一種帶金球焊接的發光二極體燈的製作方法
2023-06-17 11:40:36
一種帶金球焊接的發光二極體燈的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種帶金球焊接的發光二極體燈，包括燈體和支撐燈體的主梁，所述燈體包括腔體，所述腔體具有腔體正面和腔體背面，所述腔體背面設置了帶有通氣孔的燈殼，在所述腔體內並排安裝了多個發光二極體模塊；所述多個發光二極體模塊的每一個模塊包括靠近所述腔體正面的發光二極體封裝板和靠近腔體背面的散熱器；所述發光二極體封裝板集成有多個發光二極體晶片；所述發光二極體晶片通過金球直接工晶焊接在陶瓷基板上；所述封裝板採用兩重矽橡膠圈將所述發光二極體晶片所在的陶瓷基板密封封裝。與現有技術相比，本發明的發光二極體燈使用無金線金球焊接代替金線的電氣連接，避免了LED開路的風險，同時把降低了熱阻，減少了耗能。
【專利說明】一種帶金球焊接的發光二極體燈
【技術領域】
[0001]本發明涉及照明領域，具體涉及一種帶金球焊接的發光二極體燈。
【背景技術】
[0002]路燈是城市照明的重要組成部分，其特點是功率大，亮度高。傳統的路燈採用高壓鈉燈。由於高壓鈉燈有大量的能量轉化為熱能，其光效低且能源耗費高。由於發光二極體燈是一種固態冷光源，當前有一些廠家改用發光二極體燈做路燈光源。然而，這些路燈仍然具有耗能聞、難檢修以及壽命短等缺點。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題在於提供一種發光二極體燈，降低發光二極體開路的風險，提高發光二極體燈的安全性能。
[0004]為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案:
本發明提供了一種發光二極體(LED)燈，包括燈體和支撐燈體的主梁，其特徵在於，所述燈體包括腔體，所述腔體具有腔體正面和腔體背面，所述腔體背面設置了帶有通氣孔的燈殼，在所述腔體內並排安裝了多個發光二極體模塊，且所述發光二極體模塊之間留有通氣的空隙；所述多個發光二極體模塊的每一個模塊包括靠近所述腔體正面的發光二極體封裝板和靠近腔體背面的散熱器；所述發光二極體封裝板集成有多個發光二極體晶片，通電的時候，所述發光二極體晶片通過所述腔體正面發出光線；所述發光二極體晶片通過金球直接工晶焊接在陶瓷基板上；所述封裝板採用兩重矽橡膠圈將所述發光二極體晶片所在的陶瓷基板密封封裝。
[0005]與現有技術相比，本發明的發光二極體燈使用無金線金球焊接代替金線的電氣連接，避免了 LED開路的風險，同時把降低了熱阻，減少了耗能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1所示為根據本發明的實施例的發光二極體燈。
[0007]圖2所示為根據本發明的實施例的發光二極體燈的側視剖面圖。
[0008]圖3所示為根據本發明的實施例的發光二極體模塊的正面放大圖。
[0009]圖4所示為根據本發明的實施例的發光二極體封裝板的分解結構圖。
[0010]圖5所示為根據本發明的實施例的發光二極體封裝板的中空孔和發光二極體晶片的結構圖。
[0011]圖6所示為根據本發明的實施例的散熱器的結構圖；
圖7所示為根據本發明的實施例的發光二極體燈的腔體正面的結構示意圖。
[0012]圖8所示為根據本發明的實施例的發光二極體燈的腔體正面的另一結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。儘管本發明將結合一些【具體實施方式】進行闡述和說明，但需要注意的是本發明並不僅僅只局限於這些實施方式。相反，對本發明進行的修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
[0014]另外，為了更好的說明本發明，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細節。本領域技術人員將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外一些實例中，對於大家熟知的方法、流程、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明的主旨。
[0015]圖1所示為根據本發明的實施例的發光二極體(Light Emitting D1de, LED)燈100。發光二極體燈100包括燈體102和支撐燈體102的主梁104。在一個實施例中，主梁104與路燈杆相連並且深入到燈體102的內部。主梁104內部裝有電線與外部電源相連，從而支撐燈體102並給燈體102供電，以實現路燈照明。
[0016]燈體102包括腔體103。腔體103的正反面分別稱為腔體正面150和腔體背面160。以下將結合圖1、圖2和圖3進行描述。
[0017]圖2所示為根據本發明的實施例的發光二極體燈100的側視剖面圖200 (參考腔體正面150和腔體背面160的箭頭指向)。
[0018]如圖2所示，腔體背面160設置了帶有通氣孔212的燈殼210。如圖1所示，在腔體103內並排安裝了多個發光二極體模塊106_1，106_2和106_3。值得說明的是，本發明中的多個發光二極體模塊可以包括其他數目的模塊，例如:4個及以上，且不局限於圖1所示的3個。發光二極體模塊106_1至106_3之間留有通氣的空隙。圖2中的發光二極體模塊106可以表示圖1中的發光二極體模塊106_1至106_3中任意一個的側視結構。
[0019]結合圖1和圖2，多個發光二極體模塊的每一個模塊106包括靠近腔體正面150的發光二極體封裝板202和靠近腔體背面160的散熱器150。發光二極體封裝板202集成有多個發光二極體晶片(例如:LED晶片170)。通電的時候，這些發光二極體晶片通過所述腔體正面150發出光線。
[0020]圖3所示為根據本發明的實施例的發光二極體模塊106的正面放大圖。在發光二極體封裝板202上的多個發光二極體之間設有通氣孔(例如，孔304和306)，並且在散熱器204上設有對應於發光二極體封裝板202的通氣孔。更具體地講，在一個實施例中，發光二極體封裝板202上的多個發光二極體包括相互並聯的發光二極體串，每一個發光二極體串包括多個相互串聯的發光二極體。如圖3所示，發光二極體封裝板202中的發光二極體170_1，170_2，170_3，170_4 和 170_5 相互串聯，發光二極體 170_6，170_7，170_8，170_9 和170_10相互串聯，並且這兩個發光二極體串相互並聯與電源相連。由此，通氣孔包括位於相互串聯的發光二極體之間的第一孔(例如:204)和位於相互並聯的發光二極體串之間的第二孔(例如:306)。在一個實施例中，第一孔的孔徑小於第二孔的孔徑。
[0021]優點在於，發光二極體模塊之間的間隙、發光二極體封裝板202和散熱板204上的中空孔設計構成了氣流通道。在這個系統中，自然氣流通過電路板和散熱器的氣流通道，帶走多餘熱量，降低了整個系統的溫度，提高了發光二級管燈100工作的穩定性和安全性。此夕卜，大孔和小孔的設置能有效利用發光二極體封裝板202的空閒區域(例如:沒有LED晶片和線路的平面)，增加通氣降溫功能的同時，節省了電路板面積。
[0022]圖4所示為根據本發明的實施例的發光二極體封裝板202的分解結構圖。在圖4的實施例中，封裝板202採用兩重矽橡膠圈將發光二極體晶片所在的襯底板密封封裝。例如，封裝板202包括集成有發光二極體的電路板404以及兩重矽橡膠圈402和406。兩重矽橡膠圈402和406是將發光二極體的電路板404密封，也就是說，發光二極體的電路板404與外界空氣隔絕。在一個實施例中，發光二極體的電路板404包括陶瓷基板。發光二極體晶片通過金球直接工晶焊接在陶瓷基板上。由此，封裝板採用兩重矽橡膠圈將發光二極體晶片所在的陶瓷基板密封封裝。有利地是，採用金球直接工晶焊接替換現有技術中的金線連接，從而避免了因為金線斷路而造成的LED開路風險，同時降低了熱阻。
[0023]圖5所示為根據本發明的實施例的發光二極體封裝板202的中空孔和發光二極體晶片的結構圖。圖5是以中空孔304和發光二極體晶片170_1和170_2作為示例進行描述的。其他中空孔情況類似，為了描述的簡潔，就不進行贅述。在一個實施例中，通氣孔304是由橡膠材料在矽橡膠圈打上與橡膠圈封裝內部氣體隔離的中空孔(此孔的四周孔壁仍然是矽橡膠材料)，該中空孔與襯底板上的通氣孔連通，從而形成的孔道穿透封裝板202，該孔道與橡膠圈封裝內部構成氣體隔離。
[0024]優點在於，使用兩重矽橡膠圈進行發光二極體電路板的封裝可以避免使用螺釘，防止水汽或其他有害氣體侵蝕晶片和PCB板。在這個實施例中，矽橡膠圈是一種高導熱絕緣材料，可以防止電氣幹擾，但是能夠及時將熱量通過通氣孔和散熱器204進行散熱，從而提高了發光二極體的使用壽命。
[0025]在一個實施例中，橡膠圈位於所述發光二極體晶片的位置製作了透鏡突起(例如:透鏡突起410)。有利地是，該透鏡突起是在所述橡膠圈基礎上添加透光材料，從而該透鏡突起的透光性比橡膠圈的其他部分強。透鏡突起具有透鏡散光的功能，使得光線散射，以覆蓋更寬的範圍。
[0026]圖6所示為根據本發明的實施例的散熱器204的結構圖。在圖6的實施例中，散熱器204包括散熱體602和熱傳導柄604。結合圖2，主梁104伸入腔體103的部分具有與熱傳導柄604耦合的熱接收柄250。主梁的熱接收柄250與燈殼210相耦合。值得說明的是，在本發明中的「耦合」可以是接觸，也可以不接觸且由介質材料(如空氣)進行能量傳遞。在一個實施例中，熱接收柄250採用導熱性好的金屬材料，例如:銅。
[0027]優點在於，散熱器204和主梁104構成了全結構散熱系統。在這個系統中，散熱器204的熱量除了通過燈腔中的氣體流過氣孔(如212)散發，也可以通過散熱柄604傳導到熱接收柄250，並由此傳送到燈殼210進行散熱。因此，這種全結構散熱系統提高了散熱效率，進一步降低了 LED燈的工作溫度，提高了 LED燈的安全性和壽命。
[0028]圖7所示為根據本發明的實施例的發光二極體燈的腔體正面的結構示意圖700。圖7將圖1的對應部分視圖做了放大，以顯示更多的細節。如圖7所示，在腔體103內安置了多個發光二極體模塊106_1，106_2和106_3。每一個發光二極體模塊設置了可插拔連接口，且腔體103的對應位置設置了插槽。以發光二極體模塊106_1為例，發光二極體模塊106_1包括可插拔連接口 706和708。腔體103對應可插拔連接口 706的位置設置了插座702和卡門703。腔體103對應可插拔連接口 708的位置設置了插槽704和卡門705。當發光二極體模塊106_1的連接口 706和708分別插入對應插槽702和704，且卡門703和705關閉時，發光二極體模塊106_1固定於腔體103中；當卡門703和705鬆開時，發光二極體模塊106_1與腔體103鬆開。
[0029]優點在於，當其中一個發光二極體模塊損壞時，技術人員能夠通過操作卡門(例如:鬆開卡門)直接更換對應的發光二極體模塊。在保證LED燈100正常工作的前提下，可插拔連接口、插座和卡門的設計提高了為LED燈100維修的安全性和便利性。
[0030]圖8所示為根據本發明的實施例的發光二極體燈的腔體正面的另一結構示意圖。標號與圖1相同的元件具有類似的功能。腔體103上對應於每一個卡門均安裝無線控制器。例如，卡門703安裝了無線控制器802，卡門705安裝了無線控制器804。無線控制器接收無線控制信號，並根據無線控制信號控制對應卡門的狀態。在另外的實施例中，一個發光二極體模塊只安裝一個無線控制器，該無線控制器與所有卡門開關相連，並可根據遠程信號識別需要控制的卡門，以執行對應的操作。舉例說明，在以上兩種情況，LED燈維修人員可以操作無線控制發射器。當其中一個發光二極體模塊損壞時(例如，發光二極體模塊106_1損壞)，則LED燈維修人員通過無線控制發射器鬆開卡門703和705，由此，可以方便的更換發光二極體模塊106_1。因此，在保證LED燈100正常工作的前提下，可插拔連接口、插座和卡門的設計提高了維修的安全性和便利性。
[0031]上文【具體實施方式】和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離權利要求書所界定的本發明精神和發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解，本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實施例僅用於說明而非限制，本發明之範圍由後附權利要求及其合法等同物界定，而不限於此前之描述。
【權利要求】
1.一種發光二極體(LED)燈，包括燈體和支撐燈體的主梁，其特徵在於，所述燈體包括腔體，所述腔體具有腔體正面和腔體背面，所述腔體背面設置了帶有通氣孔的燈殼，在所述腔體內並排安裝了多個發光二極體模塊，且所述發光二極體模塊之間留有通氣的空隙；所述多個發光二極體模塊的每一個模塊包括靠近所述腔體正面的發光二極體封裝板和靠近腔體背面的散熱器；所述發光二極體封裝板集成有多個發光二極體晶片，通電的時候，所述發光二極體晶片通過所述腔體正面發出光線；所述發光二極體晶片通過金球直接工晶焊接在陶瓷基板上；所述封裝板採用兩重矽橡膠圈將所述發光二極體晶片所在的陶瓷基板密封封裝。
【文檔編號】F21S8/08GK104296026SQ201410450706
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】梁毅, 王盛 申請人:成都賽昂電子科技有限公司