專利名稱：使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的led燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED燈，尤其涉及一種使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈。
背景技術(shù)：
LED燈是一種新型的照明產(chǎn)品，由于其體積小、耗電量低、適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、環(huán)保和反應(yīng)速度佳等優(yōu)點(diǎn)，并且色彩絢麗、發(fā)光色彩純正、光譜范圍窄，還能通過(guò)紅綠藍(lán)三基色混色成七彩或者白光，取代了高耗能白熾燈作為新型光源產(chǎn)品。LED燈中的主要器件是LED燈珠和電路板，LED燈珠中，熱量集中在尺寸很小的芯片內(nèi)，芯片在正常工作時(shí)有30°/Γ35%電能轉(zhuǎn)化為光能，另外65°/Γ70%的轉(zhuǎn)化成了熱能，LED燈工作時(shí)，芯片溫度升高會(huì)引起熱應(yīng)力的非均勻分布、芯片發(fā)光效率下降和熒光粉激射效率下降；當(dāng)溫度超過(guò)一定值時(shí)，器件失效率呈指數(shù)規(guī)律增加。LED燈具中，LED的70%的故障來(lái)自于溫度過(guò)高，并且負(fù)載在一半額 定功率的情況下溫度每上升20°C，故障率就上升一倍。芯片的散熱途徑主要是熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流；藍(lán)寶石襯底材料極低的熱導(dǎo)率導(dǎo)致器件熱阻增加，產(chǎn)生嚴(yán)重的自加熱效應(yīng)，對(duì)LED燈的性能和可靠性有很大的影響。因此LED不能很好散熱、它的壽命將會(huì)受到嚴(yán)重的影響?，F(xiàn)有的LED燈的散熱多采用燈具的金屬殼體進(jìn)行散熱，采用將電路板通過(guò)金屬導(dǎo)熱塊與金屬殼體連接，電路板上的熱量通過(guò)金屬導(dǎo)熱塊傳導(dǎo)至金屬殼體散熱。金屬殼體、金屬導(dǎo)電塊與電路板貼合時(shí)會(huì)造成絕緣問(wèn)題。如果在金屬散熱器與電路板之間設(shè)置絕緣體，則絕緣體的導(dǎo)熱效率較低，又造成散熱效率的低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中LED燈散熱效果差、采用金屬散熱器存在絕緣問(wèn)題的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱效果好、絕緣性和阻燃性良好的使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是第一種使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈的技術(shù)方案是包括用于發(fā)光的LED發(fā)光組件、將LED發(fā)光組件封閉的燈罩，所述LED發(fā)光組件包括電路板、設(shè)置在電路板正面的多個(gè)LED燈珠，所述電路板背面貼合有復(fù)合高分子材料制成的絕緣導(dǎo)熱基座，所述絕緣導(dǎo)熱基座連接有散熱器。第一種技術(shù)方案的所述使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈中，所述絕緣導(dǎo)熱基座壁面與電路板上的發(fā)熱件貼合導(dǎo)熱。第一種技術(shù)方案的所述使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈中，所述絕緣導(dǎo)熱基座為片狀結(jié)構(gòu)，所述電路板與所述散熱器分別貼合在絕緣導(dǎo)熱基座的兩側(cè)壁面上。第一種技術(shù)方案的所述使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈中，所述的絕緣導(dǎo)熱基座與燈罩可拆卸連接。第一種技術(shù)方案的所述使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈中，所述絕緣導(dǎo)熱基座覆蓋所述電路板，所述絕緣導(dǎo)熱基座的邊緣超出電路板邊緣，或者絕緣導(dǎo)熱基座的邊緣與電路板邊緣齊平。 第一種技術(shù)方案的所述使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈中，所述絕緣導(dǎo)熱基座上設(shè)有凹槽，所述電路板嵌合在所述凹槽內(nèi)。第一種技術(shù)方案的所述使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈中，所述的LED燈珠陣列排布在所述電路板上。第一種技術(shù)方案的所述使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈中，所述散熱器為鰭片式散熱器。第二種使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈的技術(shù)方案是包括用于發(fā)光的LED發(fā)光組件、將LED發(fā)光組件封閉的燈罩，其特征在于，所述LED發(fā)光組件包括電路板、設(shè)置在電路板正面的多個(gè)LED燈珠，所述電路板背面貼合有復(fù)合高分子材料制成的絕緣導(dǎo)熱基座，所述絕緣導(dǎo)熱基座連接有散熱器；所述復(fù)合高分子材料是由含氟高分子聚合物和導(dǎo)熱填料制成的，其中導(dǎo)熱填料選自Al2O3、氮化硼、氮化硅中的至少一種，含氟高分子聚合物和導(dǎo)熱填料的重量比為2:3 3:2 ;所述絕緣導(dǎo)熱基座為片狀結(jié)構(gòu)，所述電路板與所述散熱器分別貼合在絕緣導(dǎo)熱基座的兩側(cè)壁面上使得所述絕緣導(dǎo)熱基座壁面與電路板上的發(fā)熱件貼合導(dǎo)熱；所述絕緣導(dǎo)熱基座覆蓋所述電路板,所述絕緣導(dǎo)熱基座的邊緣超出電路板邊緣，或者絕緣導(dǎo)熱基座的邊緣與電路板邊緣齊平；所述絕緣導(dǎo)熱基座上設(shè)有凹槽，所述電路板嵌合在所述凹槽內(nèi)。本發(fā)明的兩種技術(shù)方案突破現(xiàn)有技術(shù)中采用金屬導(dǎo)熱塊進(jìn)行導(dǎo)熱、金屬殼體散熱，更改了 LED燈的散熱方式，通過(guò)采用特殊的復(fù)合高分子材料制成的絕緣導(dǎo)熱基座進(jìn)行導(dǎo)熱，并將LED發(fā)光組件產(chǎn)生的熱量通過(guò)絕緣導(dǎo)熱基座導(dǎo)給散熱器散熱，整體提高了散熱效率，也解決了絕緣問(wèn)題。絕緣導(dǎo)熱基座不但起到導(dǎo)熱作用，并且該復(fù)合高分子材料具有絕緣性能，也同樣實(shí)現(xiàn)絕緣功能，克服現(xiàn)有技術(shù)中絕緣性不好的缺陷。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱效果好、絕緣性和阻燃性良好。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖I是本發(fā)明實(shí)施例的爆炸圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的裝配后的外觀圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖f 3所示，一種使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，包括用于發(fā)光的LED發(fā)光組件2、將LED發(fā)光組件2封閉的燈罩I，所述LED發(fā)光組件2包括電路板22、設(shè)置在電路板22正面的多個(gè)LED燈珠21，所述電路板22背面貼合有復(fù)合高分子材料制成的絕緣導(dǎo)熱基座3，所述絕緣導(dǎo)熱基座3連接有散熱器5。LED發(fā)光組件2是LED燈的主要部件，包括燈珠、電路板22等，其中單顆LED燈珠21光照不足，為了提高整個(gè)燈具的光照，一般設(shè)置多顆LED燈珠21，LED燈珠21的引腳連接在電路板22上，形成一體結(jié)構(gòu)的LED發(fā)光組件2。LED燈珠21結(jié)構(gòu)是常規(guī)技術(shù)，在此不再贅述。多顆所述的LED燈珠21陣列排布在電路板22上。排布的形式不作限定，根據(jù)實(shí)際光照需要進(jìn)行排布，可以按照矩形陣列、圓形陣列排布，或者是其他均勻排布方式，也可以不規(guī)則排布。如圖I、2所示,為了能快速導(dǎo)熱,需要將所述絕緣導(dǎo)熱基座3壁面與電路板22上的發(fā)熱件貼合導(dǎo)熱。貼合后絕緣導(dǎo)熱基座3與電路板22上的發(fā)熱件直接傳熱，實(shí)現(xiàn)了熱量的快速傳導(dǎo)。·
同樣為了所述絕緣導(dǎo)熱基座3能將電路板22上的熱量全部導(dǎo)出，則所述絕緣導(dǎo)熱基座3覆蓋所述電路板22，所述絕緣導(dǎo)熱基座3的邊緣超出電路板22邊緣，或者絕緣導(dǎo)熱基座3的邊緣與電路板22邊緣齊平即絕緣導(dǎo)熱基座3。這樣，電路板22上所有位置發(fā)熱體，包括LED燈珠21、電路板22上的功率器件所發(fā)出的熱量都能從絕緣導(dǎo)熱基座3導(dǎo)出。所述絕緣導(dǎo)熱基座3設(shè)有凹槽，所述電路板22嵌合在所述凹槽內(nèi)。電路板22嵌合在凹槽內(nèi)就將電路板22周邊包裹，這樣，增加了電路板22與絕緣導(dǎo)熱基座3接觸面積，同時(shí)也保證了電路板22與絕緣導(dǎo)熱基座3的有效接觸，增加導(dǎo)熱效率。另外，嵌合的方式也方便電路板22與絕緣導(dǎo)熱基座3的固定。燈罩I是用于將LED發(fā)光組件2封閉的，燈罩I的形狀不作限定，可以根據(jù)燈具設(shè)置的場(chǎng)合、固定形式等來(lái)確定，所述的絕緣導(dǎo)熱基座3與燈罩I可拆卸連接。可拆卸連接的方式可以有多種螺釘連接、卡接、卡扣連接、過(guò)盈配合連接等，本實(shí)施例中采用的是卡接，即在絕緣導(dǎo)熱基座3設(shè)有一圈凸沿，燈罩I邊緣通過(guò)變形后可卡接在凸沿上。燈罩I可以是全透明結(jié)構(gòu)、也可以是經(jīng)眩光處理的半透明結(jié)構(gòu)。燈罩I的材質(zhì)不限，可以是各種適用的材料。所述絕緣導(dǎo)熱基座3用于導(dǎo)熱，只需能將電路板22與絕緣導(dǎo)熱基座3完全貼合即可，其形狀不作限定，可以是任意形狀。本實(shí)施例中所述絕緣導(dǎo)熱基座3為片狀結(jié)構(gòu)，所述電路板22與所述散熱器5分別貼合在絕緣導(dǎo)熱基座3的兩側(cè)壁面上。片狀結(jié)構(gòu)中，由于導(dǎo)熱路徑短，導(dǎo)熱快速，是一種優(yōu)選方案。如圖Γ3所示，散熱器5可以選用任意結(jié)構(gòu)的，目前能與電路板22形狀基本配合的散熱器5都適用本發(fā)明,本實(shí)施例選擇所述散熱器5為鰭片式散熱器。鰭片式散熱器散熱的表面積大，有利于散熱。散熱器5 —般選擇金屬材料制成,例如招合金、銅等制成。散熱器5與絕緣導(dǎo)熱基座3的連接也是可拆卸連接，散熱器5和絕緣導(dǎo)熱基座3四周邊緣通過(guò)螺栓6固定連接在一起。除了螺栓連接外，還可以通過(guò)卡接、過(guò)盈配合連接等多種連接方式。絕緣導(dǎo)熱基座3是采用特殊的復(fù)合高分子材料制成的，復(fù)合高分子材料制成的絕緣導(dǎo)熱基座3的導(dǎo)熱系數(shù)大于I. 2W/m*K，本實(shí)施例的絕緣導(dǎo)熱基座3厚度小于O. 7mm。復(fù)合高分子材料包含(I)含氟高分子聚合物，其熔點(diǎn)高于150°C，含量為40-60%(質(zhì)量百分比);(2)導(dǎo)熱填料，散布于所述含氟高分子聚合物中，且其百分含量為40-60%。即含氟高分子聚合物和導(dǎo)熱填料的重量比為2:3 3:2 ；此外，為了絕緣導(dǎo)熱基座3還具有絕緣、阻燃的性能，本發(fā)明的復(fù)合高分子材料同時(shí)含有絕緣和阻燃的材料。絕緣導(dǎo)熱基座3成型的方式I.造粒含氟高分子聚合物作為基材PVDF聚偏氟乙烯、PETFE等；添加百分比40%_60% ；作為高分子材料的一種，含氟高分子聚合物由于具有許多獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，因而就表現(xiàn)出很多特殊的性質(zhì)，比如氟原子較低的極化率，強(qiáng)的電負(fù)性，較小的范德華半徑，很強(qiáng)的C-F鍵。因而有著較高氟含量的含氟塑膠體就呈現(xiàn)出了很高的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、耐久性、絕緣 性。導(dǎo)熱填料A1203、氮化硼、氮化硅等；添加百分比為40%_60%。添加了導(dǎo)熱填料后增加了整個(gè)絕緣導(dǎo)熱基座3導(dǎo)熱效率，使得絕緣導(dǎo)熱基座3的導(dǎo)熱系數(shù)大于I. 5W/m*K。制備方法按配比把原料放置于高速攪拌機(jī)中，攪拌l(T20min，得到混合物料A，將混合物料A從高速攪拌機(jī)倒入雙螺桿造粒機(jī)，機(jī)身溫度在基料熔點(diǎn)(Tm)+1(T30°C的條件下，將物料從模頭擠出，擠出的料條經(jīng)水冷卻，切粒后得到分散均勻的復(fù)合高分子材料粒子B02.成型將擠出的復(fù)合高分子材料粒子B放入螺桿式注塑機(jī)，注塑溫度為基料熔點(diǎn)(Tm)+1(T30°C，注塑壓力8(TllOMPa，將復(fù)合高分子材料粒子B射入設(shè)計(jì)好的模具，形成絕緣導(dǎo)熱基座3。3.絕緣導(dǎo)熱基座散熱性能及耐電壓測(cè)試。
編絕緣導(dǎo)熱絕緣導(dǎo)拉伸強(qiáng)壓縮彈性熱變形溫導(dǎo)熱系數(shù)耐電壓號(hào)基座的基熱基座度模量度0.46M (W/m*K) 測(cè)試
材厚度 (MPa) (MPa) C0C)(KV)
(mm)
"I PVDF545860160L7>6
PETFE 555940200L6>6從上表看本實(shí)施例絕緣導(dǎo)熱基座具有良好的導(dǎo)熱性能、絕緣性能。并且在高溫下保持其形狀不變化。
權(quán)利要求
1.一種使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，包括用于發(fā)光的LED發(fā)光組件、將LED發(fā)光組件封閉的燈罩，其特征在于，所述LED發(fā)光組件包括電路板、設(shè)置在電路板正面的多個(gè)LED燈珠，所述電路板背面貼合有復(fù)合高分子材料制成的絕緣導(dǎo)熱基座，所述絕緣導(dǎo)熱基座連接有散熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，其特征在于，所述絕緣導(dǎo)熱基座壁面與電路板上的發(fā)熱件貼合導(dǎo)熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，其特征在于，所述絕緣導(dǎo)熱基座為片狀結(jié)構(gòu)，所述電路板與所述散熱器分別貼合在絕緣導(dǎo)熱基座的兩側(cè)壁面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，其特征在于，所述的絕緣導(dǎo)熱基座與燈罩可拆卸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，其特征在于，所述絕緣導(dǎo)熱基座覆蓋所述電路板，所述絕緣導(dǎo)熱基座的邊緣超出電路板邊緣，或者絕緣導(dǎo)熱基座的邊緣與電路板邊緣齊平。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，其特征在于，所述絕緣導(dǎo)熱基座上設(shè)有凹槽，所述電路板嵌合在所述凹槽內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，其特征在于，所述的LED燈珠陣列排布在所述電路板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，其特征在于，所述散熱器為鰭片式散熱器。
9.一種使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，包括用于發(fā)光的LED發(fā)光組件、將LED發(fā)光組件封閉的燈罩，其特征在于， 所述LED發(fā)光組件包括電路板、設(shè)置在電路板正面的多個(gè)LED燈珠，所述電路板背面貼合有復(fù)合高分子材料制成的絕緣導(dǎo)熱基座，所述絕緣導(dǎo)熱基座連接有散熱器； 所述復(fù)合高分子材料是由含氟高分子聚合物和導(dǎo)熱填料制成的，其中導(dǎo)熱填料選自Al2O3、氮化硼、氮化硅中的至少一種，含氟高分子聚合物和導(dǎo)熱填料的重量比為2:3 3:2 ； 所述絕緣導(dǎo)熱基座為片狀結(jié)構(gòu)，所述電路板與所述散熱器分別貼合在絕緣導(dǎo)熱基座的兩側(cè)壁面上使得所述絕緣導(dǎo)熱基座壁面與電路板上的發(fā)熱件貼合導(dǎo)熱； 所述絕緣導(dǎo)熱基座覆蓋所述電路板，所述絕緣導(dǎo)熱基座的邊緣超出電路板邊緣，或者絕緣導(dǎo)熱基座的邊緣與電路板邊緣齊平； 所述絕緣導(dǎo)熱基座上設(shè)有凹槽，所述電路板嵌合在所述凹槽內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈，包括用于發(fā)光的LED發(fā)光組件、將LED發(fā)光組件封閉的燈罩，所述LED發(fā)光組件包括電路板、設(shè)置在電路板正面的多個(gè)LED燈珠，所述電路板背面貼合有復(fù)合高分子材料制成的絕緣導(dǎo)熱基座，所述絕緣導(dǎo)熱基座連接有散熱器。本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱效果好、絕緣性和阻燃性良好的使用導(dǎo)熱高分子材料散熱的LED燈。
文檔編號(hào)F21S2/00GK102943969SQ20121047419
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者鄭能歡, 占國(guó)榮, 朱曙光 申請(qǐng)人:深圳華瀚新能源材料有限公司