CN207831021U

CN207831021U - 大功率led灯泡

Info

Publication number: CN207831021U
Application number: CN201721614806.5U
Authority: CN
Inventors: 尹晓雪
Original assignee: Xian Cresun Innovation Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Cresun Innovation Technology Co Ltd
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2018-09-07
Anticipated expiration: 2027-11-28

Abstract

本实用新型涉及一种大功率LED灯泡，包括灯罩(10)、大功率LED(20)、第一底板(30)、弹簧柱(40)、第二底板(50)、电源电路(60)、散热器(70)、填充材料(80)、螺口(90)。本实用新型实施例的大功率LED灯泡通过设置弹簧柱结构，因此具有抗震、稳定、散热快的优点，且因为发光源采用大功率LED灯，因此发光强度大，耐用。

Description

大功率LED灯泡

技术领域

本实用新型属于LED照明领域，具体涉及一种大功率LED灯泡。

背景技术

LED灯泡是Light Emitting Diode英文单词的缩写，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。相比于传统的光源，大功率LED用作照明灯泡，其优点在于低压供电，单芯片LED工作电压一般在3～ 4伏，远低于普通灯泡光源的工作电压，安全可靠。

在现有技术中，在户外照明的场合，特别是海洋灯光渔船上的灯具，还是大部分采用的气体放电灯光源，而气体放电灯光源基本采用的石英玻璃外壳。这种玻璃外壳的灯泡在户外，特别是在船上使用时，由于天气的变化，灯具常常处于震动中，所以户外，特别是船用灯具必须具备良好的防震性能。汽车灯因为汽车处于长时间的颠簸震动状态，因此也需要使用抗震型灯泡。

因此，如何研制一种抗震、高亮度的LED灯泡已经成为研究热点问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种大功率LED灯泡。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型实施例提供了一种大功率LED灯泡，包括灯罩10、大功率LED20、第一底板30、弹簧柱40、第二底板50、电源电路60、散热器70、填充材料80、螺口90，其中，

所述灯罩10固接于所述第二底板50且与所述第二底板50形成球形空腔；

位于所述球形空腔内的所述大功率LED20固接于所述第一底板30上，所述第一底板30通过弹簧柱40连接于所述第二底板50上；

所述散热器70上部与所述第二底板固接，其下部与所述螺口90固接，所述散热器70内部具有填充材料，所述电源电路60固定于所述填充材料内。

本实用新型的一个实施例中，所述第一底板30上具有透气孔。

本实用新型的一个实施例中，所述散热器70由低温陶瓷一次烧结形成。

本实用新型的一个实施例中，所述灯罩10由玻璃制成。

本实用新型的一个实施例中，所述弹簧柱40与所述电源电路60电连接，用于给所述大功率LED20供电。

本实用新型的一个实施例中，所述弹簧柱40外包裹绝缘材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型实施例的大功率LED灯泡通过设置弹簧柱结构，因此具有抗震、稳定、散热快的优点，且因为发光源采用大功率LED灯，因此发光强度大，耐用。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种大功率LED灯泡结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种大功率LED灯的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种氮化镓铝紫外芯片的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种大功率LED灯发光原理示意图；

图5A、图5B为本实用新型实施例提供的一种多个半球形透镜的排列示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种大功率LED灯泡结构示意图；该大功率LED灯泡包括：灯罩10、大功率LED20、第一底板30、弹簧柱40、第二底板50、电源电路60、散热器70、填充材料80、螺口90，其中，

进一步地，所述第一底板30上具有透气孔。

进一步地，所述散热器70由低温陶瓷一次烧结形成。

进一步地，所述灯罩10由玻璃制成。

进一步地，所述弹簧柱40与所述电源电路60电连接，用于给所述大功率LED 20供电。

进一步地，所述弹簧柱40外包裹绝缘材料。

本实用新型实施例的大功率LED灯泡结构通过设计了弹簧柱结构，因此LED光源与底部结构为弹性连接，因此在遇到较大震动情况下，弹簧柱结构可以很好的平衡剧烈震动，且因为采用了多个弹簧柱不会导致震动强烈。

本实用新型实施例通过在第一底板上设置透气孔，且弹簧柱为中空结构，可以加快大功率LED等的快速散热。

实施例二

本实施例在上述实施例的基础上，为了加快大功率LED光源的散热效果，该实施例对大功率LED灯的结构进行了设计，请参见图2，图2为本实用新型实施例提供的一种大功率LED灯的结构示意图。该大功率LED20包括：

散热基板21；

LED芯片，所述LED芯片固接在所述散热基板21上；

硅胶层，包括第一硅胶层22、半球形透镜层23和第二硅胶层24，所述半球形透镜层23嵌入所述第一硅胶层22和所述第二硅胶层24之间，其中，所述半球形透镜层23含有多个半球形透镜，所述第二硅胶层24含有荧光粉。

其中，利用不同种类硅胶和荧光粉胶折射率不同的特点，在第一硅胶层和第二硅胶层之间设置半球形透镜层，改善了LED芯片发光分散的问题，使光源发出的光能够更加集中。

如图3所示，图3为本实用新型实施例提供的一种氮化镓铝紫外芯片的结构示意图；所述LED芯片为氮化镓铝紫外芯片。

进一步的，所述荧光粉为红色、绿色和蓝色三种荧光粉混合而成。

其中，由红色、绿色和蓝色荧光粉混合形成的荧光粉，根据不同配比混合，使得经紫外灯芯的照射可以发出不同颜色的光，可以按照使用需求，变成任意颜色，另外，还可以调节光源的色温。

进一步的，所述第二硅胶层24的上表面为弧形或者半球形。

进一步的，所述第一硅胶层22的折射率小于所述第二硅胶层24的折射率，且所述半球形透镜层23的折射率大于所述第二硅胶层24的折射率。

其中，半球形透镜层的折射率大于上下两层硅胶层的折射率，且第一硅胶层的折射率小于第二硅胶层的折射率，这样可以避免全反射，使得LED芯片发出的光能够更多的透过封装材料照射出去。

其中，第一硅胶层和半球形透镜层上不含有荧光粉，第二硅胶层含有荧光粉，将荧光粉与LED芯片隔离，解决了在高温条件下引起的荧光粉的量子效率下降的问题。

进一步的，所述半球形透镜层23的顶面到所述第二硅胶层24的上表面的距离为L，L小于2R/(n2-n1)之间，其中，n2是所述半球形透镜层23的折射率，n1为所述第一硅胶层22和所述第二硅胶层24的折射率的平均值。

进一步的，所述半球形透镜层23上的半球形透镜的直径为10-200微米，且多个所述半球形透镜均匀间隔排列，间距为10-200微米。

如图5A、图5B所示，图5A、图5B为本实用新型实施例提供的一种多个半球形透镜的排列示意图；其中，多个所述半球形透镜呈矩形排列或者交错排列。

进一步的，所述散热基板21为实心铁板，且所述散热基板21的厚度介于0.5- 10mm之间。

进一步的，还包括支架，所述散热基板21通过卡扣或者点胶方式固定于所述支架上。

本实用新型实施例的有益效果为：

1、本实用新型的大功率LED灯泡，改善了LED芯片发光分散的问题，使发出的光能够更加集中。

2、本实用新型的大功率LED灯泡，解决了在高温条件下引起的荧光粉的量子效率下降的问题。

3、本实用新型的大功率LED灯泡采用由红色、绿色和蓝色荧光粉混合形成的荧光粉，根据不同配比混合，使得经紫外灯芯的照射可以发出不同颜色的光，可以按照使用需求，变成任意颜色，另外，还可以调节光源的色温。

4、本实用新型实施例大功率LED灯泡发光效率高。

实施例三

在上述实施例的基础上，本实施例将较为详细地对大功率LED 20的工艺流程进行介绍。该方法包括：

步骤1、准备散热基板21；

具体的包括：选取所述散热基板21；

清洗所述散热基板21，将散热基板21上面的污渍，尤其是油渍清洗干净；

将所述散热基板21烘干。

步骤2、准备LED芯片，并将所述LED芯片固接在所述散热基板21上；

本实用新型实施例中，LED芯片为氮化镓铝紫外芯片(AlGaN)，如再次参见图3，其中，紫外芯片结构包括：层1为衬底材料，层2为N型AlGaN层，层3为MQW 层，层4为AlxGaN1-xN/AlyGaN1-yN层(其中，0.5>x>y)，层5为P型AlGaN层，层6为P型GaN层，层7为P型触点，层8为设置在层2上的N型触点；将LED 芯片的阴极引线和阳极引线利用回流焊焊接工艺焊接到散热基板21上方，然后对焊线进行检查，合格，则进入下步工序，若不合格，则重新焊接。

步骤X1、分别配置用于制备所述第一硅胶层22和所述半球形透镜层23的硅胶材料。

步骤X2、配置用于制备所述第二硅胶层24的含有所述荧光粉的硅胶材料。

具体地，配置红色、绿色、蓝色三种荧光粉，将红色、绿色、蓝色三种荧光粉按照一定的比例与第二硅胶层24进行混合；

步骤3、在所述LED芯片的上表面形成第一硅胶层22；

步骤31、在所述LED芯片上表面涂覆第一硅胶；

步骤32、对所述第一硅胶进行第一初烤，以形成所述第一硅胶层22，所述第一初烤温度为90-125°，时间为15-60分钟。

优选的，第一硅胶层22由耐高温硅胶材料形成，且第一硅胶层22的上表面为平的，以利于形成半球形透镜层23，以及保证光透过第一硅胶层22时是均匀的。

步骤4、在所述第一硅胶层22的上表面形成半球形透镜层23，所述半球形透镜层23包括多个半球形透镜；

步骤41、利用半球形模具形成多个半球形硅胶球，并将带模具的所述多个半球形硅胶球置于所述第一硅胶层22上；

步骤42、对所述多个半球形硅胶球进行第二初烤、脱模和打磨，以形成半球形透镜层23，所述第二初烤温度为90-125°，时间为15-60分钟。

优选的，半球形透镜层23上的多个半球形透镜的排列方式可以为矩形或者交错排列，相邻的两个半球形透镜的间距越小越好。

步骤5、在所述半球形透镜层23和所述第一硅胶层22上方形成第二硅胶层24，所述第二硅胶层24含有荧光粉；

步骤51、在所述半球形透镜层23和所述第一硅胶层22上方涂覆第三硅胶；

步骤52、利用半球形模具将所述第三硅胶的上表面形成弧形或者半球形；

步骤53、对所述第三硅胶进行第三初烤、脱模和打磨，以形成所述第二硅胶层 24，所述第三初烤温度为90-125°，时间为15-60分钟。

优选的，红色荧光粉为Y2O2S:Eu3+，绿色荧光粉为BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+，蓝色荧光粉为Sr5(PO4)3Cl:Eu2+，其中，红色荧光粉的波长为626nm，绿色荧光粉的波长为515nm，蓝色荧光粉的波长为447nm。

步骤6、将包括所述第一硅胶层22、所述半球形透镜层23和所述第二硅胶层24 的大功率LED灯进行长烤，以完成所述LED的封装。

具体的，长烤的烘烤温度为100～150℃，烘烤时间为4～12h，以消除大功率LED 灯的内部应力。

完成封装后，本实用新型实施例一般还包括测试、分捡封装完成的LED以及对包装测试合格的大功率LED灯，以便于进行后续应用。

实施例四

请结合图2、图4以及图5A和图5B所示，图2为本实用新型实施例提供的一种大功率LED灯的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的一种大功率LED灯发光原理示意图；图5A、图5B为本实用新型实施例提供的一种多个半球形透镜的排列示意图。

如图2所示，本实用新型实施例提供的大功率LED灯，包括

散热基板21；

LED芯片，所述LED芯片固接在所述散热基板21上；

具体的，散热基板21为实心铁板，散热基板21的厚度D为0.5～10mm，其宽度 W按照所需大小进行裁切，在此不做限制。实心铁板热容大，散热效果好，而且较厚的铁板不易变形，保证了散热基板21与LED芯片的紧密接触，从而达到较好的散热目的。

此外，本实用新型实施例中，散热基板21是固定在支架上的，固定方式为卡扣或者点胶，具体的，支架尺寸要与散热基板21相匹配，或者根据应用需求设置，在此不做限制。支架在使用前需要清洗干净，尤其是要去除表面油渍，然后烘干，在散热基板21和支架均为干燥的情况下进行组装。

进一步的，LED芯片为氮化镓铝紫外芯片(AlGaN)，其照射出来的光为紫外光， LED芯片的阳极引线和阴极引线分别焊接在所述散热基板21上。

本实用新型实施例中的硅胶层由不同材质的硅胶材料制成，第一硅胶层22的原料为耐高温硅胶材料，制备半球形透镜层23的材料可以是由聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂和玻璃混合而成，用于制备第二硅胶层24的原料为甲基硅橡胶和苯基高折射率有机硅橡胶等高折射率材料混合而成，进一步的，第二硅胶层24含有的荧光粉为红、绿、蓝三色混合而成，其中，红色荧光粉为Y2O2S:Eu3+，绿色荧光粉为 BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+，蓝色荧光粉为Sr5(PO4)3Cl:Eu2+，当硅胶材料和三色荧光粉混合后，需要对混合后的硅胶材料进行颜色测试，如图4所示，使得LED芯片发出的紫外光照射到该三种荧光粉上时，激发的光色混合形成白光或者其他色光，具体的可以根据三色荧光粉的配比不同而不同，本实用新型实施例对此并不做限制。

需要说明的是，半球形透镜层23含有多个半球形透镜，相邻的两个半球形透镜之间填充有第二硅胶层24形成的硅胶条，本实用新型实施例中，如图5A和图5B所示，位于第一硅胶层22上方的多个半球形透镜可以呈矩形均匀排列，或者交错排列，此外多个半球形透镜的排列方式还可以是圆形、椭圆形或者不规则形状，以能够最大限度地保证光源的光线在集中区均匀分布即可，本实用新型实施例对此不作限制。

进一步的，本实施例中对半球形透镜层23上的多个半球形透镜的尺寸也做了限制，如果半球形透镜的尺寸过小，那么起不到集中光束的作用，而当半球形透镜的尺寸过大时，则光线容易不均匀，因此，本实施例中，半球形透镜的直径2R介于10- 200微米之间，而且多个半球形透镜均匀间隔排列，也即间距相等，本实施例中，相邻两个半球形透镜之间的间距A为10-200微米，需要说明的是，本实用新型实施例中，相邻的两个半球形透镜之间的距离A越小越好，而且可以不相等，具体可根据制造工艺进行调整，本实用新型实施例对此不作限制。

本实用新型实施例通过在第一硅胶层22和第二硅胶层24之间设置半球形透镜层23，提高了LED芯片的聚光性，使光源发出的光能够更加集中，而且半球形透镜能够改变光的方向，可以有效地抑制全反射效应，有利于更多的光发射到LED外面，提高LED的发光效率。

本实用新型实施例中，第二硅胶层24的上表面为弧形或者半球形；其中，半球形出光角最大，适合于普通照明应用；弧形出光角较小，适合于局部照明应用或者指示照明。因此，可根据产品应用场所来选择具体的形状，以期达到最好的使用效果，通过该种设置第二硅胶层24的上表面形成中间高，两侧低的形状，具有大透镜的作用，可对从氮化镓铝紫外芯片照射出来的光进行整形，解决了光照发散不集中的问题，因此本实用新型实施例提供的大功率LED灯制备的大功率LED灯，不需要增加外部透镜对光束进行整形，因此降低了生产成本。

所述第一硅胶层22的折射率小于所述第二硅胶层24的折射率，且所述半球形透镜层23的折射率大于所述第二硅胶层24的折射率。具体的，上述制备第一硅胶层22、第二硅胶层24以及半球形透镜层23的硅胶材料，可以按照不同比例进行配置，因而形成折射率不同的硅胶材料，本实用新型实施例中，半球形透镜层23的折射率最大，其余两层硅胶层的折射率从下向上依次增大，该种设置方式能够较好地抑制全反射，需要说明的是，第二硅胶层24的折射率越小越好，以避免第二硅胶层24 与外界空气之间形成较大的折射率差，导致全反射，本实用新型实施例中，第二硅胶层24的折射率不超过1.5，以期使光最大化地照射出去，避免全反射使得光被封装结构吸收变为热量，提高了取光效率。

所述半球形透镜层23的顶面到所述第二硅胶层24的上表面的距离为L，L小于 2R/(n2-n1)之间，其中，n2是所述半球形透镜层23的折射率，n1为所述第一硅胶层 22和所述第二硅胶层24的折射率的平均值。

具体的，本实用新型实施例中，半球形透镜层23含有多个半球形透镜，该些半球形透镜为“平凸镜”，其焦距f＝R/(n2-n1)，其中，n2是半球形透镜层23的折射率，n1取第一硅胶层22和第二硅胶层24的折射率的均值(本实用新型实施例中半球形透镜层23上下两层硅胶折射率相近)，R是半球形透镜层23的半径。

为了保证光从透镜出射后为聚拢状态，而不会发散，本实用新型实施例中，第二硅胶层24高出半球形透镜层23顶面的高度应该在2倍焦距以内，也即第二硅胶层 24高出半球形透镜层23顶面的距离不超过2R/(n2-n1)，在实际应用中，第二硅胶层 24的厚度一般高出球形透镜23顶面50-500微米。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种大功率LED灯泡，其特征在于，包括灯罩(10)、大功率LED(20)、第一底板(30)、弹簧柱(40)、第二底板(50)、电源电路(60)、散热器(70)、填充材料(80)、螺口(90)，其中，

所述灯罩(10)固接于所述第二底板(50)且与所述第二底板(50)形成球形空腔；

所述大功率LED(20)位于所述球形空腔内且固接于所述第一底板(30)上，所述第一底板(30)通过弹簧柱(40)连接于所述第二底板(50)上；

所述散热器(70)上部与所述第二底板(50)固接，其下部与所述螺口(90)固接，所述散热器(70)内部具有填充材料，所述电源电路(60)固定于所述填充材料内。

2.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述第一底板(30)上具有透气孔。

3.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述散热器(70)由低温陶瓷一次烧结形成。

4.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述灯罩(10)由玻璃制成。

5.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述弹簧柱(40)与所述电源电路(60)电连接，用于给所述大功率LED(20)供电。

6.根据权利要求1所述的LED灯泡，其特征在于，所述弹簧柱(40)外包裹绝缘材料。