CN108468031B - 散热光学灯杯的制作方法及使用该光学灯杯的led灯 - Google Patents

散热光学灯杯的制作方法及使用该光学灯杯的led灯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及LED照明技术领域，具体指散热光学灯杯的制作方法，包括如下步骤：1)通过模具由透光玻璃制作成型光学杯体；2)准备行星旋转架，包括主转轴、固定连接于主转轴上的支架以及自转轴；3将光学杯体固定于自转轴上；4)在真空室内还设有磁控溅射源和红外加热装置，所述磁控溅射源包括坩埚、磁环以及钨丝发射热电子束；所述坩埚内设有FeSi2靶料；5)开启红外加热装置加热对真空室内进行加热，对真空室抽真空,通过压电节流阀加入一定压强的Ar45气体；6)开启磁控溅射源，在光学杯体外表面形成FeSi2镀层；7)向真空室内通入空气，在FeSi2镀层会迅速形成SiO2层，得散热光学灯杯，极大地提高了光学灯杯的散热效果。

Description

散热光学灯杯的制作方法及使用该光学灯杯的LED灯
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，具体指散热光学灯杯的制作方法以及使用该散热光学灯杯的LED灯。
背景技术
随着科学技术的不断发展，LED灯应用越来越广泛。现有LED灯一般包括LED光源、壳体、反光杯，透镜以及驱动电源等。众所周知，散热问题是LED灯最大的技术问题，现有技术中，壳体一般采用金属材料制作而成，且在壳体设有若干散热片。现有技术的这种设置，存在如下缺陷和不足：1.因为所述壳体采用金属材料，且设有若干散热片，制作工艺复杂，制作成本高；2.更为主要的是，因结构设置问题，散热效果一般。故如何有效地实现良好的散热，行业内做了大量的研究探索。
故现有技术尚有较大的改进空间。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、散热效果好的散热光学灯杯的制作方法以及使用该散热光学灯杯的LED灯。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的散热光学灯杯的制作方法，包括如下步骤：
1)通过模具由透光玻璃制作成型光学杯体，其上部和下部具有出光槽和容纳槽，且出光槽和容纳槽不连通；
2)准备行星旋转架，所述行星旋转架包括主转轴和固定连接于主转轴上的支架，所述支架上通过轴承设有若干自转轴；
3)将行星旋转架设于真空室内，将光学杯体固定于自转轴上；
4)在真空室内还没有磁控溅射源和红外加热装置，真空室上设有压电节流阀，所述磁控溅射源包括坩埚、磁环以及钨丝发射热电子束；所述钨丝发射热电子束设于磁环内，钨丝发射热电子束用于对坩埚进行加热；所述坩埚内设有FeSi2靶料；
5)开启红外加热装置加热对真空室内进行加热，对真空室抽真空,通过压电节流阀加入一定压强的Ar气体；
6)开启磁控溅射源，电离Ar得到高能Ar+离子轰击FeSi2靶料，部分FeSi2靶料蒸发升腾逸出飞向光学杯体，在光学杯体外表面形成FeSi2镀层；
7)向真空室内通入空气，在FeSi2镀层会迅速形成SiO2层，得散热光学灯杯。
根据以上技术方案，步骤5)中对真空室内加热至温度为200℃。
根据以上技术方案，步骤5)中对真空室抽真空至真空度<0.007Pa。
根据以上技术方案，步骤6)中FeSi2镀层为15um。
根据以上技术方案，所述步骤5)中压强为0.007Pa。
本发明所述的一种具有散热光学灯杯的LED灯,包括上述任一所述的制作方法所制作的散热光学灯杯，所述容纳槽内设有菲涅尔透镜、LED灯源组件和驱动电源，所述菲涅尔透镜与光学杯体一体形成于容纳槽底部，所述LED灯源设于菲涅尔透镜下方的对应位置，所述LED灯源组件与驱动电源电连接。
根据以上技术方案，所述LED灯源组件包括杯形散热片和设于杯形散热片顶部的LED光源，所述LED光源对应设于菲涅尔透镜下方，且LED光源与驱动电源电连接，所述杯形散热片侧壁紧贴于容纳槽侧壁上。
根据以上技术方案，还包括灯杯体，所述灯杯体连接于散热光学灯杯下端，用于封闭容纳槽，所述灯杯体设有电极端子，所述电极端子通过引线与驱动电源电连接。
根据以上技术方案，所述出光槽出口处设有平面透镜。
本发明有益效果为：本发明所述的散热光学灯杯，在光学灯杯的外表面镀有一层FeSi2镀层，极大地提高了散热效率。而LED灯中，光学灯杯的内表面贴设有杯形散热片，外表面镀有FeSi2镀层，形成完整的散热通道，散热效果极挂。
附图说明
图1是本发明的光学杯体镀FeSi2镀层原理示意图；
图2是本发明的LED灯剖视结构示意图。
图中：
1、光学杯体；11、容纳槽；12、出光槽；2、灯杯体；3、平面透镜；4、引线；5、驱动电源；6、杯形散热片；7、LED光源；8、FeSi2镀层；9、菲涅尔透镜；10、电极端子；20、真空室；21、主转轴；22、支架；23、自转轴；24、弧形压槽；30、行星旋转架；40、磁控溅射源；41、坩埚；42、磁环；43、钨丝发射热电子束；50、FeSi2靶料；60、压电节流阀。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述的散热光学灯杯的制作方法，包括如下步骤：
1)通过模具由透光玻璃制作成型光学杯体1，其上部和下部具有出光槽12和容纳槽11，且出光槽12和容纳槽11不连通。
2)准备行星旋转架30，所述行星旋转架30包括主转轴21和固定连接于主转轴21上的支架22，所述支架22上通过轴承设有若干自转轴23。所述支架22可以围绕支架22旋转，且自转轴23可以相对于支架22旋转。
3)将行星旋转架30设于真空室20内，将光学杯体1固定于自转轴23上；便于光学杯体1旋转，便于后继镀FeSi2镀层8
4)在真空室20内还没有磁控溅射源40和红外加热装置，真空室20上设有压电节流阀60，所述磁控溅射源40包括坩埚41、磁环42以及钨丝发射热电子束43；所述钨丝发射热电子束43设于磁环42内，钨丝发射热电子束43用于对坩埚41进行加热；所述坩埚41内设有FeSi2靶料50；
5)开启红外加热装置加热对真空室20内进行加热，对真空室20抽真空,通过压电节流阀加入0.007Pa Ar气体，提供等离子辉光放电气氛，便于FeSi2靶料50挥发。其中真空室20内加热至温度为200℃，迫使玻璃表面水汽、氧、二氧化碳逃逸出，便于镀层。所述真空室(20)抽真空至真空度<0.007Pa，保证后继充入Ar气流形成及必要的纯净度。
6)开启磁控溅射源40，电离Ar得到高能Ar+离子轰击FeSi2靶料50，部分FeSi2靶料50蒸发升腾逸出飞向光学杯体1，在光学杯体1外表面形成FeSi2镀层8；4.根据权利要求1所述的散热光学灯杯的制作方法，其特征在于：步骤6)中FeSi2镀层8为15um。这个厚度，以保证充分覆盖玻璃表面，形成最大的辐射系数和良好的附着力。另外本发明可以安装晶振，FeSi2镀层附着在晶振上会改变其震动频率，以此测量FeSi2镀层厚度，当达到核定厚度后，晶振及时关掉电子束停止镀膜。
7)向真空室20内通入空气，在FeSi2镀层8会迅速形成SiO2层，得散热光学灯杯。
本发明所述的一种具有散热光学灯杯的LED灯,包括上述的散热光学灯杯，所述容纳槽11内设有菲涅尔透镜9、LED灯源组件和驱动电源5，所述菲涅尔透镜9与光学杯体1一体形成于容纳槽11底部，所述LED灯源设于菲涅尔透镜9下方的对应位置，所述LED灯源组件与驱动电源5电连接。
所述LED灯源组件包括杯形散热片6和设于杯形散热片6顶部的LED光源7，所述LED光源7对应设于菲涅尔透镜9下方，且LED光源7与驱动电源5电连接，所述杯形散热片6侧壁紧贴于容纳槽11侧壁上，这样设置，LED光源7所产生的热量直接传导至光学杯体1上，因杯形散热片6与光学杯体1大面积接触，传导效果极大提高，另因光学杯体1上镀有FeSi2镀层8散热效果更佳。
还包括灯杯体2，所述灯杯体2连接于散热光学灯杯下端，用于封闭容纳槽11，所述灯杯体2设有电极端子10，所述电极端子10通过引线4与驱动电源5电连接。所述出光槽12出口处设有平面透镜3。
表一，散热效果对比实验表(以5W的LED光源所发热为例，环境温度20℃)
Figure GDA0002288435680000041
上述1点……5点，表示不同时间对光学杯体1表面同一位置的不同温度测试结果，可见，镀有FeSi2镀层8的产品散热效果明显高于没有FeSi2镀层的产品。
所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明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 (9)

1.散热光学灯杯的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)通过模具由透光玻璃制作成型光学杯体(1)，其上部和下部具有出光槽(12)和容纳槽(11)，且出光槽(12)和容纳槽(11)不连通；
2)准备行星旋转架(30)，所述行星旋转架(30)包括主转轴(21)和固定连接于主转轴(21)上的支架(22)，所述支架(22)上通过轴承设有若干自转轴(23)；
3)将行星旋转架(30)设于真空室(20)内，将光学杯体(1)固定于自转轴(23)上；
4)在真空室(20)内还没有磁控溅射源(40)和红外加热装置，真空室(20)上设有压电节流阀(60)，所述磁控溅射源(40)包括坩埚(41)、磁环(42)以及钨丝发射热电子束(43)；所述钨丝发射热电子束(43)设于磁环(42)内，钨丝发射热电子束(43)用于对坩埚(41)进行加热；所述坩埚(41)内设有FeSi2靶料(50)；
5)开启红外加热装置加热对真空室(20)内进行加热，对真空室(20)抽真空,通过压电节流阀加入一定压强的Ar气体；
6)开启磁控溅射源(40)，电离Ar得到高能Ar+离子轰击FeSi2靶料(50)，部分FeSi2靶料(50)蒸发升腾逸出飞向光学杯体(1)，在光学杯体(1)外表面形成FeSi2镀层(8)；
7)向真空室(20)内通入空气，在FeSi2镀层(8)上会迅速形成SiO2层，得散热光学灯杯。
2.根据权利要求1所述的散热光学灯杯的制作方法，其特征在于：步骤5)中对真空室(20)内加热至温度为200℃。
3.根据权利要求1所述的散热光学灯杯的制作方法，其特征在于：步骤5)中对真空室(20)抽真空至真空度<0.007Pa。
4.根据权利要求1所述的散热光学灯杯的制作方法，其特征在于：步骤6)中FeSi2镀层(8)为15 μm 。
5.根据权利要求1所述的散热光学灯杯的制作方法，其特征在于：所述步骤5)中压强为0.007Pa。
6.一种具有散热光学灯杯的LED灯,包括权利要求1-5任一制作方法所制得的散热光学灯杯，其特征在于：所述容纳槽(11)内设有菲涅尔透镜(9)、LED灯源组件和驱动电源(5)，所述菲涅尔透镜(9)与光学杯体(1)一体形成于容纳槽(11)底部，所述LED灯源设于菲涅尔透镜(9)下方的对应位置，所述LED灯源组件与驱动电源(5)电连接。
7.根据权利要求6所述的具有散热光学灯杯的LED灯，其特征在于：所述LED灯源组件包括杯形散热片(6)和设于杯形散热片(6)顶部的LED光源(7)，所述LED光源(7)对应设于菲涅尔透镜(9)下方，且LED光源(7)与驱动电源(5)电连接，所述杯形散热片(6)侧壁紧贴于容纳槽(11)侧壁上。
8.根据权利要求7所述的具有散热光学灯杯的LED灯，其特征在于：还包括灯杯体(2)，所述灯杯体(2)连接于散热光学灯杯下端，用于封闭容纳槽(11)，所述灯杯体(2)设有电极端子(10)，所述电极端子(10)通过引线(4)与驱动电源(5)电连接。
9.根据权利要求8所述的具有散热光学灯杯的LED灯，其特征在于：所述出光槽(12)出口处设有平面透镜(3)。
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