一种大功率led灯具封装外壳的制作方法

专利名称：一种大功率led灯具封装外壳的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED(Light-Emitting Diode,发光二极管),特别是涉及一种强化散热设计的大功率LED灯具封装外壳。
背景技术：
LED具有节能环保、寿命长、响应快、小而轻等特点，是新一代的照明技术，广泛应用于景观照明、汽车市场、交通灯市场、户外大屏幕显示和特殊工作照明等领域，正朝着高亮度、高色彩性、高耐气候性、高发光均匀性的方向发展。白光LED正在引发第四次照明革命O但是随着芯片功率和热流密度的不断提高、热管理空间的不断减小，散热问题越来越突出。国内外在LED散热材料选择和结构设计方面已发表的文章、专利和网页技术资料数以万计，使得LED的散热技术异彩纷呈，成为电光照明技术领域的一个亮点。LED的散热设计包括芯片层级、封装层级、散热基板层级和系统层级，散热设计要求每个环节所选用的材料和结构最优化，而且还要求各个环节之间的搭配最优化。要做到这一层次，需要调用非常多的设计资源，包括LED芯片发光原理的改进以提高发光的内、夕卜量子效率和减少PN结的热量释放以及高导热材料的选择与结构设计、各种热流途径的选择、组合设计与优化。目前在大功率LED散热方面已开发或正在开发的技术包括风扇、散热鳍片、均温板、相变冷却、热管或回路式热管技术、多孔微热沉、陶瓷辐射散热、压电风扇、热电冷却、空气射流、液体射流、热声散热、气体节流等。这些散热技术设计属于散热基板层级或系统端层级。而LED封装外壳到环境的散热设计案例很少。大功率LED灯的热沉到环境的散热路径包括支架到外壳的热传导散热、热沉通过对流和辐射传递到封装外壳内表面的散热，这些热量通过封装外壳的外表面以对流或热辐射形式向环境排放。对于户外使用的大功率LED灯具，比如道路或街道灯，散热设计的同时还需要考虑防水和防尘功能。良好的防水防尘功能设计通常不利于LED的散热，因为LED灯具受外壳密闭而绝热。目前大功率LED灯具的封装外壳多是带有散热翅片的铝或铝合金。为了获得好的散热效果，所制造的散热外壳体积庞大、质量重，同时在露天应用方面，特别是在炎热的夏季以及低纬度的地区，在傍晚或晚间早些时候，室外的大气温度在LED灯开始工作的时候仍然可能在30 °C以上，因此，强化LED封装外壳-环境的散热是必须的。即使是在LED灯不工作的白天，由于灯的支撑机构在太阳光底下暴晒，LED的芯片温度仍然可能在50°C以上。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种散热性能良好的大功率LED灯具封装外壳，以解决现有技术之不足。[0009]为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种大功率LED灯具封装外壳，包覆在LED灯具封装结构外层，其包括封装外壳、设置在该封装外壳内表面的热辐射吸收层，通过热辐射吸收层吸收红外光区域波段的光线。其中，所述封装外壳是铝或铝合金封装外壳。优选的，热辐射吸收层是铁氧体热辐射吸收层、羰基铁热辐射吸收层、稀土热辐射吸收层、金属短纤维热辐射吸收层或金属丝陶瓷热辐射吸收层。热辐射吸收层一般是通过涂覆或者真空镀在封装外壳的内表面上的。进一步的，所述热福射吸收层的厚度一般控制在O. 05Mm-3mm之间，其中，热福射吸收层在厚度为O.范围内时其效果最好。另外，所述热辐射吸收层分单层或底层、上层两层或底、中、上三层。进一步的，封装外壳的内表面还设有减反射层，通过减反射层吸收红外光区域波段的光线。优选的，该减反射层是市场上出售的减反射膜。进一步的,封装外壳的外表面还涂覆或镀有至少一层高导热的热福射层,该热福射层主要针对红外辐射。优选的，所述热辐射层是采用高的散热能力和反射红外及紫外光的纳米娃材料制成。或者所述热福射层也可选用纳米金刚石纳米金刚石材料或者陶瓷材料(包括纳米氮化招和碳化娃材料)等等材料制成。所述热福射层的厚度范围为O. 05Mm-3mm,其中，该热福射层的厚度在O.之间时效果更佳。另外，该热辐射层分单层或底层、上层两层或底、中、上三层。在户外应用的情况下，封装外壳的外表面还设有太阳光反射层，该太阳光反射层主要针对红外辐射。优选的，太阳光反射层可以直接选用市场上出售的太阳光反射膜。更优选的，该太阳光反射膜选用具有不对称反射的特性，即对封装外壳外表面的散热层向环境的红外辐射的反射很弱，而对入射太阳光的反射很强，可以通过调节该太阳光反射层的组成、结构、厚度、折射率或界面的粗糙度进而获得。本实用新型中所提出的应用于LED灯具封装外壳内表面的热辐射吸收层的制备方法是，把热辐射吸收材料(如铁氧体、羰基铁、稀土、金属短纤维)和基体材料(如环氧树月旨、氯磺化聚乙烯橡胶)以及溶剂、助剂搅拌混合均匀。上述提到的涂覆可以是采用喷涂、浸涂、辊涂、旋涂、印刷、刷涂或者淋涂的方法进行涂敷。另外，热辐射吸收层镀封装外壳内表面、以及热辐射层镀在封装外壳外表面，具体是采用真空镀膜的方法，其可采用多种方法实现，例如溅射法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法、蒸发法、原子层沉积法或者激光闪蒸法等等。在上述阐述中，本实用新型对于室内和室外应用的区别在于室内应用时封装外壳的外表面不设反射太阳光的太阳光反射层。另外，室外应用的LED灯具封装外壳还应考虑防水和落尘两个重要的问题。本实用新型通过采用上述方案，提出了一种可以显著改善LED灯具封装外壳与环境之间传热效果的措施。首先，通过在封装外壳的外表面涂敷或真空镀上热辐射层，提高铝或铝合金封装外壳的热辐射能力。其次，为了防止白天太阳对LED灯具外壳的暴晒，在热辐射层的表面还设置有高导热的红外到紫外波长范围的太阳光反射层。再次，通过在封装外壳的内表面涂敷或真空镀上热辐射吸收层以及减反射层，强化了封装外壳内表面的热辐射吸收能力，同时把通过热传导、对流和热辐射吸收获得的热量由热传导传递到具有增强热辐射能力的封装外壳内表面的热辐射吸收层和减反射层，从而提高了从LED灯具热沉经封装外壳到环境的散热效率，可以在一定程度上降低LED芯片和驱动电路板使用时或外壳受太阳暴晒时的温升。

图1是本实用新型的实施例的示意图。图2是本实用新型的实施例的剖视图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。作为本实用新型的一个具体实施例，如图1所示，本实用新型的一种大功率LED灯具封装外壳，与LED灯具配合使用，该LED灯具包括灯罩1、LED灯2、散热翅片4和螺口 5。该大功率LED灯具封装外壳包括铝或铝合金封装外壳3、设置在该封装外壳3内表面的热辐射吸收层8和减反射层9、设置在该封装外壳3外表面的热辐射层6。如果用在室外，还可以在封装外壳3外表面的热福射层6之上再加上太阳光反射层7。其中，热辐射吸收层是红外吸收涂层，减反射层是红外减反膜，热辐射吸收层和减反射层主要吸收红外光区域波段的光线。热辐射吸收层可以采用铁氧体材料、羰基铁材料、稀土材料、金属短纤维或金属丝制成。目前市场上可买到红外吸收涂层以及红外减反膜，故这里不再赘述其制备方法。首先，在冲压或经机械加工成型的LED灯组的封装外壳3的内表面喷涂红外吸收涂层(热辐射吸收层8)，厚度在O. 05-1_之间，烤干之后贴上与之匹配的红外减反膜(减反射膜)。封装外壳3外表面的散热涂层即热辐射层6采用陶瓷材料，如碳化硅、氮化铝，可以采用等离子喷涂、真空镀膜方法制备。热辐射层6可选用纳米金刚石纳米金刚石材料或者陶瓷材料(包括纳米氮化铝和碳化硅材料)等等材料制成。热辐射层6的厚度为O. 之间。如果用在户外,贝U在该热福射层6上在加上太阳光反射层7,该太阳光反射层7可选用红外、可见光和紫外光的反射膜，一般通过真空镀膜或直接贴在热辐射层的表面即可。在上述阐述中，本实用新型对于室内和室外应用的区别在于室内应用时封装外壳3的外表面不设反射太阳光的太阳光反射层7,在提高LED灯具封装外壳3向环境散热能力的同时，防止白天阳光暴晒引起封装外壳3内的LED灯2和电路板的温度骤升或者吸热层、散热层的功能退化。另外，室外应用的LED灯具封装外壳3还应考虑防水和落尘两个重要的问题。本实用新型在不显著增加制造成本的情况下，提高了 LED灯具工作时的二次散热能力，同时可以防止室外应用时白天的阳光暴晒，具有很好的实用性。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种大功率LED灯具封装外壳，包覆在LED灯具封装结构外层，其特征在于其包括封装外壳以及涂覆在该封装外壳内表面的热辐射吸收层。
2.根据权利要求1所述的一种大功率LED灯具封装外壳，其特征在于所述热辐射吸收层的厚度范围是O. 05Mm-3mm。
3.根据权利要求2所述的一种大功率LED灯具封装外壳，其特征在于所述热辐射吸收层在厚度范围是O.
4.根据权利要求1所述的一种大功率LED灯具封装外壳，其特征在于的内表面还涂覆有减反射层，通过减反射层吸收红外光区域波段的光线。
5.根据权利要求1所述的一种大功率LED灯具封装外壳,其特征在于的外表面还涂覆有至少一层热辐射层。
6.根据权利要求5所述的一种大功率LED灯具封装外壳,其特征在于的厚度范围为O. 05Mm-3mm。
7.根据权利要求6所述的一种大功率LED灯具封装外壳，其特征在于所述热辐射层的厚度范围为O.
8.根据权利要求5所述的一种大功率LED灯具封装外壳,其特征在于所述封装外壳的外表面还设有太阳光反射层。:所述封装外壳 :所述封装外壳 :所述热辐射层
专利摘要本实用新型涉及LED(Light-EmittingDiode，发光二极管)，特别是涉及一种强化散热设计的大功率LED灯具封装外壳。本实用新型的一种大功率LED灯具封装外壳，包覆在LED灯具封装结构外层，其包括封装外壳、设置在该封装外壳内表面的热辐射吸收层，通过热辐射吸收层吸收红外光区域波段的光线。其中，所述封装外壳是铝或铝合金封装外壳。热辐射吸收层一般是通过涂覆或者真空镀在封装外壳的内表面上的。所述热辐射吸收层的厚度一般控制在0.05μm-3mm之间。本实用新型应用于大功率LED灯具的散热结构的改进。
文档编号F21Y101/02GK202884856SQ201220536750
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者李建国, 林明通 申请人:厦门乾球光电科技有限公司