CN207555348U - 一种led聚光灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED聚光灯，包括具有通孔的散热部件、连接板和发光模块；散热部件平铺于连接板的表面，连接板的另一表面与发光模块连接以将发光模块产生的热量传导至散热部件；其中，散热部件的外侧面呈锯齿状。该LED聚光灯中发光模块发生的热量可以先通过连接板传导至散热部件，再利用散热部件将传输来的热量散掉，且散热部件平铺于连接板的表面，散热部件上具有通孔，散热部件的外侧面呈锯齿状，便于空气流通，可以增加发光模块与空气之间的散热面积，与传统的直接将多个散热片垂直安装于LED聚光灯中的发光模块相比，散热效果更好，提高了散热效率。

Description

一种LED聚光灯

技术领域

本实用新型涉及半导体发光技术领域，特别涉及一种LED聚光灯。

背景技术

发光二极管LED，作为21世纪的新型固态照明光源，因其光电转换效率高、环保无污染、可靠性高、响应时间快、辐射效率高、寿命长等优点占据了大量的市场份额，半导体照明技术实现第三代照明的快速发展。聚光灯广泛应用于大型演出活动、体育赛事、各种展览会以及室内外商业活动。同时，因其灯光的照幅窄、光照强度大、便于集中在某一特定区域，所以还是摄影用的最多的灯。传统的白炽灯、卤素灯因其能耗大、产生的热量多、寿命短等，基本已被LED聚光灯取代。

LED聚光灯主要作用是实现灯光的汇聚并且还要保证有足够的亮度，这就要求聚光灯驱动电源要有足够的功率。LED光源是冷光源，工作温度不能太高。因此，散热设计是LED光源必不可少的环节。即使目前使用的LED倒装芯片可以增强散热、提高光效。但是LED聚光灯的散热效果还是不好，因为散热结构的不合理性以及复合材料的选择单一性，导致热量集聚进而造成聚光灯在工作时光衰速度不断增加，因此选择一种热导率大的复合材料并且探索一种合理的散热结构就显得尤为重要，现有的散热方案包括风扇、散热片、散热管等，以散热片为例，传统的方式是将多个散热片垂直安装于LED聚光灯中的发光模块，采用这些方法散热效率低，并且可能导致灯具的稳定性降低、复杂性增加进而影响光效。

由此可见，如何克服传统的LED聚光灯在工作过程中因散热效率低而导致的光衰速度不断增加的问题是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种LED聚光灯，以解决现有技术中传统的LED聚光灯在工作过程中因散热效率低而导致的光衰速度不断增加的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种LED聚光灯，包括：

具有通孔的散热部件、连接板和发光模块；

所述散热部件平铺于所述连接板的表面，所述连接板的另一表面与所述发光模块连接以将所述发光模块产生的热量传导至所述散热部件；

其中，所述散热部件的外侧面呈锯齿状。

优选地，所述散热部件外侧面各齿片的齿根到齿顶的宽度逐渐减小。

优选地，所述发光模块包括：

多个LED倒装芯片、复合基板和第一导热胶层，所述复合基板位于所述第一导热胶层和各所述LED倒装芯片之间，所述第一导热层贴合于所述连接板。

优选地，所述复合基板包括：

AIN陶瓷层、热解石墨层和金属铜层，所述热解石墨层位于所述AIN陶瓷层和所述金属铜层之间，所述AIN陶瓷层贴合于各所述LED倒装芯片。

优选地，还包括：

位于各所述LED倒装芯片与所述复合基板之间的第二导热胶层。

优选地，还包括：

分别与所述发光模块和所述LED聚光灯中的出光模块连接的具有多个光通孔的挡光部件，所述挡光部件用于将各所述LED倒装芯片发出的光进行汇聚，所述光通孔与各所述LED倒装芯片对应以使各所述LED倒装芯片发出的光通过所述光通孔传输至所述出光模块。

优选地，所述出光模块包括：

出光镜、灯罩和透镜，所述透镜设置于所述灯罩的进光口处，所述出光镜设置于所述灯罩的出光口处。

优选地，其特征在于，还包括：

耐高温强力胶层，所述挡光部件通过所述耐高温强力胶层与所述出光模块连接。

优选地，还包括：

涂敷于所述灯罩内侧壁的金属银层和/或二维光子晶体层。

优选地，所述透镜具体为平面凸透镜。

相比于现有技术，本实用新型所提供的一种LED聚光灯，包括具有通孔的散热部件、连接板和发光模块；散热部件平铺于连接板的表面，连接板的另一表面与发光模块连接以将发光模块产生的热量传导至散热部件；其中，散热部件的外侧面呈锯齿状。该LED聚光灯中发光模块发生的热量可以先通过连接板传导至散热部件，再利用散热部件将连接板传输来的热量散掉，进而可以使LED聚光灯最终发出的光强度更高，该LED聚光灯中的散热部件上具有通孔，散热部件的外侧面呈锯齿状，且散热部件平铺于连接板的表面，便于空气流通，可以增加发光模块与空气之间的散热面积与传统的直接将多个散热片垂直安装于LED聚光灯中的发光模块相比，散热效果更好，进而可以提高散热效率，降低LED聚光灯的光衰速度。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的一种LED聚光灯结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的一种LED聚光灯中的复合基板结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的一种LED聚光灯中的散热部件的俯视图；

图4为本实用新型实施例所提供的一种LED聚光灯的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供的一种LED聚光灯，可以解决传统的LED聚光灯在工作过程中因散热效率低而导致的光衰速度不断增加的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型实施例所提供的一种LED聚光灯结构示意图，如图1所示，包括：具有通孔的散热部件101、连接板102和发光模块103；散热部件101平铺于连接板102的表面，连接板102的另一表面与发光模块103连接以将发光模块103产生的热量传导至散热部件101；其中，散热部件101的外侧面呈锯齿状。

本实例提供的LED聚光灯，散热部件101平铺于连接板102的表面，而连接板102的另一表面与发光模块103连接，这样发光模块103工作时产生的热量可以通过连接板102直接传导至散热部件101，并且散热部件101上具有通孔，同时散热部件101的外侧面呈锯齿状，散热部件自身的特殊结构可以提高散热效率，在图1中通孔被连接板102覆盖，所以通孔在图1中体现不出来，在散热部件101上设置通孔除了可以使发光模块103产生的热量及时散掉，还可以将LED灯中的驱动电源放置于该通孔中，减小了LED聚光灯的体积，该通孔可以在散热部件101的中心位置，也可以稍微偏于中心位置设置，通孔的个数可以为一个，也可以为多个，具体根据实际情况而定，并没有硬性规定。作为优选地实施方式，散热部件101外侧面各齿片的齿根到齿顶的宽度逐渐减小，即散热部件11外侧面各齿片的齿根宽度大于齿顶宽度，齿片设置成这种结构散热效果更好。

本实用新型所提供的一种LED聚光灯，包括具有通孔的散热部件、连接板和发光模块；散热部件平铺于连接板的表面，连接板的另一表面与发光模块连接以将发光模块产生的热量传导至散热部件；其中，散热部件的外侧面呈锯齿状。该LED聚光灯中发光模块发生的热量可以先通过连接板传导至散热部件，再利用散热部件将连接板传输来的热量散掉，进而可以使LED聚光灯最终发出的光强度更高，该LED聚光灯中的散热部件上具有通孔，散热部件的外侧面呈锯齿状，且散热部件平铺于连接板的表面，便于空气流通可以增加发光模块与空气之间的散热面积，与传统的直接将多个散热片垂直安装于LED聚光灯中的发光模块相比，散热效果更好，进而可以提高散热效率，降低LED聚光灯的光衰速度。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，发光模块103包括：

多个LED倒装芯片、复合基板和第一导热胶层，复合基板位于第一导热胶层和各LED倒装芯片之间，第一导热层贴合于连接板102。

发光模块主要包括多个LED倒装芯片、复合基板和第一导热胶层，各LED倒装芯片间隔均匀地设置于复合基板的表面，优选地多个LED倒装芯片采用倒装焊接的方式与复合基板连接，第一导热胶层的一面贴合于复合基板的另一表面，第一导热胶层的另一表面紧贴连接板102，LED倒装芯片产生的热量通过可以第一导热胶层传输至连接板102，第一导热胶层导热效率高。在本申请实施例中采用LED倒装芯片，光效更强，并且容易实现大功率，和传统LED正装芯片相比，LED倒装芯片不用打线，同时LED倒装芯片用银取代正装的ITO做P电极，电流扩散明显提高，传统LED正装芯片通过蓝宝石散热，LED倒装芯片蓝宝石在上面，避开了蓝宝石散热不好的缺点。

图2为本实用新型实施例所提供的一种LED聚光灯中的复合基板结构示意图，如图2所示，在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，复合基板包括：

AIN陶瓷层21、热解石墨层22和金属铜层23，热解石墨层22位于AIN陶瓷层21和金属铜层23之间，AIN陶瓷层21贴合于各LED倒装芯片6。

相比于传统的复合基板，在本申请实施例中使用的复合基板在原来的AIN陶瓷层21和金属铜层23之间增加了一层热解石墨层22，在实际应用中是通过各种焊接方式将热解石墨层22与AIN陶瓷层21和金属铜层23键合在一起的，复合基板的这种结构可以提高散热效率。

如图2所示，优选地在各LED倒装芯片6的下表面还包括第二导热胶层24，在AIN陶瓷层21的上表面还敷有一层金属铜层25，实现LED倒装芯片6无线封装，即采用直接敷铜法，具体的由陶瓷基板与铜箔在高温下(1065℃左右)共晶烧结而成，主要通过Cu-O共晶液相与氧化铝发生化学键合反应实现。在AIN陶瓷层21的上表面的金属铜层25的厚度在一般在200um左右，可以保证高电流的导通。

热解石墨层22的制作主要分为两个过程，首先通过碳氢化合物的热解作用将石墨沉积在衬底上，沉积的热解石墨薄层局部结构絮乱，需要在3000摄氏度以上退火，才能形成完全致密、高度有序的热解石墨。

可以理解的是，第一导热胶层和第二导热胶层24都是根据习惯和喜好命名的，并没有其它特殊含义，当然，导热胶层的命名方式并不会影响本申请实施例的实现。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，还包括：

分别与发光模块103和LED聚光灯中的出光模块连接的具有多个光通孔的挡光部件，挡光部件用于将各LED倒装芯片6发出的光进行汇聚，光通孔与各LED倒装芯片6对应以使各LED倒装芯片6发出的光通过光通孔传输至出光模块。

在本申请实施例中挡光部件一般为圆台或者圆锥结构，挡光部件可选用轻质不透光材料如可塑性强的塑料，根据LED倒装芯片6的分布进行开设光通孔，保证靠近LED倒装芯片6的光通孔直径小，远离LED倒装芯片6(靠近出光模块)的光通孔直径大，角度控制在15度到20度之间。并且，本实施例所提供的LED聚光灯在光通孔内部还涂覆有金属银层或二维光子晶体层，可以将各LED倒装芯片6发出的光进行汇聚，即可以聚光。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，出光模块包括：

出光镜、灯罩和透镜，透镜设置于灯罩的进光口处，出光镜设置于灯罩的出光口处。

透镜设置于灯罩的进光口处，并且透镜优选为平面凸透镜，可以对发光模块103发出的光出光进行汇聚，并且可以减少光的反射，在灯罩的出光口处设置有出光镜，该出光镜的透视率高，可以增加LED聚光灯最终发出的光源强度，透镜与发光模块103紧贴的表面为磨砂面，可以减少光的反射，作为优选地实施方式，还包括：耐高温强力胶层，挡光部件通过耐高温强力胶层与出光模块连接。采用耐高温强力胶将挡光部件和出光模块固化在一起，可以增加挡光部件与出光模块的连接牢固性，除了将采用耐高温强力胶将挡光部件和出光模块固化在一起之外，也可以将挡光部件和出光模块设置在一个模具中，具体如何设置可根据实际情况而定，本实用新型并不做限定，优选地，LED聚光灯还包括：涂敷于灯罩内侧壁的金属银层和/或二维光子晶体层，即灯罩内侧壁具有高反射层，与光通孔内侧壁的高反射层所选的材料相同，可以实现灯光的双重汇聚。

为了是本领域人员更好地理解本方案，下面对LED聚光灯的各个结构进行详细描述，图3为本实用新型实施例所提供的一种LED聚光灯中的散热部件的俯视图，图4为本实用新型实施例所提供的一种LED聚光灯的整体结构示意图，图4实施方式所提供的LED聚光灯是最优的实施方式，如图4所示，包括出光镜1、灯罩2、透镜3、光通孔5，挡光部件4、LED倒装芯片6、固定组件7、复合基板8、第一导热层9、连接板102、散热部件101、散热部件101上的通孔10以及驱动电源11。

为防止不同LED倒装芯片6发光时的相互影响，使灯光更加汇聚，在发光模块103(ED倒装芯片6、复合基板8、第一导热层9)与出光模块(出光镜1、灯罩2、透镜3)之间设置有挡光部件4。根据各LED倒装芯片6的分布，在挡光部件4中开设有反射杯状的光通孔5。靠近LED倒装芯片6的光通孔5的直径小，远离LED倒装芯片6的光通孔5(靠近透镜3)的光通孔5的直径大，角度控制在15度到20度之间。

为了将挡光部件4与发光模块103固定连接，在挡光部件4与发光模块103之间有固定组件7，固定组件7的厚度控制在3mm以内，与LED聚光灯的后端散热部件101固定在一起。LED倒装芯片6发出的光通过独立光通孔5将光汇集到透镜3的前端，透镜3采用平面凸透镜，透镜3进光面的平面采用磨砂镜面，可以减少光的反射。

灯罩2将透镜3紧紧套住，灯罩2采用半球形结构，内侧面涂有高反射性物质，能够再次将透镜3汇聚而来的部分发散的光线进一步汇聚，灯光通过两次汇聚，能够形成小角度光束初射，提高了光线的利用率，即提高了光照强度，同时也可以降低光污染。在灯罩2的最外侧设置有出光镜1，出光镜1选择高透过率的玻璃，可以提高光照强度，同时也可以保护内部结构的功能。

LED倒装芯片6能够实现大功率，无线键合稳定性更好。同时LED倒装芯片6的出光率高，很符合聚光灯高亮度的要求，且LED倒装芯片6直接与复合基板8相连散热效果更好。

利用散热部件101自身的特殊结构，可以提高散热率，同时也可以避免散热风扇的使用，降低能耗、提高使用稳定性。散热部件101和连接板102都采用双层金属夹杂热解石墨的复合材料，散热效果会更好。连接板102与散热部件101采用封装基板焊接的方式进行连接，保证了很小的热阻，增强了散热能力。散热部件101内部有通孔10，这样的结构能更利于散热，而且可以将驱动电源11固定在通孔10中，可以减小LED聚光灯的整灯体积，散热部件101、散热部件101上的通孔10以及驱动电源11的位置关系可以参见图4，图4中所示的散热部件101是图1中所示的散热部件101的俯视图。

以上对本实用新型所提供的一种LED聚光灯进行了详细介绍。本文中运用几个实例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明，只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，本领域技术人员，在没有创造性劳动的前提下，对本实用新型所做出的修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请中。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个操作与另一个操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”等类似词，使得包括一系列要素的单元、设备或系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种单元、设备或系统所固有的要素。

Claims (10)

1.一种LED聚光灯，其特征在于，包括：

具有通孔的散热部件、连接板和发光模块；

所述散热部件平铺于所述连接板的表面，所述连接板的另一表面与所述发光模块连接以将所述发光模块产生的热量传导至所述散热部件；

其中，所述散热部件的外侧面呈锯齿状。

2.根据权利要求1所述的LED聚光灯，其特征在于，所述散热部件外侧面各齿片的齿根到齿顶的宽度逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的LED聚光灯，其特征在于，所述发光模块包括：

多个LED倒装芯片、复合基板和第一导热胶层，所述复合基板位于所述第一导热胶层和各所述LED倒装芯片之间，所述第一导热层贴合于所述连接板。

4.根据权利要求3所述的LED聚光灯，其特征在于，所述复合基板包括：

AIN陶瓷层、热解石墨层和金属铜层，所述热解石墨层位于所述AIN陶瓷层和所述金属铜层之间，所述AIN陶瓷层贴合于各所述LED倒装芯片。

5.根据权利要求3所述的LED聚光灯，其特征在于，还包括：

位于各所述LED倒装芯片与所述复合基板之间的第二导热胶层。

6.根据权利要求3所述的LED聚光灯，其特征在于，还包括：

分别与所述发光模块和所述LED聚光灯中的出光模块连接的具有多个光通孔的挡光部件，所述挡光部件用于将各所述LED倒装芯片发出的光进行汇聚，所述光通孔与各所述LED倒装芯片对应以使各所述LED倒装芯片发出的光通过所述光通孔传输至所述出光模块。

7.根据权利要求6所述的LED聚光灯，其特征在于，所述出光模块包括：

出光镜、灯罩和透镜，所述透镜设置于所述灯罩的进光口处，所述出光镜设置于所述灯罩的出光口处。

8.根据权利要求6所述的LED聚光灯，其特征在于，还包括：

耐高温强力胶层，所述挡光部件通过所述耐高温强力胶层与所述出光模块连接。

9.根据权利要求7所述的LED聚光灯，其特征在于，还包括：

涂敷于所述灯罩内侧壁的金属银层和/或二维光子晶体层。

10.根据权利要求7所述的LED聚光灯，其特征在于，所述透镜具体为平面凸透镜。