一種正負分離的LED組件、汽車車燈及手電筒的製作方法

2023-05-12 12:25:46 1

本發明涉及LED燈具領域，具體是指一種正負分離的LED組件、手電筒及汽車車燈，其突破了傳統LED組件電熱分離的設計束縛，開創了新的設計理念。

背景技術：

如圖1所示，其為傳統的LED組件的結構示意圖，該LED組件具有導熱層51、絕緣層52、電路層53以及設置在電路層53的LED燈，這種LED組件是採用電熱分離的設計理念，即通過絕緣層52的絕緣作用，讓導熱層51與電路層52彼此之間在電路導通上被絕緣，即LED燈的正負極都是通過電路層53上蝕刻的電路來實現與外接電源電連接。

簡而言之，LED組件的「電」走的是橫向，LED組件的「熱」走的是縱向，如此即形成了一套電熱分離的體系，這套體系從LED誕生一直延續至今，這套體系的缺點是在散熱性能上一直很難突破。雖然領域內很多人為了散熱性能提供不少的解決方案，但是目前仍然還是停留在電熱分離的思維局限，尤其是對於LED晶粒處熱量傳導速度上仍然不快，存在進一步的改進的需要。

基於此，本發明人對此問題深入研究，遂有本案產生。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種正負分離的LED組件，其採用電熱合二為一的思路，只需要進行正負之間絕緣分離，極大程度上提高了整個LED組件的散熱性能。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種正負分離的LED組件，其中，具有導電導熱正極板、導電導熱負極板以及位於導電導熱正極板和導電導熱負極板之間的絕緣體，該導電導熱正極板與LED晶珠的陽極電熱相連，該導電導熱負極板與LED晶珠的陰極電熱相連。

進一步，該導電導熱正極板和導電導熱負極板採用銅板製成。

進一步，該導電導熱正極板和導電導熱負極板並排設置，並且在兩者相對應的邊緣之間形成為所述絕緣體，所述絕緣體為將導電導熱正極板和導電導熱負極板連接為一體的絕緣膠。

進一步，該LED晶珠具有發光體、螢光粉罩、矽膠透鏡以及分別與發光體相連的陽極和陰極，該螢光粉罩形成在發光體周圍，該陽極貼設在導電導熱正極板上，該陰極貼設在導電導熱負極板上，該矽膠透鏡將螢光粉罩、發光體、陽極、陰極、導電導熱正極板、導電導熱負極板和絕緣體形成為一個整體，該矽膠透鏡和螢光粉罩均橫跨導電導熱正極板和導電導熱負極板。

本發明還提供一種應用於高壓領域的正負分離的LED組件，其中，具有導電導熱正極板、導電導熱負極板以及兼顧導熱與絕緣耐壓的導熱絕緣層，該導電導熱正極板和導電導熱負極板彼此絕緣地分別設置在導熱絕緣層上，該導電導熱正極板與LED晶珠的陽極電熱相連，該導電導熱負極板與LED晶珠的陰極電熱相連。

進一步，該LED組件還包括銅箔層，該銅箔層、導熱絕緣層、導電導熱正極板和導電導熱負極板是由銅基或鋁基板經在銅基或鋁基上雷射切割而成，該銅箔層與散熱組件之間通過錫膏焊接相連。

進一步，該導熱絕緣層在寬度上突出於導電導熱正極板和導電導熱負極板，即在導熱絕緣層的側邊形成有高壓爬電距離。

本發明還提供一種正負分離的汽車車燈，其從根本上大大提高了車燈的散熱性能，讓大功率LED車燈實施成為可能。

其技術方案為：一種正負分離的汽車車燈，其中，包括散熱基座，該散熱基座為通過絕緣膠隔開形成的左側基座和右側基座，該左側基座和右側基座通過絕緣膠黏合在一起，該左側基座與LED晶珠的陽極電熱直接相連，該右側基座與LED晶珠的陰極直接電熱相連。

進一步，該汽車車燈還包括LED組件，該LED組件具有LED晶珠、導電導熱正極板、導電導熱負極板以及位於導電導熱正極板和導電導熱負極板之間的絕緣體，該LED晶珠具有矽膠透鏡以及分別與發光體相連的陽極和陰極，該陽極貼設在導電導熱正極板上，該陰極貼設在導電導熱負極板上，該導電導熱正極板與左側基座電熱相連，該導電導熱負極板與右側基座電熱相連。

本發明還提供一種正負分離的手電筒，其從根本上改變手電筒的結構形式，提高了LED手電筒的散熱性能。

其技術方案為：一種正負分離的手電筒，其中，包括電筒本體以及鋁基板，該鋁基板具有正極基板和負極基板，該正極基板外5麵包覆有導熱絕緣層，該正極基板上面與LED晶珠的陽極電熱相連，該負極基板與LED晶珠的陰極電熱相連，該負極基板與電筒本體導「電熱」直接相連，該正極基板通過導熱絕緣層而與電筒本體導「熱」間接相連。

進一步，該手電筒還包括LED組件，該LED組件具有LED晶珠、導電導熱正極板、導電導熱負極板以及位於導電導熱正極板和導電導熱負極板之間的絕緣體，該LED晶珠具有矽膠透鏡以及分別與發光體相連的陽極和陰極，該陽極貼設在導電導熱正極板上，該陰極貼設在導電導熱負極板上，該導電導熱正極板與正極基板電熱相連，該導電導熱負極板與負極基板電熱相連。

本發明還提供一種正負分離的LED組件的生產方法，其中，包括如下步驟：

①按照長寬規格加工好銅板，將加工好的若干個銅板以陣列的方式進行橫豎間隔擺放，再在相鄰銅板之間形成絕緣膠，以形成銅板和絕緣膠依次交疊的組合式板體；

②將組合式板體置入注塑設備中，在相鄰兩個銅板之間放上帶有螢光粉罩和陽極、陰極的發光體，在注塑的型腔中一次注塑成型，以在螢光粉罩外圍以及相鄰銅板的上方形成一個矽膠透鏡；

③脫模，經切割後得到正負分離的LED組件。

採用上述方案後，本發明涉及的一種正負分離的LED組件，其完全摒棄了傳統的熱電分離的設計理念，採用全新的正負分離理念，由於分別與LED陽極和陰極相對接的導電導熱正極板和導電導熱負極板是完全的電熱相連，即陽極完全貼附在導電導熱正極板上，陰極完全貼附在導電導熱負極板上，而且在加工時，正極和負極均是加工成較大塊的平板狀，使得整體導熱性能非常佳，根本不會存在熱量堵塞的隱患。

本發明涉及的汽車車燈，其創造性地提出將汽車車燈的散熱組件加工成正負分離的兩部分，然後每部分可以根據實際結構選擇與LED晶粒的陽極、陰極相對接，或者與LED組件的導電導熱正極板和導電導熱負極板接觸，這樣LED晶粒產生的熱量可以被迅速地傳導到散熱組件上，大大提高了汽車車燈的散熱效率。

本發明涉及的手電筒，其創造性提出將正負分離的LED組件應用至手電筒中，再利用手電筒的電筒本體，即外殼來作為散熱部件，其中LED組件的正極片通過導熱絕緣層之後再與外殼熱傳遞，負極片則直接與外殼熱傳遞，在確保安全的前提下，大大提高了手電筒的散熱性。

與現有技術相比，本發明涉及的LED組件、汽車車燈和手電筒克服了電熱分離的技術偏見，在導熱性能上也一舉突破了傳統的瓶頸，大大提高了工作效率。

附圖說明

圖1是傳統LED組件的結構示意圖。

圖2是本發明涉及一種正負分離的LED組件的結構示意圖。

圖3是本發明涉及一種正負分離的LED組件獨立部件的示意圖。

圖4為本發明所形成組合式板體的結構示意圖。

圖5為本發明經切割後所形成單個LED燈的立體示意圖。

圖6為本發明涉及LED組件第二實施例的結構示意圖。

圖7為本發明涉及LED組件第二實施例一種實際應用的結構示意圖。

圖8為本發明涉及LED組件第二實施例另一種實際應用的結構示意圖。

圖9為本發明涉及LED組件應用在汽車車燈時的結構示意圖。

圖10為本發明涉及LED組件應用在手電筒時對LED組件正極進行外絕緣的結構示意圖。

圖中：

導電導熱正極板-1；導電導熱負極板-2；絕緣體-3；

LED晶珠-4；發光體-41；螢光粉罩-42；

矽膠透鏡-43；陽極-44；陰極-45；

導熱層-51；絕緣層-52；電路層-53；

導熱絕緣層-62；橫板-621；

豎板-622；銅箔層-63；導熱絕緣層-71；

正極基板-72；負極基板-73；

散熱基座-81；左側基座-811；右側基座-812；絕緣體-813。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本案作進一步詳細的說明。

如圖2和圖3所示，本發明涉及一種正負分離的LED組件，具有導電導熱正極板1、導電導熱負極板2以及位於導電導熱正極板1和導電導熱負極板2之間的絕緣體3，該導電導熱正極板1與LED晶珠4的陽極電熱相連，該導電導熱負極板2與LED晶珠4的陰極電熱相連。在本實施例中，該導電導熱正極板1和導電導熱負極板2採用銅板製成，當然其還可以採用其它的材質製成，本發明並不做具體限定，銅板只是作為一種舉例。

如圖2所示，該導電導熱正極板1和導電導熱負極板2並排設置，並且在兩者相對應的邊緣之間形成為所述絕緣體3，所述絕緣體3為將導電導熱正極板1和導電導熱負極板2連接為一體的絕緣膠。如圖2所示，該導電導熱正極板1和導電導熱負極板2採用同樣的長寬規格，並且下底面位於同一高度上陳間隔設置，該絕緣膠一則用於將導電導熱正極板1和導電導熱負極板2連接為一體，二則用於使導電導熱正極板1和導電導熱負極板2彼此絕緣隔開。，。

這樣，本發明涉及的一種正負分離的LED組件，其完全摒棄了傳統的熱電分離的設計理念，採用全新的正負分離理念，由於分別與LED的陽極和陰極相對接的導電導熱正極板1和導電導熱負極板2是完全的電熱相連，即陽極完全貼附在導電導熱正極板1上，陰極完全貼附在導電導熱負極板2上，而且在加工時，導電導熱正極板1和導電導熱負極板2均是加工成較大塊的平板狀，使得整體導熱性能非常佳，根本不會存在熱量堵塞的隱患。

如圖3所示，其為本發明具體應用的一種較佳實施例，該LED晶珠4具有發光體41、螢光粉罩42、矽膠透鏡43以及分別與發光體41相連的正極片44和負極片45，該螢光粉罩42形成在發光體41周圍，該陽極44貼設在導電導熱正極板1上，該陰極45貼設在導電導熱負極板2上，該矽膠透鏡43將螢光粉罩42、發光體41、陽極44、陰極45、導電導熱正極板1、導電導熱負極板2和絕緣體3形成為一個整體，該矽膠透鏡43和螢光粉罩42均橫跨導電導熱正極板1和導電導熱負極板2。

如此，本發明與發光體41形成配合，直接解決了透鏡問題，讓本發明涉及的正負分離的LED組件可以得到應用，實現了產業化的問題。對於導電導熱正極板1和導電導熱負極板2繼續向外連接的事宜，則同樣需要進行正負分離。

此外，如圖4和圖5所示，本發明還提供一種正負分離的LED組件的生產方法，包括如下步驟：

①按照長寬規格加工好銅板，將加工好的若干個銅板以陣列的方式進行橫豎間隔擺放，再在相鄰銅板之間形成絕緣膠，以形成銅板和絕緣膠依次交疊的組合式板體；如圖4所示為八片組合式板體，即四個正負分離的LED組件成品的加工的示意圖，在具體加工的時候，可以將數量配置為更多，比如數十片的組合式板體；

②將組合式板體置入注塑設備中，在相鄰兩個銅板之間放上帶有螢光粉罩42和陽極、陰極片44、45的發光體41，在注塑的型腔中一次注塑成型，以在螢光粉罩42外圍以及相鄰銅板的上方形成一個矽膠透鏡43；此注射設備中包含有若干個型腔，每個型腔都具有半球形的腔壁。

③脫模，經切割後得到正負分離的LED組件。

如圖6所示，本發明還提供一種正負分離的LED組件的第二實施例，其為應用在高壓領域，此時該LED組件除了包含導電導熱正極板和導電導熱負極板之外，還包括可以起到承載作用的兼顧導熱與絕緣耐壓的導熱絕緣層62，該導電導熱正極板和導電導熱負極板彼此絕緣地分別設置在導熱絕緣層上，對於絕緣的方式，可以採用不用導熱的絕緣膠，也可以採用兼顧導熱和絕緣的膠層，也可以直接雷射切割的方式，形成起到絕緣作用的隔離槽，其核心是由於兼顧導熱與絕緣耐壓的導熱絕緣層62可以起到承載作用，而第一實施例中則需要絕緣體作為連接部而將導電導熱正極板和導電導熱負極板連接在一起。

該導電導熱正極板與LED晶珠的陽極電熱相連，該導電導熱負極板與LED晶珠的陰極電熱相連。

該導熱絕緣層位於導電導熱正極板1和導電導熱負極板2的同一側並實現導熱與絕緣。更優選地，該導熱絕緣板62在寬度上突出於導電導熱正極板1和導電導熱負極板2，即在導熱絕緣層62的側邊形成有高壓爬電距離S1。

更進一步地，該LED組件還包括銅箔層63，其是採用現有技術中鋁基板或銅基板，然後利用雷射切割設備，將鋁基板中的鋁基或者銅基板中的銅基切割形成導電導熱正極板1和導電導熱負極板2，利用導電導熱正極板1和導電導熱負極板2具有更大的熱容，讓LED晶珠中的熱量可以快速傳導至導電導熱正極板1和導電導熱負極板2中。優選地，該銅箔層與散熱組件之間通過錫膏焊接相連，該銅箔層上此時並不具有任何電路，其採用錫膏與散熱器焊接，而不用導熱膏，如此也將進一步提高導熱效率。

更優選地，如圖6至圖8所示，在本實施例中，該導熱絕緣層62為陶瓷絕緣耐壓層，該陶瓷絕緣耐壓層具有橫板621和豎板622，該導電導熱正極板1和導電導熱負極板2之間通過豎板622絕緣。此方案與傳統結構相比，傳統基本電路層厚度較薄，沒有好的熱容和有熱點問題，由此熱量不容易擴散，採用本發明後，可以先將點的熱量發散至面和更大的體積中，然後再經絕緣耐壓層，而不是像傳統先進絕緣耐壓層後再向面和熱容，大大提高了散熱效率。

圖7為LED並聯方式設置正負極情況的示意圖，圖8則為LED串聯方式的正負極的情況示意圖。

如圖9所示，本發明還提供一種正負分離的汽車車燈，包括散熱基座81，該散熱基座81為通過絕緣膠813隔開形成的左側基座811和右側基座812，該左側基座811和右側基座812通過絕緣膠813黏合在一起，該左側基座811與LED晶珠4的陽極電熱相連，該右側基座812與LED晶珠4的陰極電熱相連。當汽車車燈不需要LED組件具有透鏡時，直接將LED組件的陽極和陰極與左側基座和右側基座進行電熱相連即可。

作為更進一步實施例，當LED組件需要配置透鏡時，該汽車車燈還包括LED組件，該LED組件具有導電導熱正極板、導電導熱負極板以及位於導電導熱正極板和導電導熱負極板之間的絕緣體，該導電導熱正極板與LED晶珠的陽極電熱相連，該導電導熱負極板與LED晶珠的陰極電熱相連，該散熱基座81為通過絕緣膠813隔開形成的左側基座811和右側基座812，該左側基座811和右側基座812通過絕緣膠813黏合在一起。

在使用的時候，由於汽車車燈正負分離，該左側基座811整個部件均作為正極散熱部件，右側基座812整個部件均作為負極散熱部件，而且由於採用導電導熱正極板、導電導熱負極板的結構，如此使得LED上的熱直接傳導到散熱部件上，中間沒有任何導熱絕緣層(或陶瓷絕緣層),其傳導散熱效率絕佳，可以讓大功率LED車燈得到應用推廣。

如圖10所示，本發明還涉及一種正負分離的手電筒，包括電筒本體以及鋁基板，該鋁基板具有正極基板72和負極基板73，該正極基板外5麵包覆有導熱絕緣層，該正極基板與LED晶珠的陽極電熱相連，該負極基板與LED晶珠的陰極電熱相連，該負極基板與電筒本體導熱相連，該正極基板通過導熱絕緣層而與電筒本體導熱相連。

當LED晶珠需要配置透鏡時，則該手電筒還包括用於發光的LED組件，該LED組件具有導電導熱正極板、導電導熱負極板以及位於導電導熱正極板和導電導熱負極板之間的絕緣體，該導電導熱正極板與LED晶珠的陽極電熱相連，該導電導熱負極板與LED晶珠的陰極電熱相連，該導電導熱正極板外還包覆形成有導熱絕緣層71，具體是五個面都被導熱絕緣層71包覆起來，只留上面與LED晶珠和正極連接線的焊接點，這樣實現了絕緣，負極則是直接與手電筒外殼相連，利用手電筒外殼進行散熱，提高了散熱效率，又同時避免了正負之間短路的問題。

在手電筒中，LED組件產生的熱，由於直接將LED陰極的熱傳到散熱器上，中間沒有任何導熱絕緣層或陶瓷絕緣層，其導熱效果絕佳；其只有陽極用5麵包覆的方式，將LED的熱透過陶瓷絕緣層傳到散熱器上。

綜上所述，與現有技術相比，本發明涉及的LED組件克服了電熱分離的技術偏見，在導熱性能上也一舉突破了傳統的瓶頸，大大提高了工作效率。

以上所述僅為本發明的優選實施例，凡跟本發明權利要求範圍所做的均等變化和修飾，均應屬於本發明權利要求的範圍。