[发明专利]发光二极管球泡灯及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明技术，特别涉及发光二极管球泡灯(bulb-type lamp)及其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED)光源具有其它光源所不具备的一系列优点，例如无污染、寿命长、能耗低、耐振动、控制方便和便于调光等。面对未来的巨大市场和潜在商机，业界在LED照明装置的商品化方面已经投入了大量的人力和物力。

目前在照明装置中用作光源的发光二极管(LED)是一种固态的半导体器件，它的基本结构一般包括带引线的支架、设置在支架上的半导体晶片以及将该晶片四周密封起来的封装材料(例如荧光硅胶或环氧树脂)。上述半导体晶片包含有P-N结构，当电流通过时，电子被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后以光子的形式发出能量，而光的波长则是由形成P-N结构的材料决定的。

LED在工作过程中，只有一部分电能被转换为热能，其余部分都转换成为热能，从而导致LED的温度升高，这是其性能劣化和失效的主要原因。可以说，散热问题已经成为当前半导体照明技术发展的技术瓶颈。为此，业界已经从芯片、电路板到系统的每一个层面，针对散热问题提出了各种优化设计，以获得最佳的散热效果。

就芯片层面而言，一般可以通过增加芯片尺寸和改变材料结构来提高散热能力。

在电路板层面，目前许多LED灯具中都采用铝基板作为印刷电路板，这种基板为多层结构，中间层使用具有较高导热系数的绝缘层材料，从而使LED芯片的热能透过下层的铝板快速扩散并传递出去。

对于系统层面，常用的散热策略是为LED灯具配置散热组件(例如鳍片、热管、均温板、回路式热管及压电风扇等)，从而借助其快速的散热能力将LED产生的热量迅速散发到周围环境中。例如题为“球形LED灯”的美国专利US8058782公开了一种LED灯，包括冷却结构、LED模组、透明罩和灯头，其中，冷却结构包括导热板和配置在导热板周边的冷却翅片，LED模组包括安装在导热板一个表面上的电路基板、设置在电路基板上的LED以及与电路基板电气连接的第一和第二引线，透明罩与导热板固定连接在一起并且罩住LED模组，灯头包括可使冷却翅片的端部插入其中的收缩件、电气连接体和空心管。该篇参考文献的内容以整体引用的方式包含在本说明书中。

但是需要指出的是，散热效果的改善往往是以制造成本的上升和灯具结构的复杂化为代价的，而这不利于LED照明装置的普及推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光二极管球泡灯，其具有制造工艺简单和散热效果优良等优点。

本发明的上述目的可通过下列技术方案实现：

一种发光二极管球泡灯，包括：

灯头；

灯罩；以及

发光二极管灯芯，包括：

至少一个发光二极管单元；

与所述发光二极管电气连接的驱动电源；以及

设置在由所述灯头和所述灯罩限定的空间内的散热管，其由常温红外辐射材料构成或者包含由常温红外辐射材料构成的部分，所述发光二极管单元设置在所述散热管的其中一个端部的外表面并且所述驱动电源设置在所述散热管的内部。

通过采用红外辐射材料制作散热管，可使发光二极管单元和驱动电源产生的热量主要以热辐射的方式散发到环境中去，这大大提高了散热效率。另一方面，由于散热管主要以热辐射的方式散热，因此其无需与环境直接接触而是可以安装在灯罩内，这种布局使得将LED灯设计为具有与普通白炽灯类似的结构成为可能，从而能够将简单、成熟的白炽灯制造工艺应用于LED灯。此外，散热管在用作散热器的同时，还起着承载电路的基板的作用，因而可以省去专门配备的印刷电路板的成本。

优选地，在上述发光二极管球泡灯中，所述常温红外辐射材料选自下列材料中的至少一种：氧化镁、氧化铝、氧化钙、氧化钛、氧化硅、氧化铬、氧化铁、氧化锰、氧化锆、氧化钡、堇青石、莫来石、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化钼、碳化钨、碳化锆、碳化钽、氮化硼、氮化铝、氮化硅、氮化锆、氮化钛、硅化钛、硅化钼、硅化钨、硼化钛、硼化锆和硼化铬。更为优选地，所述常温红外辐射材料选用碳化硅。

优选地，在上述发光二极管球泡灯中，进一步包含形成于所述其中一个端部的外表面和内表面上的布线层以提供所述发光二极管单元与所述驱动电源之间的电气连接。