[发明专利]一种LED车灯导热封装结构、LED车灯及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于车辆照明装置技术领域，涉及一种LED车灯导热封装结构、LED车灯及制造方法。

背景技术

传统的汽车前大灯是卤素灯和氙气灯，新兴的LED汽车大灯以其高效、节能、长寿命的优势正以迅猛的速度开始普及。LED车大灯分两种，一种是原车本身就专门设计的全套包括光学系统的LED车大灯，一种是用LED替换原装的卤素灯和氙气灯。目前市场上的LED车大灯基本上是指后者，在不能改动原有光学和电学系统的情况下直接用LED替换卤素灯和氙气灯，价格便宜更换方便。

LED照明一个永恒的难题就是热，所有的LED灯无一不要考虑导热散热问题，因为LED的亮度、颜色与寿命直接与温度相关，特别是在大功率高密度照明上，而汽车LED前大灯是其中最为典型的代表：

(1)传统卤素灯的发光源是一根灯丝，LED替代卤素灯要利用原有的灯罩与光学系统，就决定了LED的发光面积、形状和位置必须与卤素灯的灯丝相仿；

(2)在如此小的面积上要达到和超过卤素灯的亮度，就决定了车灯LED必须是高功率高密度，尽可能少的芯片和尽可能大的电流；

(3)LED必须通过一个小孔深入到密闭灯罩的内部，内部空间摆不下也塞不进散热器，而且密闭的灯罩内也无法散热，必须把LED芯片产生的热量传导出来在灯罩外散热，这是车灯LED一个最为与众不同的特点，使本来就在密不透风灯罩内的高功率高密度LED的散热难题更难上加难，所以目前所有汽车LED前大灯存在的共同的最大问题就是过热。

为此，汽车LED前大灯普遍采用热管导热把LED产生的热量导出灯壳外，靠自然散热或风扇散热方式把热散掉。热管是一种内部具有毛细管结构的铜管，利用液体相变吸热放热原理导热，其导热效率远远高于金银铜铝等金属材料。一个典型的汽车LED前大灯的封装结构如图1所示。从图1可以看到：从LED芯片7到热管1中间隔了很多层材料，除了导热性能好的金属铜4和氮化铝基板8外，还有导热性能极差的绝缘层9和导热膏2。LED芯片7上涂覆有荧光粉6，LED芯片通过焊锡5焊接在氮化铝基板8上，氮化铝基板8的两面都敷有铜4，氮化铝基板8通过焊锡5焊接在铜基板10上，在氮化铝基板8与铜基板10之间设置导电层，利用铜4导电，并利用绝缘层9避免铜基板10带电，导线与铜4(位于绝缘层9与焊锡5之间)连接，铜基板10通过导热膏与热管1连接，LED芯片产生的热量导到热管后，沿箭头方向散热。

所以目前汽车LED前大灯的主要问题就是从LED芯片到热管的热阻太大，为此，有很多专利提出了改进方案，具有代表性的有如下一些专利：发明专利申请CN102095151A、CN106594627A、CN105737115A，实用新型专利CN204285394U、CN203010557U、CN205877976U、CN205480664U、CN205535477U、CN206469177U。

公开号为CN105737115A的发明专利申请公开了一种LED前大灯导热结构，包括：一个以上的LED基板、铜导热管、铝合金散热片；其中，LED基板上设置LED芯片，LED芯片为5×1或4×1阵列；LED基板通过导热粘合剂粘贴于铜导热管的一端；铝合金散热片呈圆环状，套于铜导热管的另一端，二者采用导热粘合剂固定连接；铜导热管设有车灯安装位。

公开号为CN106594627A的发明专利申请公开了一种LED车灯，LED光源包括焊接在光源安装面上的导热基板和设置在导热基板上的多个例如LED灯珠或LED芯片的LED发光元件。

公告号为CN206469177U的实用新型专利公开了一种LED车灯，包括LED灯芯、遮光片、灯具总成装配件和散热风扇。LED灯芯包括两个焊接有若干个LED的条形电路板，且LED位于条形电路板的外侧。两个条形电路板之间设有散热板，散热板的后端连接散热管。每片电路板的下侧设有铜基板层，铜基板层分别与散热板前端的上下表面直接接触。

公告号为CN205535477U的实用新型专利公开了一种LED车灯，LED车灯包括散热壳体、电源引线、卡环以及光电组件；光电组件位于散热壳体内，光电组件与电源引线的位于散热壳体内的第一端子电连接，实现光电组件的发光照明；卡环卡装于散热壳体外，便于LED车灯与车体之间的连接。散热壳体包括第一散热壳和第二散热壳，光电组件包括LED芯片、基板以及热管，LED芯片贴合在基板上，基板与热管粘接且基板与电源引线的第一端子电连接，LED芯片位于散热壳体上部的通光孔内侧，基板接收供电后使LED芯片发光同时基板产生热量，热量传递至热管上。