CN204313012U - 发光二极管灯具及灯具内的外壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发光二极管灯具及灯具内的外壳，其中描述了发光二极管(LED)灯具，其包括：a.至少一个LED芯片；b.金属板，在该金属板上设置所述至少一个LED芯片；c.与所述至少一个LED芯片电接触的LED模块；和d.与金属板接触的外壳，并且LED模块设置在外壳中，所述外壳包括：i)具有内表面和外表面的树脂层；和ii)金属层，所述金属层以上覆形式设置在树脂层的外表面的至少一部分上并与金属板接触；其中：所述树脂层包含电绝缘热塑性树脂组合物；并且所述金属层包含铝合金并具有至少20 W/m，K至最高40W/m，K的热导率和介于0.5至0.8之间的热发射率。本文还描述了设置在本文所述的LED灯具内的LED外壳以及使用这些外壳来保持所述至少一个LED芯片周围的环境温度低于70℃。

Description

发光二极管灯具及灯具内的外壳

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2011年7月22日提交的且当前未决的日本专利申请2011-174342的优先权，并且据此将其以引用方式并入本文。

技术领域

本文描述了包括两层外壳的发光二极管(LED)灯具，所述外壳具有被外金属层完全上覆或部分上覆的内树脂层，金属层具有至少20W/m,K的热导率和介于0.5和0.8之间的热发射率，并与金属板接触，其中LED芯片设置在金属板上。

背景技术

作为光源，发光二极管(LED)灯具提供高的光强度和比白炽灯泡更长的使用寿命。LED灯具通常包括LED模块和用于所述模块的外壳。LED模块实质上为一种半导体并包括LED芯片(发光源)以及用于LED芯片的载体。LED芯片基本上为如下的灯泡，它们不具有灯丝，而是具有内置式电路驱动器或电连接到外电路。当电通过LED模块时，就会发射光。由于芯片(即光源)在一定程度上讲是位于模块内的，因此如果光从芯片发射出来并持续延长时段，则来自芯片的热(其可超过70℃)可积聚在模块内。因此，许多常规的LED灯具也包括通常称为LED控制驱动器覆盖件的结构体，其具有热偏差以有效地耗散来自LED模块的热。

通常，正是LED外壳起到耗散由LED模块产生的热以及提供对模块及其电路的结构支撑的作用。虽然已公开了LED灯具的各种结构配置，但仍然需要如下的LED灯具，其外壳由于其组合物和部件配置的缘故而促进热耗散。

实用新型内容

此处所提供的解决方案为一种发光二极管(LED)灯具，所述灯具包括：

a.至少一个LED芯片；

b.金属板，在该金属板上设置所述LED芯片；

c.与所述LED芯片电接触的LED模块；和

d.与所述金属板接触的外壳，并且所述LED模块设置在所述外壳中，

所述外壳包括：

i)具有内表面和外表面的树脂层；和

ii)金属层，所述金属层以上覆形式设置在树脂层的外表面的至少一部分上并与所述金属板接触；

其中：

所述树脂层包含热塑性树脂组合物；并且

所述金属层包含铝合金并具有至少20W/m,K至最高40W/m,K的热导率和介于0.5至0.8之间的热发射率。

附图说明

本实用新型将通过以下各图得到更详细的说明，其中：

图1示出了常规的现有技术LED灯具的剖面图。

图2示出了本文所述的LED灯具的剖面图，示出了本文所述的LED外壳。

图3A示出了包括LED外壳的LED灯具的剖面图，所述外壳仅具有金属层。

图3B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟了图3A的LED灯具的热特性。

图4A示出了包括LED外壳的LED灯具的剖面图，所述外壳仅具有聚合物树脂层且没有被金属上覆。

图4B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟了图4A的LED灯具的热特性。

图5A示出了本文所述的包括两部分的LED外壳的LED灯具的剖面图，所述外壳具有完全上覆于聚合物树脂层的金属层。

图5B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟了图5A的LED灯具的热特性。

图6A示出了本文所述的包括两部分的LED外壳的LED灯的剖面图，所述外壳具有长度为25mm并且部分上覆于树脂层的金属层。

图6B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟列图6A的LED灯的热特性。

图7A示出了本文所述的包括两部分的LED外壳的LED灯的剖面图，所述外壳具有长度为20mm且部分上覆于树脂层的金属层。

图7B示出了LED模拟试验装置的剖面图，所述装置模拟了图7A的LED灯具的热特性。

图8以平面图示出了用作比较实施例2或3并且仅由树脂层组成的矩形试验样本。

图9以平面图示出了如实施例E1和E4中所用的矩形试验样本，其具有完全被金属层上覆的树脂层。

具体实施方式

定义

以下定义旨在用来解释说明书中所讨论的以及权利要求书中所引用的术语的含义。

如本文所用，冠词“一个”是指一个以及多于一个的，并且不必限制其所指名词为单数。

如本文所用，术语“约”和“为或为约”是指所述量或数值可为指定值或与指定值近似或接近的某个其它值。该术语旨在表达，相似的值引发权利要求中陈述的等同结果或效应。

如本文所用，术语“包括/包含”(comprises，comprising)、“包括”(includes，including)、“具有”(has，having)或这些的任何其它变型均是指非排他性的包括。例如，包括要素列表的过程、方法、制品或设备不仅限于所列要素，而是可包括未明确列出的或固有的其它要素。此外，除非明确相反说明，“或”是指包含性的或，而不是指排他性的或。例如，以下任何一种情况均满足条件A或B：A为真实的(或存在的)且B为虚假的(或不存在的)，A为虚假的(或不存在的)且B为真实的(或存在的)，以及A和B均为真实的(或存在的)。

如本文所用，术语“包括/包含”(comprises，comprising)、“包括”(includes，including)、“具有”(has，having)、“基本上由组成”、和“由组成”或这些的任何其它变型可指非排他性的包括或排他性的包括。

当这些术语是指包括要素列表的非排他性的包括、工艺、方法、制品或设备时，不限于所列要素，而是可包括未明确列出的或可为固有的其它要素。此外，除非明确相反说明，“或”是指包含性的或，而不是指排他性的或。例如，以下任何一种情况均满足条件A或B：A为真实的(或存在的)且B为虚假的(或不存在的)；A为虚假的(或不存在的)且B为真实的(或存在的)；以及A和B均为真实的(或存在的)。

当这些术语是指更具排他性的包括时，这些术语将权利要求的范围限制于如下材料或步骤所引用的那些，所述材料或步骤极大地影响本实用新型所引用的新型要素。

当这些术语是指完全排他性的包括时，这些术语不包括权利要求中未明确引用的任何要素、步骤或组件。

如本文所用，术语“制品”是指未完成的或完成的物品(item)、物件(thing)、物体(object)或未完成的或完成的物品、物件或物体的元件或部件。如本文所用，当制品未完成时，术语“制品”可指将被包括在完成的制品中和/或将经历进一步加工以便成为完成的制品的任何物品、物件、物体、元件、装置等。

如本文所用，当制品完成时，术语“制品”是指已经历过完整加工从而适用于特定用途/目的的物品、物件、物体、元件、装置等。

制品可包括一个或多个元件或子组件，所述元件或子组件为部分被完成的并且有待于进一步加工或与其它元件/子组件组装在一起而构成成品。此外，如本文所用，术语：“制品”还可指制品的系统或构型。

如本文所用，术语“阳极氧化铝涂层”、“防蚀铝涂层”是指具有IUPAC名称为oxo(oxoalumanoxy)alumane，CAS注册号为90669-62-8，并且化学式为Al₂O₃的阳极氧化物涂层。

如本文所用，术语“内”是指当树脂层更靠近LED模块时该外壳层的放置情况。

如本文所用，术语“外”是指当金属层被定位成更远离LED模块时该层的放置情况。

如本文所用，术语“上覆”、“被上覆”是指在本文所述的LED灯具外壳中金属层相关于树脂层的取向，并且表示金属层被放置在且邻近树脂层的离LED模块最远的表面，因此将金属层定位成外壳的外层。

如本文所用，术语“导热”、“热导率”用k来表示，并且是指材料能够导热的特性。跨越高热导率材料中的热传递以比跨越低热导率材料中的热传递更快的速率进行。材料的热导率随温度而变。一般来讲，材料随着平均温度的升高而变得更具导热性。

热导率的倒数为热阻率，被表示为r。热导率按照W/m,K即瓦特/米开氏来测量。

如本文所用，术语“热发射”、“热发射率”(通常用ε或e表示)一般是指材料在其表面处通过辐射发射能量的相对能力特性。其为在相同温度下由特定材料辐射的能量与由黑体辐射的能量的比率。真实的黑体将具有ε＝1，而任何实际物体将具有ε<1。发射率为无量纲量。

一般来讲，材料越暗且越黑，其发射率就越接近于1。材料的反光越强，其发射率就越低。高度抛光的银具有约0.02的发射率。

如本文所用，术语“电绝缘”是指材料在阻抗电荷流动方面的性能。此类材料被称为电介质。电绝缘性能的典型指标为体积电阻率，其被表示为ρ(rho)。“体积电阻率”：也被称为“电阻率”是指对材料阻抗电流的强烈程度的量度。低电阻率表明如下材料，其容易地允许电荷运动。电阻率在国际单位制中的单位为欧姆米(Ωm)。

如本文所用，术语“热塑性聚合物”是指如下聚合物，其在加热并冷冻至极似玻璃态时(当足够地冷却时)变成液体。由于该特性的缘故，热塑性聚合物可被模塑。热塑性聚合物在其具体的玻璃化转变温度T_g以上为弹性的且柔性的。在第二且更高的熔融温度T_m以下，大多数热塑性塑料具有与非晶态区域交替的晶态区域，在非晶态区域中的链近似无规地卷绕。非晶态区域提供弹性，并且结晶区域提供强度和刚度。

如本文所用，术语“热耗散”是指由电子器件和电路随时间的推移而产生的热损失，这对于这些器件来讲是必要的，以改善可靠性并防止过早损坏。

如本文所用，术语“散热片”是指如下组件或组合件，其将固体材料内所产生的热转移至流体介质诸如空气或液体。傅立叶热传导定律(被简化成x方向上的一维形式)表明，当物体中存在温度梯度时，热会从较高温度区域传递至较低温度区域，其速率正比于温度梯度与热传递的横截面积的乘积。

如本文所用，术语温度梯度为温度差值，在本文中被标识为Δ[d]T₀-T₁或者Δ[d]T₁-T₂。

如本文所用，热传递的横截面积已被设为1。

如本文所用，术语模拟的LED外壳的“散热片效应”是指模拟的LED外壳跨越如上所用的某个温度梯度的传递热的能力。该术语也指这些模拟的LED外壳的热耗散效果或耗散热的能力。

如本文所用，术语“重叠注塑”是指如下方法，其中热塑性树脂部分被直接模塑到包含金属层的第二组件上。重叠注塑一般涉及使用两种单独的材料来形成一个胶粘组件。存在两种类型的重叠注塑：插入和“二次注入”。插入重叠注塑为更普遍的方法并且为如下注塑方法，其中将一种材料(通常为弹性体材料)模塑到第二“基底”材料(通常为刚性塑料或物体)“之上”。

如本文所用，“发光二极管”可被缩写为“LED”。

如本文所用，“微米”可被缩写为“μm”。

如本文所用，“毫米”被缩写为“mm”。

如本文所用，“wt.％”可被缩写为“wt％”。

如本文所用，“铝”可被缩写为“Al”。

如本文所用，“热源”可被缩写为“HS”。

如本文所用，在“开氏”下的“瓦特/米”可被缩写为W/m,K。

如本文所用，“欧姆米”可被缩写为Ωm。

范围

除非另外指明，本文所述的任何范围均明确地包括其端值。在阐述某个量时，作为范围的浓度或其它值或参数具体地讲公开了由任何一对任何范围上限和任何范围下限所形成的所有范围，而无论此类限值对是否是本文所单独公开的。本文所述的方法和制品不限于在说明书中限定范围时所公开的具体值。

优选的变体

本文按材料、方法、步骤、值、和/或范围等所公开的本文所述的方法、组合物和制品的任何变体，不论是否被识别为优选的变体，具体地讲旨在公开任何方法和制品，并且包括此类材料、方法、步骤、值、范围等的任何组合。为了为权利要求提供准确的和足够的支持的目的，任何此类公开的组合具体地讲均旨在成为本文所述方法、组合物和制品的优选的变体。

一般情况

本文描述了发光二极管(LED)灯具，所述灯具包括：

a.至少一个LED芯片；

b.金属板，在该金属板上设置所述至少一个LED芯片；

c.与所述至少一个LED芯片电接触的LED模块；和

d.与所述金属板接触的外壳，并且所述LED模块设置在所述外壳中。

所述外壳包括：

i)具有内表面和外表面的树脂层；和

ii)金属层，所述金属层以上覆形式设置在树脂层的外表面的至少一部分上并与所述金属板接触；

其中：

所述树脂层包含电绝缘热塑性树脂组合物；并且

所述金属层包含铝合金并具有至少20W/m,K至最高40W/m,K的热导率和介于0.5至0.8之间的热发射率。

本文还描述了设置在本文所述的LED灯内的LED外壳，

其中所述LED外壳包括： 

i)具有内表面和外表面的树脂层；和

ii)金属层，所述金属层以上覆形式设置在树脂层的外表面的至少一部分上并与金属板接触；并且

其中：

所述树脂层包含电绝缘热塑性树脂组合物；并且

所述金属层包含铝合金并具有至少20W/m,K至最高40W/m,K的热导率和介于0.5至0.8之间的热发射率。

在本文所述的任一个LED灯具或LED外壳中，热塑性树脂组合物可包括选自下列的热塑性树脂：聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物和/或它们的共聚物。在本文所述的任何LED灯具中，热塑性树脂可选自聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸三亚甲基酯、共聚醚酯弹性体以及这些的任何混合物，并且可具有大于10⁷Ωcm的体积电阻率ρ。本文所述的LED灯具中的任一个的金属层可包括具有如下厚度的阳极铝涂层，所述厚度足以确保涂覆的金属层具有介于0.5和0.8之间的热发射率。此外，金属层还可上覆于树脂层的外表面的整个长度或10mm或15mm或20mm或25mm或30mm或35mm或40mm或50mm。

在本文所述优选的LED外壳中，热塑性树脂组合物可包括选自下列的热塑性树脂：聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸三亚甲基酯、共聚醚酯弹性体以及这些的任何混合物，并且具有大于10⁷Ωcm的体积电阻率ρ。此外，在本文所述优选的LED外壳中，金属层可包括阳极氧化铝涂层，具有介于25W/m,K和32W/m,K之间的热导率和介于0.6和0.8之间的热发射率，并且可上覆于树脂层的外表面的介于20至25mm之间。

本文还描述了本文所述的LED外壳在LED灯具中的使用，从而在至少一个LED芯片的5毫米或4毫米或3毫米或2毫米或1毫米内测量的温度小于70℃。优选地，在至少一个LED芯片的5毫米或4毫米或3毫米或2毫米或1毫米内测量的温度比70℃低至少10℃，或11℃，或12℃，或15℃，或18℃。

本文还描述了方法，所述方法包括以下步骤：

保持设置在本文所述的任一个LED灯具中的至少一个LED芯片的5毫米，或4毫米，或3毫米，或2毫米，或1毫米内的温度低于70℃，或比70℃低至少10℃，或11℃，或12℃，或15℃，或18℃。

本文还描述了制造LED灯具的方法，所述方法包括：

将本文所述的任一个LED灯的金属板固定到本文所述的任一个LED外壳上，其中至少一个LED芯片设置在所述金属板上，

其中所述外壳包括：

i)具有内表面和外表面的树脂层；和

ii)金属层，所述金属层以上覆形式设置在树脂层的外表面的至少一部分上并与所述金属板接触；

所述树脂层包含热塑性树脂组合物；并且

所述金属层包含铝合金并具有至少20W/m,K至最高40W/m,K的热导率和介于0.5至0.8之间的热发射率。

现有技术的LED灯具

图1示出了一种常规的现有技术的LED灯具10的剖面图，其具有安装到电路板102上的LED芯片100，所述电路板继而安装到金属板104并与金属板104直接接触。LED芯片100用作光源，其发射热，并因此也用作热源。

金属板104直接接触并连结到通常由金属制成的外壳106，包封控制驱动器108及其由电绝缘材料制成的覆盖件110。LED模块150包括金属板104、LED芯片100、控制驱动器108和覆盖件110。

除了提供对电路板102的支撑以外，金属板104还耗散由芯片发射的热。电极112、114形成用于外壳106的基座并且将控制驱动器108电连接到外部电源。由电绝缘材料制成的绝缘树脂116将外壳与每个电极分开并且使电极彼此电绝缘。如图所示，电极112用作供外壳放置在其上的基座；使绝缘树脂116与电极112绝缘的电极114连接到或可连接到外部电源。连接各种电组件的电线未示出。

本文所述的LED灯具的结构

图2示出了本文所述且受权利要求书保护的LED灯具的一种变型。与现有的LED灯具的外壳相比，本文所述的LED灯具的外壳更好地将来自LED芯片或来自LED模块的热转移到环境中。即，与先前已知的外壳相比，该外壳的结构连同外壳材料的传导特性提供更好的散热片效应以耗散来自LED芯片的热。热传递的改善部分地是由于现有技术的LED灯具有如下外壳，它们几乎完全由金属制成并且包括作为独立于外壳的元件的LED控制驱动器覆盖件。

图2描绘了具有芯片200的LED灯具20，所述芯片安装到电路板202，所述电路板继而安装到金属板204并与金属板204直接接触。外壳206(其包封控制驱动器208)包括树脂层205和金属层207，所述金属层以上覆形式设置在树脂层的外表面上。树脂层205由本文所述的电绝缘热 塑性组合物制成并且用作用于控制驱动器208的覆盖件，从而具有与图1所示的现有技术的LED灯具中的元件110相同的功能。

金属层207在其被设置在树脂层205之上的同时与金属板204接触，从而在LED灯具的LED芯片端部产生金属外壳部分。金属层207可上覆于树脂层205的外表面的全部或一部分。图2示出了如下时候的情况：金属层207从金属板204开始上覆于树脂层205的外表面至某个长度，所述长度对应于控制驱动器208的长度的至少一部分。图5A示出了当金属层207上覆于树脂层205的整个外表面时的情形。电极212和214由绝缘树脂216绝缘，所述绝缘树脂可具有与树脂层205相同或类似的绝缘热塑性组合物。由于与图1所示的常规LED灯具的这些结构的差别，图2中的LED模块250实际上变得与LED灯具20一致。

图1所示的现有技术的LED灯和本文所述且图2所示的LED灯具之间的主要结构差别在于：(1)省去了不必要的单独的控制驱动器覆盖件110(图1)；(2)外壳206(图2)取代了覆盖件110(在图1中)并且具有两个层，即树脂层205和上覆的(在部分程度或总程度上)金属层207。正是树脂层205可用作控制驱动器覆盖件和外壳这两者，因为：(1)其可被注塑成任何适当的几何形状以形成适于包封控制驱动器的腔体；和(2)由于由电绝缘热塑性组合物构成，树脂层205可与绝缘树脂216整合以产生重量轻于常规的主要是金属质的LED灯具的重量的一体的LED外壳。

本文所述的LED灯具外壳如何转移来自LED芯片的热

本文所述的LED灯具取决于本文所述的LED灯具外壳结构的所述两部分的性质，具体地讲取决于以下特征：(1)选择构成金属层的材料；(2)树脂层完全或部分地被金属层上覆；(3)金属层与最终保持LED芯片的金属板接触；以及(4)树脂层为绝缘的。因此，其为外壳结构，所述外壳结构包括在金属板之间的接触、以及金属层和树脂层的材料特性，所述材料特性促进离开作为热源的LED芯片的有效的热传递。

扼要地讲，树脂层在其最靠近LED模块的位置处用作绝热层，并且导致来自LED芯片和LED模块的热主要流过金属板。金属层由于其上覆于树脂层并电连接到金属板而用作散热片以使来自金属板的热流入环境中。此外，金属层的热导率和热发射率还有助于测定金属层的散热片效果。

具体地并继续参见图2，为了促进穿过本文所述的双层外壳结构的有效热传递，金属层207应被选择成具有如下性能的复合性能：足够高的即高于20W/m,K的热导率和足够高的即大于0.5的热发射率ε。具有这种复合特性的适宜金属包括但不限于镁、铝、钛等。铝是优选的，因为其重量低并且可被涂覆有阳极氧化铝涂层，其被普遍称为阳极氧化铝或者防蚀铝涂层，并且所具有的IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)名称为oxo(oxoalumanyloxy)alumane。

在本文所述的LED灯具外壳中，铝合金尤其是ADC12合金(通常可获得的基于铝-有机硅-铜的合金)可用作金属层。ADC12合金的热导率为约96W/m,K，但其热发射率ε极低，为约0.02至0.04。

虽然ADC12已被广泛用作LED灯具外壳的浇铸材料，但其成本大大高于阳极氧化铝涂覆的铝的成本，并且其较低的热发射率(0.02-0.04)在LED灯具中有时会导致热耗散不足。由于这些原因，金属层可优选地包含阳极氧化铝涂覆的铝合金，其可为阳极氧化铝涂覆的ADC12铝合金。所述阳极氧化铝涂覆的铝合金层应当具有热导率与发射率的良好平衡。对于阳极氧化铝涂覆的ADC12合金层，阳极氧化铝涂层的热导率为21W/m,K，并且合金层的热导率为96W/m,K，然而总体层的热发射率为0.5至0.8。

本发明人已发现，具有20-40W/m,K的热导率和0.5至0.8的热发射率的复合特性的材料令人惊讶地表现出与具有96W/m,K的热导率和0.02-0.04的热发射率的未涂覆的铝合金层相同水平的热释放性能。简要地讲，本发明人已发现下列的组合：

在LED外壳中使用阳极氧化铝涂覆的铝合金作为金属层；

使用电绝缘热塑性树脂组合物作为树脂层；

将金属层连接到金属板；以及

将金属层至少部分地上覆于树脂层的外表面上，

提升了在LED外壳中的散热片功能使得LED芯片的温度保持低于70℃。此类LED外壳延长了LED灯具的使用寿命和效用。优选地，本文所述的LED外壳中的LED芯片的温度保持在比70℃低至少10℃；更优选地比70℃低至少12℃；并且最优选地比70℃低至少15℃。

热导率和热发射率

热导率为材料的传导热的固有特性，其被表示为k，并且在物理上被定义为每单位面积每单位厚度每单位温度差(德尔塔[Δ]T)的穿过材料的热传导速率，并且以瓦特/米在K下测量(W/m,K)。热导率的倒数为电阻率，也被称为体积电阻率，其为对材料阻抗电流的强烈程度的量度。其用rho(ρ)来表示，并且通常按照开氏-米/瓦特(K·m/W)来测量。低电阻率表明容易地允许电荷的运动(按欧姆米[Ωm]测量)的材料。

材料的热导率随温度而变。一般来讲，材料随着平均温度的升高而变得更具导热性。此外，根据维德曼-弗兰兹定律，在金属中，热导率大约遵循电导率。测定热导率主要以实验方式进行，并且存在许多测量它的方法，这些方法中的每一种均取决于材料的热特性和介质温度。本文所用材料的热导率已报告于科学文献中。

材料的热发射率(表示为ε或e)为其表面通过辐射发射能量的相对能力。其为在相同温度下由特定材料辐射的能量与由黑体辐射的能量的比率。真实的黑体将具有ε＝1，而任何实际物体将具有ε<1。发射率为无量纲量。

一般来讲，材料越暗且越黑，其发射率就越接近于1。材料的反光越强，其发射率就越低。高度抛光的银具有约0.02的发射率。

发射率取决于诸如温度、发射角和波长的因素。暴露于辐射的反光表面或金属表面趋于比暗的非金属表面保持较低的温度。典型的假设是，某个表面的光谱发射率不取决于波长，因此发射率为常数，这被称为“灰体假设”。

虽然材料的发射率一般来讲取决于其厚度，但文献中所报告的发射率是假定旨在用于无穷大厚度的样本。材料的较薄样本将因此具有文献中所报告的减小的发射率。

为了有利于金属层207(图2)表现出足够的即大于20W/m,K的热导率和足够的即大于0.5的发射率的复合特性，阳极氧化铝涂层优选地具有大于10μm的平均厚度。一般来讲，当阳极氧化物涂层的厚度小于或等于10μm时，涂覆的金属的表面上的热发射率通常小于0.5。尽管如此，只要涂覆的金属层在其表面处表现出大于0.5的热发射率，并且在其芯处表现出大于96W/m,K的热导率并且在其表面处表现出大于20W/m,K的热导率， 则阳极氧化物涂层的平均厚度可为10μm或更小。这确保了金属层用作有效的散热片以将在LED模块内所产生的热转移到环境大气中。

在本文所述的LED灯具中的热塑性树脂

外壳206的树脂层205可由几乎任何电绝缘材料制成。适宜的材料包括但不限于：1)橡胶组合物，包括例如天然橡胶、有机硅、异丁烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)聚合物、和/或液体橡胶羧基-封端的丁二烯–腈(CTBN)；2)热固性树脂组合物，包括例如环氧化物、聚氨酯、硫化橡胶、聚酯和/或聚酰亚胺；和3)热塑性树脂组合物，包括例如聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物和/或它们的共聚物；和4)这些的混合物。具体地讲，热塑性树脂可选自聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸三亚甲基酯、共聚醚酯弹性体、以及这些的混合物。包括聚酯或共聚酯的可商购获得的热塑性组合物包括和它们均购自DuPont。

由于在LED芯片劣化之前典型的LED灯具的外表面上的最大可允许的温度一般为约70℃，因此适宜的热固性树脂组合物可包括官能团，诸如胺、酸、酸酐，异氰酸酯、卤素、醇和环氧化物以便提高树脂层在这些高温下的机械强度和稳定性。适宜的热塑性树脂组合物可经历交联过程，诸如辐射或添加化学交联剂。

树脂层205(图2)中的热塑性树脂的电绝缘支持本文所述的LED灯具外壳的改善的散热片效果。即，需要树脂层具有一定水平的绝缘性能以支持本文所述的LED灯具外壳中的金属层的散热片性能。这是出于以下原因：

(1)作为电绝缘体的树脂层会促进由热LED芯片产生的和在LED模块内的热的积聚；

(2)金属板(LED芯片设置在其上)为如下的导电表面，积聚的热必须流动离开所述导电表面以便使LED芯片保持在低于70℃的温度下。热流动离开金属板必须通过使金属板与导热表面接触来实现；以及

(3)金属层由于其材料特性以及其与金属板接触和其设置在树脂层的外表面之上而将热流从金属板引导至环境中。

材料的电绝缘的典型量度为其电阻率或体积电阻率，其被表示为ρ，并且以欧姆厘米(Ωcm)测量。实际上，体积电阻率为电导率的倒数，所述电导率与热导率大致相同或基本上类似。

因此，所述的LED灯具外壳依赖于:(1)金属层的结构新颖性，所述金属层与金属板接触并且部分上覆于或完全上覆于树脂层；并且还依赖于(2)新颖性，即外壳的树脂层具有一定的体积电阻率(即热导率的倒数)，同时金属层在其表面和芯片处具有一定的热导率以及一定的热发射率。外壳结构，并且具体地金属层，连同外壳层的热特性的混合效应，产生散热片，所述散热片模拟由未涂覆铝合金组成的外壳的散热片功能。

一般优选的树脂层(在图2中示例为205)为热塑性树脂组合物，其具有根据IEC60093标准来测量的大于10⁷Ωcm的体积电阻率ρ。此类热塑性树脂组合物可包括0-20wt.％的一种或多种有机添加剂，所述添加剂选自润滑剂、流动改性剂、热稳定剂、抗氧化剂、染料、颜料和UV稳定剂等，只要它们不会负面地影响物理特性或热特性即可。

此外，此类热塑性树脂组合物还可包括0-50wt.％，或1-50wt.％，或1-50wt.％，或5-45wt.％，或10至约40wt.％的至少一种填料，所述填料为常用于热塑性树脂组合物的任何材料并包括增强剂。所述至少一种填料在其上可具有或不具有涂层，例如胶料和/或涂层以改善其对热塑性树脂组合物的粘附性。所述至少一种填料可为有机的或无机的。适宜的填料包括但不限于：矿物如粘土、海泡石、滑石、钙硅石、云母和碳酸钙；各种形式的玻璃如纤维、碎玻璃、实心或中空玻璃球；碳如炭黑或纤维；二氧化钛；短纤维、原纤或纤条体形式的芳族聚酰胺；阻燃剂如氧化锑、锑酸钠，以及这些的任何组合。所述至少一种填料可不超过本文所述的热塑性树脂组合物的50wt.％。

本文所述的适用作树脂层205的热塑性树脂组合物也可用作LED外壳或LED灯具的任何其它聚合物部件中的电介质，包括绝缘层216。

制造本文所述的LED灯具

本文所述的LED灯具涉及通过将外壳的金属层完全或部分地重叠注塑到外壳的树脂层之上来制造LED外壳。实质上，重叠注塑将金属层整合到树脂层的表面上并且将外壳电连接到LED金属板，所述金属板不是电连接到LED电路板。重叠注塑可通过任何常规方法如挤出或压塑来进行，所述 压塑通过热和/或压力来成型金属层并且改善了外壳的金属层和树脂层之间的粘附性。

为了形成不规则表面以更好地锚定树脂层，可将硅引物或阳极氧化物涂层施加到金属层表面，所述金属层邻近树脂层。国际申请公布WO2004/0055248描述了用于该目的的阳极氧化物涂层。

为了将LED灯具的金属板放置成与本文所述的两部分的LED外壳接触，金属板可通过机械部件诸如螺钉等或通过粘附力诸如用填缝材料直接固定到外壳的金属层。

实施例

这些实施例还通过如下方式示出了本文所述的LED外壳的重叠注塑的金属层-树脂层结构从LED热源释放热的效果：模拟本文所述的外壳并且测量在与模拟的热源相距各种距离处的热耗散。

LED模拟试验：

LED模拟试验适于测量由本文所述的重叠注塑的外壳所进行的热传递。该试验通过使用测量为6mm宽×50mm长×2mm厚的矩形试验样本来完成，所述试验样本由本文所述的树脂模塑而成，并且涂覆有0.3mm厚的表1中所公开的金属以模拟本文所述的重叠注塑的外壳。这些矩形试验样本以及模拟的LED热源在这些试验样本上的放置情况逼近了具体种类的LED模块，即，具有设置在一端的LED芯片的模块，使得来自芯片的热将从LED灯具的一端产生。

通过将购自日本Kyocera Corp.的测试元件网格(TEG)芯片设置到试验样品的一端上来模拟LED作为热源。将温度传感器安装在远离TEG芯片的不同距离处。距离T_o位于TEG芯片正下方。距离T₁与TEG芯片相距20mm；距离T₂与TEG芯片相距35mm并与T₁相距15mm。预期在与热源相距的不同距离处测量温度展示出模拟的外壳从热源转移热的效果，即，其具有用作散热片的能力。

用于LED模拟试验的材料：

热源：TEG芯片AD-A6086A7，购自Kyocera；

将热源的电压值和电流值设定分别为3.99V和100mA，以便独立地将热源的温度控制在80.0℃；

热薄板：有机硅热薄板HF-543，购自Sun Hatoya，Japan；

温度传感器：ST-23K-100-TS1.5，购自Adachi Co.Ltd.，Japan；

铝合金：ADC12(基于铝-有机硅-铜的铝合金，购自Kamiyama Production Co.，Japan。

热塑性组合物：

(1)30％的玻璃加强的聚对苯二甲酸丁二醇酯[PBT]，以SK605NC010Lot.AFCKH16101商购得自DuPont(Wilmington，DE，USA)；

(2)导热[TC]PBT＝21wt.％的PBT；12wt.％的阻燃剂；18wt.％的二氧化钛[TiO₂]；48wt.％的氧化镁[MgO]；1wt.％的其它填料/添加剂。TC–PBT具有15W/m,K的芯热导率，并且使用它以便观察使用30％玻璃加强的PBT的金属-树脂外壳与具有低填料浓度的PBT的热传递差别。

制备矩形试验样本

通过在32mm Werner and Pfleiderer双螺杆挤出机中进行配混来制备表1和表2中的聚合物组合物。大多数成分被共混在一起并且加入挤出机的后部(圆筒1)中。然而，导热填料和纤维填料从侧部喂入(10个圆筒的)圆筒5中。对于聚丁烯聚合物组合物，将圆筒温度设定为约250℃，其导致约270℃的熔融温度。

将聚丁烯聚合物组合物注塑成矩形试验样品，其中模具温度为约100℃。每个试验样品具有如表1所报告的不同长度的金属上覆。所述金属上覆于树脂的不同长度影响试验样品的散热片特性。

图3至图7分别示出了五种不同的构型的模拟的LED灯具30、40、50、60和70，以及它们相应的试验样本31、41、51、61和71，测试了它们的热传递效果并报告于表1中。

图3A描绘了具有外壳306的模拟的LED灯具30，所述外壳仅包含由ADC12铝合金制成的金属层307并且没有树脂层。图3B示出了试验样本31，其模拟了LED灯具30。样本31示出了50mm长度的单一金属层307并且描绘了表1中的比较实施例C1。

图4A描绘了具有外壳406的模拟的LED灯具40，所述外壳仅包含由30％玻璃加强的PBT或TC-PBT制成的树脂层405并且没有金属层。图4B 示出了试验样本41，其模拟了LED灯具40。样本41示出了50mm长度的树脂层407，并且描绘了比较实施例C2和C3。

图5A描绘了具有外壳506的模拟的LED灯具50，所述外壳由完全被金属层507上覆的树脂层505制成。图5B示出了试验样本51，其模拟了LED灯具50。通过包含完全被具有50mm长度L₅的金属层上覆的树脂层，试验样本51描绘了表1中的实施例E1和E4。

图6A描绘了具有外壳606的模拟的LED灯具60，所述外壳由部分被金属层607上覆的树脂层605制成。图6B示出了试验样本61，其模拟了LED灯具60，因为其具有25mm长度L₆的金属层部分地上覆于树脂层。试验样本61描绘了表1中的实施例E2和E5。

图7A描绘了具有外壳706的模拟的LED灯具70，所述外壳由被金属层707上覆的树脂层705制成。图6B示出了试验样本71，其模拟了LED灯具70。通过包含部分被具有20mm的长度L₇的金属层上覆的树脂层，试验样本71描绘了表1中的实施例E3和E6。

图8以平面图示出了用作比较实施例2或3且仅由树脂层构成的矩形试验样本。图9以平面图示出了如实施例E1和E4中所用的矩形试验样本，其具有完全被金属层上覆的树脂层。

测量与热源相距不同距离处的温度

在LED模拟试验中，T₀为在热源处测量的温度，因此逼近了在LED灯具或极靠近LED灯具中的LED芯片的温度。一般来讲，对于使用中的LED灯具(在室温下)，T₀必须低于70℃以防止对LED芯片造成热损害。如上所述，T₁为与热源相距20mm处的温度；T₂为与热源相距35mm处的温度。因此，通过所测的距离之间的温度降的简单的减法量度，测量了与热源相距不同距离处的温度T₀、T₁和T₂。

测量热发射率和热导率

热发射率测量值分别获自图8和图9所示的试验样本的中心，它们继而对应于表1中的实施例1-3和4-6。对热发射率的测量是由NSG Techno Research Co.，Ltd.，测量相关样本的整体辐射强度(对于波长区域：4-20μm)与绝对黑体的整体强度的比率，使用红外线光谱学方法，配备了购自Nippon Denshi Co.，Ltd.，Japan的JIR-5500仪器进行的。

也通过激光闪光法(ASTM E1461)在样本中心测量了相同样本的热导率。在T℃下的热导率可由以下公式(1)来计算。

λ(T)＝a(T)×Cp(T)×ρ(T)，

   (1)

其中：

λ(T)为T℃下的热导率；

a(T)为T℃下的热导率，使用NETZSCH LFA447来测量；

Cp(T)为T℃下的比热，使用TA仪器Q100)来测量；并且

ρ(T)为T℃下的密度，使用alfa-mirage SD-200L来测量。

结果

该节分成两个部分。第一节提供了在与热源相距的离散距离处的温度测量结果，具体地在表1所示例的模拟的LED灯具外壳的T₀(在热源[“HS”]处/其上方)T₁处(与HS相距15mm)；和T₂处(与HS相距20mm)。第一节还讨论了树脂层组合物对这些与热源相距的距离处的温度变化的影响。

第二节讨论了针对表1所示例的模拟的LED灯具外壳的金属层的每个离散长度(50mm，25mm或20mm)的T₀和T₁之间的差值以及T₁和T₂之间的差值。该节集中于金属层由于其长度和其混合的热导率和热发射率而具有的散热片效应。

T ₀ 结果(在热源处)

表1中的T₀结果是在试验样本的热源处测量的，并且模拟了示例性/比较LED灯具外壳在LED芯片处或其下的预期温度。重要的是将T₀结果与70℃进行比较，后者是LED模块的内部温度，在该温度下LED芯片开始发生故障。

比较实施例1[CE1]模拟了具有外壳的LED灯具，所述外壳仅由2mm厚的铝金属层构成；其T₀为47.9℃。CE2(其模拟了具有外壳的LED灯具，所述外壳仅由30％玻璃加强的PBT树脂层构成)的T₀为83.9℃。由于83.9℃大于70℃，因此假定仅具有30％玻璃加强的PBT树脂层的LED灯具外壳实际上会使LED发生故障。CE3(其模拟了具有外壳的LED灯，所述外壳仅由TC-PBT树脂层构成)的T₀为56.2℃。

实施例1至3模拟了具有外壳的LED灯具，所述外壳具有长度不同的30％玻璃加强的PBT树脂层和阳极氧化铝涂覆的铝金属层；T₀分别为51.0℃、51.2℃和51.4℃。针对金属层的不同长度(分别为50mm、25mm和20mm)的T₀的平均变化仅为0.4％。

类似地，实施例4至6(它们模拟了具有外壳的LED灯具，所述外壳具有长度不同的TC-PBT树脂层和阳极氧化铝涂覆的铝金属层)的T₀分别为50.9℃、50.9℃和51.1℃。针对金属层的不同长度(分别为50mm、25mm和20mm)的T₀的平均变化仅为0.1％。

因此，表1显示出直接在LED芯片处或其下的热耗散不取决于外壳金属层的不同长度。更简要地讲，所有实施例(E1-E6)的T₀测量值均为至 少17℃小于70℃(LED芯片发生故障时的温度阈值)。因此，所有六个实施例均提示，本文所述的LED灯具外壳将有利于并维持LED灯具的运行。

表1也显示所有六个实施例的平均T₀仅比CE1的T₀大6.7％，CE1表示由具有0.02热发射率的铝合金制成的外壳。铝合金外壳的散热片效应起因于铝的热导率和热发射率的混合效应。铝合金(ADC-12)的96W/m,K的热导率远远高于阳极氧化铝。然而，由于模拟的外壳的所述两部分的结构的热导率和热发射率的混合效应，E1-E3和E4-E6示出了几乎与铝合金(ADC-12)等同的散热片性能。

E1-E3的T₀略微大于E4-E6的T₀。这提示使用30％GR-PBT与任何长度的金属层给出了略微更好的散热片性能，但TC-PBT树脂能够被肯定地用作所述30％GR-PBT的替代物而具有极好的结果。

表1清楚地展示出本文所述且用实施例模拟的所述两部分的外壳逼近了铝合金外壳的热耗散并且将会不容置疑地防止LED芯片因极端热暴露而损坏。

T ₁ 结果(与HS相距20mm)

表1中的T₁结果为在与试验样本的热源相距15mm处测量的那些温度。CE1(仅2mm铝合金金属层)的T₁为40.6℃。CE2(仅30％GR-PBT树脂层)的T₁为25.8℃。CE3(仅一个TC-PBT树脂层)的T₁为39.3℃。这些数据表明，单独的30％玻璃加强的PBT树脂层由于其热导率较低而不能够被热传递。

实施例1-3(长度不同的30％GR-PBT树脂层和阳极氧化铝涂覆的铝金属层)的T₁分别为43.7℃、43.5℃和26.5℃。在E1(50mm金属层)和E2(25mm金属层)之间的T₁的变化仅为0.2％。然而，联合的E1/E2(50mm，25mm)和E3(20mm金属层)之间的T₁的平均变化令人惊讶地为39％。E3的降低的T₁是由于将用于E3的温度传感器安装到了所述30％玻璃加强的PBT树脂层上，而不是如对于E1和E2所做的那样安装到了阳极氧化铝层上。

实施例4-6(长度不同的TC-PBT树脂层和阳极氧化铝涂覆的铝金属层)的T₁分别为43.5℃、43.6℃和41.4℃。E4(50mm金属层)和E5 (25mm金属层)之间的T₁的变化仅为0.1％。然而，联合的E4-E5(50mm，25mm)和E6(20mm金属层)之间的T₁的平均变化为5％。

对E1-E3的T₁和E4-E6的T₁的比较显示出T₀和T₁之间的总体温度均化对于TC-PBT实施例(4-6)来讲由于TC-PBT的更好的热导率而远远好于30％GR-PBT的总体温度均化。此外，TC-PBT实施例(4-6)的所述不同金属长度的热耗散差别不是基本的，这预测在与热源相距20mm处的热耗散在使用TC-PBT树脂和任何长度的金属层的情况下将几乎同等有效。

T ₂ 结果(与HS相距35mm)

表1中的T₂结果为在与热源相距35mm处测量的那些温度，并且它们模拟了与比较LED灯具外壳和本文所述的LED灯具外壳两者的热源相距35mm处的预期温度。

表1显示出比较实施例1的T₂为37.9℃，实施例1模拟了具有外壳的LED灯具，所述外壳仅由2mm厚的铝合金层组成。比较实施例2的T₁为25.7℃，实施例2模拟了具有外壳的LED灯具，所述外壳仅由30％玻璃加强的PBT树脂层组成。比较实施例3的T₁为35.4℃，实施例3模拟了具有外壳的LED灯具，所述外壳仅由TC-PBT树脂层组成。这些数据一致表明，不具有金属层的30％玻璃加强的PBT树脂层不能够将热从T₁承载至T₂。

实施例1-3(长度不同的30％G-R PBT树脂层和阳极氧化铝涂覆的铝金属层)的T₂分别为40.2℃、25.7℃和25.7℃。因此，在E2(具有25mm金属层)和E3(具有20mm金属层)之间不存在T₂的变化。然而，E1(50mm)和联合的E2-E3(20mm-35mm)之间的T₂的变化为约36％。因此，表1显示出具有30％玻璃加强的PBT树脂层的LED灯具的热耗散在具有25mm或20mm金属层的情况下降低了1/3。

实施例4-6(长度不同的TC-PBT树脂层和阳极氧化铝涂覆的铝金属层)的T₂分别为40.2℃、38.6℃和37.6℃。这三个实施例的T₂的平均变化为约2.4％。

T ₀ 和T ₁ 之间的差值(ΔT ₀ -T ₁ )结果

在该讨论中，较低的ΔT₀-T₁示出了更好的热耗散性能。即，T₀和T₁之间的温度差表明所述不同的热塑性树脂层上的金属层的不同长度在与热源相距20mm处的散热片效果。

ΔT₀-T₁为T₀(在HS处观察)和T₁(在与HS相距20mm处观察)之间的温度差，并且是通过从T₀减去T₁获得的。表1显示出CE1、CE2和CE3的ΔT₀-T₁值为7.3℃、58.1℃和16.9℃。CE1、CE2和CE3模拟了LED灯具外壳，所述外壳分别仅由一个层构成：2mm厚的铝合金金属层，或30％玻璃加强的PBT树脂层，或TC-PBT树脂层。

由于C1-C3模拟了LED外壳，所述外壳具有热发射层或导热层，CE1-CE3在T₀和T₁处的LED灯具外壳温度降“根本”不能归因于热发射和导热材料的混合效应。因此，CE1-CE3的ΔT₀-T₁仅示出了散热片效应，即归因于与热源相距的距离的热耗散。最后，该热耗散相关于CE1、CE2和CE3的LED灯具外壳层的固有热发射率或固有热导率。

表1显示出具有玻璃加强的PBT树脂层的实施例的ΔT₀-T₁为：E1(50mm金属层)，7.3℃；E2(25mm金属层)，7.8℃；和E3(20mm金属层)，24.9℃。具有TC-PBT树脂层的实施例的ΔT₀-T₁为：E4(50mm金属层)，7.4℃；E5(25mm金属层)，7.3℃；和E6(20mm金属层)，9.7℃。

重要的是，CE1和E1，E4(50mm金属层)和E2，E5(25mm金属层)的ΔT₀-T₁测量值为基本上类似的，即，它们的变化最多为7％。因此，E1，E4(50mm阳极氧化铝涂覆的铝层)和E2和E5(25mm阳极氧化铝涂覆的铝层)在耗散热方面与仅由3mm厚的铝合金层组成的LED灯具外壳同等有效。该效应通过以下考虑因素得到解释。

CE1的铝合金的热导率极高，为96，而铝合金热发射率极低，仅为0.02。CE1很可能以同等高效的速率在灯具外壳的整个长度上传导热。

E1-E6的阳极氧化铝涂覆的铝层的热导率为中等水平，为30，而树脂层的热发射率相当高，对于E1-E3来讲为91，并且对于E4-E6来讲为92。所有实施例的金属层均具有基本上相同的热导率和热发射率。预期它们将以相同的速率在灯具外壳的整个长度上耗散热，所述速率将不同于仅具有3mm厚的铝合金层的CE1的外壳的速率。

然而，如表1所示，E1、E2、E4和E5实际上在与热源相距20mm处以与CE1基本上相同的速率传导热。E1、E2、E4和E5模拟了LED灯具外壳，所述外壳具有50mm或25mm的金属层。获得与CE1相同的热耗散速率取决于至少以下因素：

1)金属层的热导率与热发射率的比率；和

2)金属层的50mm或25mm的长度。

因此，表1显示出在与热源相距20mm处，本文所述的模拟的LED外壳表现出了类似于-T₁的散热片效应。

E3和E6(20mm金属层)的ΔT₀-T₁分别为24.9℃和9.7℃。E3和C1之间的ΔT₀-T₁的变化为-241％，并且E6和C1之间的变化为-33％。负值反映出E3和E6在与热源相距20mm处具有比CE1更大的热耗散。E3的金属层和E6的金属层具有与E1、E2、E4和E5相同的热导率和发射率。因此，为E3和E6的远远更大散热片效果原由的主要因素是所述20mm的金属层。

总而言之，表1显示出本文所述的LED灯具外壳中的20mm的金属层在与热源相距20mm处获得了比所述25mm或50mm金属层显著更有效的散热片效应。然而，应当强调的是，本文所述的LED灯具外壳中的25mm或50mm的上覆金属层在耗散热方面的有效性类似于3mm厚的铝合金的整个金属LED灯具外壳。因此，ΔT₀-T₁结果显示，本文所述的LED灯具外壳具有预期的商业化有益效果，因为它们的热耗散性能与3mm厚的铝合金外壳至少一样好并且成本低于后者。

T ₁ 和T ₂ 之间的差值(ΔT ₁ -T ₂ )结果

在该讨论中，ΔT₂-T₁越低，则热耗散性能就越好。即，T₁和T₂之间的差值为对金属层的不同长度在与热源相距35mm处的散热片效果的量度。

ΔT₁-T₂为T₁(在与HS相距20mm处观察)和T₂(在与HS相距35mm处观察)之间的温度差，并且是通过T₁减去T₂获得的。表1显示出ΔT₁-T₂的值为2.7℃、0.1℃和3.9℃。清楚地讲，C1、C2和C3模拟了LED灯具外壳，所述外壳分别仅由一个层组成：2mm厚的铝合金金属层，或30％玻璃加强的PBT树脂层，或TC-PBT树脂层。

表1显示具有玻璃加强的PBT树脂层的实施例的ΔT₁-T₂为：E1(50mm金属层)，3.5℃；E2(25mm金属层)，17.7℃；和E3(20mm金属层)，0.8℃。具有TC-PBT树脂层的实施例的ΔT₁-T₂测量值为：E4(50mm金属层)，3.3℃；E5(25mm金属层)，5℃；和E6(20mm金属层)，3.8℃。

E1-E6均具有基本上相同的金属层的热导率与树脂层的热发射率的比率。E1和E4(50mm金属层)之间的ΔT₁-T₂的变化为约6％。因此，在与热源相距35mm处，30％玻璃加强的PBT树脂层上的50mm金属层获得了比TC-PBT树脂层上的相同金属层略微更好的散热片效应。

E2和E5(25mm金属层)之间的ΔT₁-T₂的变化为约72％(如下获得：17.7-5＝12.7/17.7)。因此，在与热源相距35mm处，30％玻璃加强的PBT树脂层上的25mm金属层获得了比TC-PBT树脂层上的相同金属层好72％的散热片效应。

E3和E6(20mm金属层)之间的ΔT₁-T的变化为-375％(如下获得：0.8–3.8＝-3.0/0.8)。因此，在与热源相距35mm处，TC-PBT层上的20mm金属层获得了比玻璃加强的PBT树脂层上的相同金属层好几乎4倍的散热片效应。

这些结果证实了早先的结论：即，用于耗散热的最高效的LED灯具外壳结构具有20mm或25mm长度的金属层。此外，在与热源相距35mm处，更长的金属层在玻璃加强的PBT树脂层上产生了更好的散热片效应。然而，所述20mm金属层在TC-PBT树脂层上产生了更好的散热片效应。

因此，注重所述不同的树脂组合物或金属层的不同长度导致相同或类似的关于实施例E1-E6中的模拟的LED外壳的结论。虽然一个或另一个树脂层可能取决于不同长度的金属层而更有效，但使用被阳极氧化铝涂覆的铝金属层完全上覆或部分上覆的树脂层模拟了如下LED灯具外壳，所述外壳在热源处，或在与HS相距20mm处，或在与HS相距35mm处耗散热，使得模拟的LED灯将不会由于热暴露过度而发生故障。

Claims (7)

1.LED灯具，包括：

a.至少一个LED芯片；

b.金属板，在该金属板上设置所述至少一个LED芯片；

c.与所述至少一个LED芯片电接触的LED模块；和

d.与所述金属板接触的外壳，并且将所述LED模块设置在所述外壳中，

所述外壳包括：

i)具有内表面和外表面的树脂层；和

ii)金属层，所述金属层以上覆形式设置在所述树脂层的外表面的至少一部分上并与所述金属板接触；

其中：

所述树脂层由电绝缘材料制成；

所述金属层包含阳极氧化铝涂覆的铝合金，其中所述阳极氧化铝涂层具有大于10μm的平均厚度；并且所述电绝缘材料具有大于10⁷Ωcm的体积电阻率ρ。

2.如权利要求1所述的LED灯具，其中所述电绝缘材料选自：聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物和/或它们的共聚物。

3.如权利要求1所述的LED灯具，其中所述电绝缘材料选自：聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸三亚甲基酯、共聚醚酯弹性体、以及这些的任何混合物。

4.如权利要求1至3中任一项所述的LED灯具，其中所述金属层上覆于所述树脂层的外表面的整个长度。

5.如权利要求1至3中任一项所述的LED灯具，其中所述金属层上覆于所述树脂层的外表面的介于20至25mm之间。

6.设置在LED灯具内的LED外壳，

所述LED灯具包括

至少一个LED芯片；

金属板，在该金属板上设置所述至少一个LED芯片；

与所述至少一个LED芯片电接触的LED模块，并且

所述LED外壳包括：

i)具有内表面和外表面的树脂层；和

ii)金属层，所述金属层以上覆形式设置在所述树脂层的外表面的至少一部分上并与所述金属板接触；

其中：

所述树脂层由电绝缘材料制成；所述金属层包含阳极氧化铝涂覆的铝合金，其中所述阳极氧化铝涂层具有大于10μm的平均厚度，并且所述电绝缘材料具有大于10⁷Ωcm的体积电阻率ρ。

7.如权利要求6所述的LED外壳，

其中：

所述电绝缘材料选自：聚对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸三亚甲基酯、共聚醚酯弹性体、以及这些的任何混合物；并且

所述金属层

上覆于所述树脂层的外表面的介于20至25mm之间。