CN112879815A - 一种高导热led灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高导热LED灯具，包括自上而下依次相邻设置的阻焊层（4）、铜层（1）、绝缘层（2）和散热器（3）。本发明的高导热LED灯具提升了产品的散热效果，降低了LED灯珠光衰率，提高了产品寿命，降低了产品的组装工艺难度，省却了PCB组装工艺。

Description

一种高导热LED灯具
技术领域
本申请涉及照明领域，尤其涉及一种高导热LED灯具。
背景技术
目前市场上常规LED灯具的散热的主要方法是通过铝材散热器将LED发光产生的热量通过传导散热和对流散热方式导出灯体至热量消散在周围空气中；热量传导路径主要是是热量传导路径是LED－PCB铜层－PCB绝缘层－PCB基板－导热材料－散热器。
这种常规LED灯具中，PCB和散热器为两种独立的物料，常规PCB的导热系数较低，且在装配时如果出现PCB有轻微变形、安装固定PCB的螺丝偏位、散热面有不平整或不光洁时，会导致产品工作时LED灯珠上的热量导出过慢，这将会极大的提升LED灯珠的温升，导致严重的增大了LED的光衰和产品的寿命极大的降低。
发明内容
本发明的发明目的在于解决上面所列的技术问题，以结构简单的方式提供一种高导热LED灯具。
本发明的技术方案为：
一种高导热LED灯具，包括自上而下依次相邻设置的阻焊层、铜层、绝缘层和散热器。
一种高导热LED灯具，包括自上而下依次相邻设置的铜层、绝缘层和散热器；其中，所述散热器包括第一散热器、第二散热器以及位于第一散热器和第二散热器之间的柱部件；所述柱部件为独立的活动柱，其具有与第一散热器的第一连接部相活动连接的上端，以及与所述第二散热器的第二连接部相活动连接的下端。
其中，第一连接部为第一螺孔，第二散热器有多种尺寸，每种尺寸的第二散热器具有相同的第二连接部分布和相同的条形凹槽分布，以与第一散热器上的第一连接部分布和第一散热片分布相对应；
活动柱用于将第二散热器与该第一散热器连接成一个整体，并且在两者之间通过至少三个所述活动柱的接触连接、以及所述多片第一散热片与所述第二散热器上表面上的多个所述条形凹槽的热接触而实现将热量传导到第二散热器上；
第一散热器具有包括上表面和下表面的第一散热器主体，设置在该第一散热器主体下表面上的多片第一散热片（11），贯通第一散热器上下表面的第一螺孔（12）、以及贯通第一散热器上下表面的第一通孔（14）；其中，第一散热器主体的上表面和下表面相互平行，所述多片第一散热片的厚度自其根部至头部逐渐变小；第一散热器的上表面包括贴设区和边缘区，其中所述贴设区用于在压合时容置绝缘层和铜层，所述边缘区上设置有与所述第一散热器一体形成的校正标（13），以在第一散热器的上表面上压合绝缘层和铜层、对铜层进行曝光、对铜层和绝缘层进行开孔时，对第一散热器在工作台上的摆置方向和摆置位置进行校正。
其中，在制成第一散热器后，将第一散热器和至少三个所述活动柱相连接，以使得在对铜层和绝缘层进行压合时，至少三个所述活动柱能够在所述第一散热器的下方提供稳定支撑，以及所述第一散热器的上表面与水平面相平行；在完成第一散热器和至少三个所述活动柱的连接后利用所述校正标将绝缘层压合到第一散热器的上表面上，再利用所述校正标将铜层压合到覆有绝缘层的第一散热器上；之后，利用所述校正标对铜层方向和位置进行校正，并进行曝光、显影、蚀刻等形成线路图案；进而将LED灯珠贴设在铜层上；最后，在第一散热器上从铜层开始对铜层和绝缘层进行开孔，所述开孔与贯穿第一散热器上下表面的所述第一通孔相贯通，以允许导线穿过进而使设置在第一散热器下方的驱动电路为LED灯珠提供电源。
其中，所述活动柱由易导热金属材料制成，当所述活动柱设置在所述第一散热器的所述第一连接部上时，其穿过所述第一连接部且活动柱顶部的上表面与所述第一散热器的上表面相平齐，而且，此时该活动柱高出第一散热器下表面的部分的高度比所述多片第一散热片的高度要高。这就使得压合时，至少三个所述活动柱可以对散热器形成稳固支撑。
其中，第二散热器具有第二散热器主体、设置在该第二散热器主体下方的多片第二散热片、设置在所述第二散热器的上表面上与所述第一散热片的形状相对应的多个所述条形凹槽（通过设置为形状相对应来提高两者之间的热接触面积进而提高热传导），在所述第二散热器的上表面上设置有一个凹部，所述第二连接部设置在该凹部内，且第二连接部的高度低于所述第二散热器的上表面；该第二连接部与所述活动柱的下端相卡接（具体卡接手段可为已知的通用卡接手段，特别是有益于实现热接触的卡接手段）；
第二散热器的上表面除去设置多个所述条形凹槽和所述第二连接部的区域外的区域为平坦表面，以在将第二散热器与第一散热器连接在一起时，更便利地穿设导线；
当仅第一散热器就可以满足散热需求时，将至少三个所述活动柱以取下或者不取下地方式使用；当第一散热器不满足散热需求时，不将至少三个活动柱取下，并根据需要将不同尺寸的第二散热器通过至少三个所述活动柱卡接到所述第一散热器上地使用。
其中，当第一散热器和第二散热器之间连接到一起时，第一散热片的布局方向与第二散热片的布局方向相垂直，以更佳的提高散热性。
其中，所述活动柱为热管结构，以更好的导热。
与现有技术相比，本发明的高导热LED灯具具有以下优点：
1.极大地提升了产品的散热效果，降低了LED灯珠光衰率，提高了产品寿命，此外降低了产品的组装工艺难度，省却了PCB组装工艺，采用了高导热性设计使得可以进一步减小散热器的体积，降低散热器的材料成本。
2.本发明中的活动柱既具有稳固支撑压合的作用，还具有将热量传递给第二散热器的作用，以及不同尺寸的第二散热器具有相同的第二连接部分布和相同的条形凹槽分布，以与第一散热器上的第一连接部分布和第一散热片分布相对应，并且，该条形凹槽与第一散热片的形状相对应来促进热接触，以此使得选用不同尺寸的第二散热器时，第一散热器和第二散热器之间仍然能够形成高效的热传递，此外，还采用了通过至少三个活动柱+分布相匹配的第一散热片/条形凹槽来共同实现热传递，散热更为高效；消除了铜层/绝缘层/散热器在压合时的方向和位置偏差问题，特别是将校正标一体形成在第一散热器的边缘部分，这完全区别与现有压合过程的技术手段，同时通过简单的结构有效解决了第一通孔的打偏问题，提高了生产精密性；省去了LED铝基板的使用，为满足不同的散热需求提供可选可扩展的独特散热设计，第一散热片采用了自其根部至头部厚度依次减薄的结构，可以减少散热器材料的使用，降低成本，以及组装方便便捷。
附图说明
图1示出了本发明的高导热LED灯具实施例1的示意图；
图2示出了发明的高导热LED灯具的实施例2的示意图。
附图标记与元件的对应关系为：铜层1，绝缘层2，散热器3，阻焊层4，第一散热器10，第二散热器20，活动柱30，第一散热片11、第二散热片21，第一螺孔12，第二连接部22，校正标13，条形凹槽23，第一通孔14。
具体实施方式
以下举例来说明本发明的结构和实施过程：
图1示出了本发明的高导热LED灯具实施例1的示意图；一种高导热LED灯具，包括自上而下依次相邻设置的阻焊层4、铜层1、绝缘层2和散热器3。其中，铜层1为铜箔层，散热器3的材质为铝。
实施例1的高导热LED灯具的制备方法为：直接采用散热器3作为电子线路板材，将线路上的铜层1与绝缘层2直接压合到散热器3上，然后蚀刻线路，随后施加阻焊层4以及贴LED灯珠；直接省掉了使用铝基板和导热材料；导热路径为LED－铜层1－绝缘层2－散热器3。
采用本发明实施例1的结构可以提升产品的散热效果，降低LED灯珠光衰率，提高产品寿命，降低产品的组装工艺难度，省却PCB组装工艺。
在试制实施例1的过程中，本发明人进一步发现，上述工艺需要采用压合工艺，而当将铜层与绝缘层直接压合到散热器时，一方面必须使用较大的压力才能使压合更为平整紧实，另一方面散热器的散热片必须要具有足够的强度才能保证在压合过程中不致变形或损坏，这就要求散热片要有较大的厚度以提供足够的支撑，这对节省散热器材料和降低成本是不利的。以及，前述压合工艺在实施过程中，铜层、绝缘层和散热器之间往往不会进行位置校正，当散热器结构与其上的铜层/绝缘层结构存在联系（例如散热器上存在通孔，铜层电路需要与该通孔位置进行匹配）时，不能在散热器结构与其上的铜层/绝缘层结构之间建立准确的位置关联，容易发生位置对应不当的问题。
此外，实际生产中，对于不同功率的发光源通常都需要设置不同尺寸的散热器，这些不同尺寸的散热器给压合的自动化产线带来了不小挑战。为此，本发明人还提出了在实施例1基础上进一步改进的另一技术线路，以下以实施例2阐明。
图2示出了本发明的高导热LED灯具的实施例2的示意图。高导热LED灯具，包括自上而下依次相邻设置的铜层1、绝缘层2和散热器；其中，所述散热器包括第一散热器10、第二散热器20以及位于第一散热器和第二散热器之间的柱部件；所述柱部件为独立的活动柱30，其具有与第一散热器的第一连接部相活动连接的上端，以及与所述第二散热器的第二连接部22相活动连接的下端；其中，第一连接部为第一螺孔，第二散热器有多种尺寸，每种尺寸的第二散热器具有相同的第二连接部分布和相同的条形凹槽分布，以与第一散热器上的第一连接部分布和第一散热片分布相对应；
第一散热器具有包括上表面和下表面的第一散热器主体，设置在该第一散热器主体下表面上的多片第一散热片11，贯通第一散热器上下表面的第一螺孔12、以及贯通第一散热器上下表面的第一通孔14；其中，第一散热器主体的上表面和下表面相互平行，所述多片第一散热片的厚度自其根部至头部逐渐变小；第一散热器的上表面包括贴设区和边缘区，其中所述贴设区用于在压合时容置绝缘层和铜层，所述边缘区上设置有与所述第一散热器一体形成的校正标13，以在第一散热器的上表面上压合绝缘层和铜层、对铜层进行曝光、对铜层和绝缘层进行开孔时，对第一散热器在工作台上的摆置方向和摆置位置进行校正；
所述活动柱由易导热金属材料制成，当所述活动柱设置在所述第一散热器的所述第一连接部上时，其穿过所述第一连接部且活动柱顶部的上表面与所述第一散热器的上表面相平齐，而且，此时该活动柱高出第一散热器下表面的部分的高度比所述多片第一散热片的高度要高；
第二散热器具有第二散热器主体、设置在该第二散热器主体下方的多片第二散热片21、设置在所述第二散热器的上表面上与所述第一散热片的形状相对应的多个所述条形凹槽23，在所述第二散热器的上表面上设置有一个凹部，所述第二连接部设置在该凹部内，且第二连接部的高度低于所述第二散热器的上表面；该第二连接部与所述活动柱的下端相卡接；当第二散热器通过至少三个所述活动柱与第一散热器的第一连接部进行连接时，活动柱将第二散热器与该第一散热器连接成一个整体，并且在两者之间通过至少三个所述活动柱的接触连接、以及所述多片第一散热片与所述散热器表面的多个所述条形凹槽的接触连接而实现散热；
第二散热器的上表面除去设置多个所述条形凹槽和所述第二连接部的区域外的区域为平坦表面，以在将第二散热器与第一散热器连接在一起时，更便利地穿设导线；
在制成第一散热器后，将第一散热器和至少三个所述活动柱相连接，以使得在对铜层和绝缘层进行压合时，至少三个所述活动柱能够在所述第一散热器的下方提供稳定支撑，以及所述第一散热器的上表面与水平面相平行；在完成第一散热器和至少三个所述活动柱的连接后利用所述校正标将绝缘层压合到第一散热器的上表面上，再利用所述校正标将铜层压合到覆有绝缘层的第一散热器上；之后，利用所述校正标对铜层方向和位置进行校正，并进行曝光、显影、蚀刻等形成线路图案；进而施加阻焊层（也可以不设置阻焊层）以及将LED灯珠贴设在铜层上；最后，在第一散热器上从铜层开始对铜层和绝缘层进行开孔，所述开孔与贯穿第一散热器上下表面的所述第一通孔相贯通，以允许导线穿过进而使设置在第一散热器下方的驱动电路为LED灯珠提供电源；
当仅第一散热器就可以满足散热需求时，将至少三个所述活动柱以取下或者不取下地方式使用；当第一散热器不满足散热需求时，不将至少三个活动柱取下，并根据需要将不同尺寸的第二散热器通过至少三个所述活动柱卡接到所述第一散热器上地使用。
其中，当第一散热器和第二散热器之间连接到一起时，第一散热片的布局方向与第二散热片的布局方向相垂直，发明人经过试验发现，将两者的散热片布局方向限定为相垂直，相比于两者的散热片布局方向相同的情况，更有利于散热性的提高。申请人经过分析，认为这可能是由于LED芯片通常设置于散热器的中间位置，相垂直的散热片更有利于热量在第二散热器表面的扩散而带来的。
其中，所述活动柱为热管结构，以更有利地进行散热。
实施例1和2中的各散热器以及活动柱的材质可以为铝、铜、陶瓷、石墨烯等导热材料。
对于校正标的使用，可以通过在压合机装置中集成一图像传感器，根据图像传感器检测到的校正标的位置和方向来对压合辊或者散热器的方向/位置进行自动调整，以此提高生产精度和自动化程度。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护范围显然并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的改进或常规替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高导热LED灯具，包括自上而下依次相邻设置的阻焊层（4）、铜层（1）、绝缘层（2）和散热器（4）。
2.一种高导热LED灯具，包括自上而下依次相邻设置的铜层（1）、绝缘层（2）和散热器（3）；所述散热器包括第一散热器（10）、第二散热器（20）以及位于第一散热器和第二散热器之间的柱部件，所述柱部件为独立的活动柱（30），其具有与第一散热器的第一连接部相活动连接的上端，以及与所述第二散热器的第二连接部（22）相活动连接的下端。
3.根据权利要求2所述的高导热LED灯具，其特征在于，第一连接部为第一螺孔（12），第二散热器有多种尺寸，每种尺寸的第二散热器具有相同的第二连接部分布和相同的条形凹槽分布，以与第一散热器上的第一连接部分布和第一散热片分布相对应；
活动柱用于将第二散热器与该第一散热器连接成一个整体，并且在两者之间通过至少三个所述活动柱的接触连接、以及多片第一散热片与所述第二散热器上表面上的多个所述条形凹槽的热接触而实现将热量传导到第二散热器上；
第一散热器具有包括上表面和下表面的第一散热器主体，设置在该第一散热器主体下表面上的多片第一散热片（11），贯通第一散热器上下表面的第一螺孔（12）、以及贯通第一散热器上下表面的第一通孔（14）；其中，第一散热器主体的上表面和下表面相互平行，所述多片第一散热片的厚度自其根部至头部逐渐变小；第一散热器的上表面包括贴设区和边缘区，其中所述贴设区用于在压合时容置绝缘层和铜层，所述边缘区上设置有与所述第一散热器一体形成的校正标（13），以在第一散热器的上表面上压合绝缘层和铜层、对铜层进行曝光、对铜层和绝缘层进行开孔时，对第一散热器在工作台上的摆置方向和摆置位置进行校正；
在制成第一散热器后，将第一散热器和至少三个所述活动柱相连接，以使得在对铜层和绝缘层进行压合时，至少三个所述活动柱能够在所述第一散热器的下方提供稳定支撑，以及所述第一散热器的上表面与水平面相平行；在完成第一散热器和至少三个所述活动柱的连接后利用所述校正标将绝缘层压合到第一散热器的上表面上，再利用所述校正标将铜层压合到覆有绝缘层的第一散热器上；之后，利用所述校正标对铜层方向和位置进行校正，并进行曝光、显影、蚀刻形成线路图案；进而将LED灯珠贴设在铜层上；最后，在第一散热器上从铜层开始对铜层和绝缘层进行开孔，所述开孔与贯穿第一散热器上下表面的所述第一通孔相贯通，以允许导线穿过进而使设置在第一散热器下方的驱动电路为LED灯珠提供电源。
4.根据权利要求3所述的高导热LED灯具，其特征在于，
所述活动柱由易导热金属材料制成，当所述活动柱设置在所述第一散热器的所述第一连接部上时，其穿过所述第一连接部且活动柱顶部的上表面与所述第一散热器的上表面相齐平，而且，此时该活动柱高出第一散热器下表面的部分的高度比所述多片第一散热片的高度要高。
5.根据权利要求3所述的高导热LED灯具，其特征在于，
第二散热器具有第二散热器主体、设置在该第二散热器主体下方的多片第二散热片（21）、设置在所述第二散热器的上表面上与所述第一散热片的形状相对应的多个所述条形凹槽（23），在所述第二散热器的上表面上设置有一个凹部，所述第二连接部设置在该凹部内，且第二连接部的高度低于所述第二散热器的上表面；该第二连接部与所述活动柱的下端相卡接；
第二散热器的上表面除去设置多个所述条形凹槽和所述第二连接部的区域外的区域为平坦表面，以在将第二散热器与第一散热器连接在一起时，更便利地穿设导线。
6.根据权利要求3所述的高导热LED灯具，其特征在于，当仅第一散热器就可以满足散热需求时，将至少三个所述活动柱以取下或者不取下地方式使用；当第一散热器不满足散热需求时，不将至少三个活动柱取下，并根据需要将不同尺寸的第二散热器通过至少三个所述活动柱卡接到所述第一散热器上地使用。
7.根据权利要求3所述的高导热LED灯具，其特征在于，当第一散热器和第二散热器之间连接到一起时，第一散热片的布局方向与第二散热片的布局方向相垂直。
8.根据权利要求3所述的高导热LED灯具，其特征在于，所述活动柱为热管结构。
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