酸、0.09份纳米碳酸钙、4份β-羟烷基酰胺、2份碳纤维;其制备方法为在基板表面涂抹离子型表面活性剂,同时将各原料混合、熔化后,涂覆在基板表面固化即得。
优选的,所述离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠,涂抹量为0.1mL/cm2。
优选的,所述散热块表面开设有沿基板轴向的导流槽1111;所述导流槽其深度向端盖方向增加。
实施例3
本实施例提供一种实施例2用的绝缘层,其原料按重量计包括50份聚乳酸、0.3份纳米碳酸钙、3份β-羟烷基酰胺、3份碳纤维;其制备方法为在基板表面涂抹离子型表面活性剂,同时将各原料混合、熔化后,涂覆在基板表面固化即得。
优选的,所述离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。涂抹量为0.2mL/cm2。
实施例4
本实施例提供一种实施例2用的绝缘层,其原料按重量计包括50份聚乳酸、0.3份纳米碳酸钙、3份β-羟烷基酰胺、3份碳纤维;其制备方法为将各原料混合、熔化后,涂覆在基板表面固化即得。
实施例5
本实施例提供一种实施例2用的绝缘层,其原料按重量计包括50份聚乳酸、3份β-羟烷基酰胺、3份碳纤维;其制备方法为在基板表面涂抹离子型表面活性剂,同时将各原料混合、熔化后,涂覆在基板表面固化即得。
优选的,所述离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。涂抹量为0.2mL/cm2。
实施例6
本实施例提供一种实施例2用的绝缘层,其原料按重量计包括50份聚乳酸,将原料混合、熔化后,涂覆在基板表面固化即得。
制备实施例2-5的绝缘层,厚度为0.1-0.3mm。测试其绝缘性能(IEC/60243-1与IEC/60112),其结果如下表所示。
热传导性能如下表所示。
以上为本发明的其中具体实现方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种户外用防水散热型LED光源模组,包括基板、覆盖在基板上的绝缘层、附着在绝缘层上的线路层以及安装在线路层的LED芯片,其特征在于:还包括筒状的外壳,外壳内壁延伸出两个环形的凸台,两个凸台之间形成容纳槽;所述基板安装在容纳槽内;LED芯片朝向的外壳的一端覆盖有透光层;LED芯片背向的外壳的一端开口采用一端盖密封,端盖与基板之间形成空腔;所述端盖处开有多个热对流孔。
2.根据权利要求1所述的户外用防水散热型LED光源模组,其特征在于:所述基板背面延伸出多个散热块;散热块呈片状。
3.根据权利要求1所述的户外用防水散热型LED光源模组,其特征在于:所述基板、绝缘层与凸台之间楔入有柔性垫圈。
4.根据权利要求1所述的户外用防水散热型LED光源模组,其特征在于:所述透光层与LED芯片之间的外壳壁面上开有多个透气孔;透气孔外附着有橡胶膜层。
5.根据权利要求4所述的户外用防水散热型LED光源模组,其特征在于:所述橡胶膜层厚度沿其径向向外增加;所述橡胶膜层底面开有多个与所述透气孔同心的环形缓冲槽。
6.根据权利要求2所述的户外用防水散热型LED光源模组,其特征在于:还包括开设在空腔侧壁、靠近基板一端的进气孔;所述散热块沿基板径向排布成放射状。
7.根据权利要求1所述的户外用防水散热型LED光源模组,其特征在于:所述绝缘层其原料按重量计包括50-70份聚乳酸、0.05-0.3份纳米碳酸钙、3-5份β-羟烷基酰胺、1-3份碳纤维;其制备方法为在基板表面涂抹离子型表面活性剂,同时将各原料混合、熔化后,涂覆在基板表面固化即得。
8.根据权利要求8所述的户外用防水散热型LED光源模组,其特征在于:所述离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
9.根据权利要求6所述的户外用防水散热型LED光源模组,其特征在于:所述散热块表面开设有沿基板轴向的导流槽;所述导流槽其深度向端盖方向增加。
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