發(fā)光二極管燈具及燈具內(nèi)的外殼的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本專利申請(qǐng)要求2011年7月22日提交的且當(dāng)前未決的日本專利申請(qǐng) 2011-174342的優(yōu)先權(quán)，并且據(jù)此將其以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本文描述了包括兩層外殼的發(fā)光二極管（LED)燈具，所述外殼具有被外金屬層完 全上覆或部分上覆的內(nèi)樹脂層，金屬層具有至少20W/m，K的熱導(dǎo)率和介于0. 5和0. 8之間 的熱發(fā)射率，并與金屬板接觸，其中LED芯片設(shè)置在金屬板上。
【背景技術(shù)】
[0004] 作為光源，發(fā)光二極管（LED)燈具提供高的光強(qiáng)度和比白熾燈泡更長(zhǎng)的使用壽 命。LED燈具通常包括LED模塊和用于所述模塊的外殼。LED模塊實(shí)質(zhì)上為一種半導(dǎo)體并 包括LED芯片（發(fā)光源）以及用于LED芯片的載體。LED芯片基本上為如下的燈泡，它們 不具有燈絲，而是具有內(nèi)置式電路驅(qū)動(dòng)器或電連接到外電路。當(dāng)電通過LED模塊時(shí)，就會(huì)發(fā) 射光。由于芯片（即光源）在一定程度上講是位于模塊內(nèi)的，因此如果光從芯片發(fā)射出來 并持續(xù)延長(zhǎng)時(shí)段，則來自芯片的熱（其可超過70°C)可積聚在模塊內(nèi)。因此，許多常規(guī)的 LED燈具也包括通常稱為L(zhǎng)ED控制驅(qū)動(dòng)器覆蓋件的結(jié)構(gòu)體，其具有熱偏差以有效地耗散來 自LED模塊的熱。
[0005] 通常，正是LED外殼起到耗散由LED模塊產(chǎn)生的熱以及提供對(duì)模塊及其電路的結(jié) 構(gòu)支撐的作用。雖然已公開了LED燈具的各種結(jié)構(gòu)配置，但仍然需要如下的LED燈具，其外 殼由于其組合物和部件配置的緣故而促進(jìn)熱耗散。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 此處所提供的解決方案為一種發(fā)光二極管（LED)燈具，所述燈具包括：
[0007]a?至少一個(gè)LED芯片；
[0008]b.金屬板，在該金屬板上設(shè)置所述LED芯片；
[0009] C.與所述LED芯片電接觸的LED模塊；和
[0010]d.與所述金屬板接觸的外殼，并且所述LED模塊設(shè)置在所述外殼中，
[0011] 所述外殼包括：
[0012] i)具有內(nèi)表面和外表面的樹脂層；和
[0013]ii)金屬層，所述金屬層以上覆形式設(shè)置在樹脂層的外表面的至少一部分上并與 所述金屬板接觸；
[0014]其中：
[0015] 所述樹脂層包含熱塑性樹脂組合物；并且
[0016] 所述金屬層包含鋁合金并具有至少20W/m，K至最高40W/m，K的熱導(dǎo)率和介于0. 5 至0.8之間的熱發(fā)射率。
【附圖說明】
[0017] 本實(shí)用新型將通過以下各圖得到更詳細(xì)的說明，其中：
[0018] 圖1示出了常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)LED燈具的剖面圖。
[0019] 圖2示出了本文所述的LED燈具的剖面圖，示出了本文所述的LED外殼。
[0020] 圖3A示出了包括LED外殼的LED燈具的剖面圖，所述外殼僅具有金屬層。
[0021] 圖3B示出了LED模擬試驗(yàn)裝置的剖面圖，所述裝置模擬了圖3A的LED燈具的熱 特性。
[0022] 圖4A示出了包括LED外殼的LED燈具的剖面圖，所述外殼僅具有聚合物樹脂層且 沒有被金屬上覆。
[0023] 圖4B示出了LED模擬試驗(yàn)裝置的剖面圖，所述裝置模擬了圖4A的LED燈具的熱 特性。
[0024] 圖5A示出了本文所述的包括兩部分的LED外殼的LED燈具的剖面圖，所述外殼具 有完全上覆于聚合物樹脂層的金屬層。
[0025] 圖5B示出了LED模擬試驗(yàn)裝置的剖面圖，所述裝置模擬了圖5A的LED燈具的熱 特性。
[0026] 圖6A示出了本文所述的包括兩部分的LED外殼的LED燈的剖面圖，所述外殼具有 長(zhǎng)度為25mm并且部分上覆于樹脂層的金屬層。
[0027] 圖6B示出了LED模擬試驗(yàn)裝置的剖面圖，所述裝置模擬列圖6A的LED燈的熱特 性。
[0028] 圖7A示出了本文所述的包括兩部分的LED外殼的LED燈的剖面圖，所述外殼具有 長(zhǎng)度為20mm且部分上覆于樹脂層的金屬層。
[0029] 圖7B示出了LED模擬試驗(yàn)裝置的剖面圖，所述裝置模擬了圖7A的LED燈具的熱 特性。
[0030] 圖8以平面圖示出了用作比較實(shí)施例2或3并且僅由樹脂層組成的矩形試驗(yàn)樣 本。
[0031] 圖9以平面圖示出了如實(shí)施例E1和E4中所用的矩形試驗(yàn)樣本，其具有完全被金 屬層上覆的樹脂層。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 定義
[0033] 以下定義旨在用來解釋說明書中所討論的以及權(quán)利要求書中所引用的術(shù)語的含 義。
[0034] 如本文所用，冠詞"一個(gè)"是指一個(gè)以及多于一個(gè)的，并且不必限制其所指名詞為 單數(shù)。
[0035] 如本文所用，術(shù)語"約"和"為或?yàn)榧s"是指所述量或數(shù)值可為指定值或與指定值 近似或接近的某個(gè)其它值。該術(shù)語旨在表達(dá)，相似的值引發(fā)權(quán)利要求中陳述的等同結(jié)果或 效應(yīng)。
[0036] 如本文所用，術(shù)語"包括 / 包含"（comprises,comprising)、"包括"（includes, including)、"具有"（has,having)或這些的任何其它變型均是指非排他性的包括。例如， 包括要素列表的過程、方法、制品或設(shè)備不僅限于所列要素，而是可包括未明確列出的或固 有的其它要素。此外，除非明確相反說明，"或"是指包含性的或，而不是指排他性的或。例 如，以下任何一種情況均滿足條件A或B:A為真實(shí)的（或存在的）且B為虛假的（或不存 在的），A為虛假的（或不存在的）且B為真實(shí)的（或存在的），以及A和B均為真實(shí)的（或 存在的）。
[0037]如本文所用，術(shù)語"包括 / 包含"（comprises,comprising)、"包括"（includes, including)、"具有"（has,having)、"基本上由組成"、和"由組成"或這些的任何其它變型 可指非排他性的包括或排他性的包括。
[0038] 當(dāng)這些術(shù)語是指包括要素列表的非排他性的包括、工藝、方法、制品或設(shè)備時(shí)，不 限于所列要素，而是可包括未明確列出的或可為固有的其它要素。此外，除非明確相反說 明，"或"是指包含性的或，而不是指排他性的或。例如，以下任何一種情況均滿足條件A或 B:A為真實(shí)的（或存在的）且B為虛假的（或不存在的）；A為虛假的（或不存在的）且B 為真實(shí)的（或存在的）；以及A和B均為真實(shí)的（或存在的）。
[0039] 當(dāng)這些術(shù)語是指更具排他性的包括時(shí)，這些術(shù)語將權(quán)利要求的范圍限制于如下材 料或步驟所引用的那些，所述材料或步驟極大地影響本實(shí)用新型所引用的新型要素。
[0040] 當(dāng)這些術(shù)語是指完全排他性的包括時(shí)，這些術(shù)語不包括權(quán)利要求中未明確引用的 任何要素、步驟或組件。
[0041] 如本文所用，術(shù)語"制品"是指未完成的或完成的物品（item)、物件（thing)、物體 (object)或未完成的或完成的物品、物件或物體的元件或部件。如本文所用，當(dāng)制品未完成 時(shí)，術(shù)語"制品"可指將被包括在完成的制品中和/或?qū)⒔?jīng)歷進(jìn)一步加工以便成為完成的制 品的任何物品、物件、物體、元件、裝置等。
[0042] 如本文所用，當(dāng)制品完成時(shí)，術(shù)語"制品"是指已經(jīng)歷過完整加工從而適用于特定 用途/目的的物品、物件、物體、元件、裝置等。
[0043] 制品可包括一個(gè)或多個(gè)元件或子組件，所述元件或子組件為部分被完成的并且有 待于進(jìn)一步加工或與其它元件/子組件組裝在一起而構(gòu)成成品。此外，如本文所用，術(shù)語： "制品"還可指制品的系統(tǒng)或構(gòu)型。
[0044] 如本文所用，術(shù)語"陽極氧化鋁涂層"、"防蝕鋁涂層"是指具有IUPAC名稱為 oxo(oxoalumanoxy)alumane，CAS注冊(cè)號(hào)為90669-62-8,并且化學(xué)式為A1203的陽極氧化物 涂層。
[0045] 如本文所用，術(shù)語"內(nèi)"是指當(dāng)樹脂層更靠近LED模塊時(shí)該外殼層的放置情況。
[0046] 如本文所用，術(shù)語"外"是指當(dāng)金屬層被定位成更遠(yuǎn)離LED模塊時(shí)該層的放置情 況。
[0047] 如本文所用，術(shù)語"上覆"、"被上覆"是指在本文所述的LED燈具外殼中金屬層相 關(guān)于樹脂層的取向，并且表示金屬層被放置在且鄰近樹脂層的離LED模塊最遠(yuǎn)的表面，因 此將金屬層定位成外殼的外層。
[0048] 如本文所用，術(shù)語"導(dǎo)熱"、"熱導(dǎo)率"用k來表示，并且是指材料能夠?qū)岬奶匦浴?跨越高熱導(dǎo)率材料中的熱傳遞以比跨越低熱導(dǎo)率材料中的熱傳遞更快的速率進(jìn)行。材料的 熱導(dǎo)率隨溫度而變。一般來講，材料隨著平均溫度的升高而變得更具導(dǎo)熱性。
[0049] 熱導(dǎo)率的倒數(shù)為熱阻率，被表示為r。熱導(dǎo)率按照W/m，K即瓦特/米開氏來測(cè)量。
[0050] 如本文所用，術(shù)語"熱發(fā)射"、"熱發(fā)射率"（通常用e或e表示）一般是指材料在 其表面處通過輻射發(fā)射能量的相對(duì)能力特性。其為在相同溫度下由特定材料輻射的能量與 由黑體輻射的能量的比率。真實(shí)的黑體將具有e= 1，而任何實(shí)際物體將具有￡〈1。發(fā)射 率為無量綱量。
[0051] -般來講，材料越暗且越黑，其發(fā)射率就越接近于1。材料的反光越強(qiáng)，其發(fā)射率就 越低。高度拋光的銀具有約〇. 02的發(fā)射率。
[0052] 如本文所用，術(shù)語"電絕緣"是指材料在阻抗電荷流動(dòng)方面的性能。此類材料被稱 為電介質(zhì)。電絕緣性能的典型指標(biāo)為體積電阻率，其被表示為P(rho)。"體積電阻率":也 被稱為"電阻率"是指對(duì)材料阻抗電流的強(qiáng)烈程度的量度。低電阻率表明如下材料，其容易 地允許電荷運(yùn)動(dòng)。電阻率在國際單位制中的單位為歐姆米（Qm)。
[0053] 如本文所用，術(shù)語"熱塑性聚合物"是指如下聚合物，其在加熱并冷凍至極似玻璃 態(tài)時(shí)（當(dāng)足夠地冷卻時(shí)）變成液體。由于該特性的緣故，熱塑性聚合物可被模塑。熱塑性 聚合物在其具體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度1；以上為彈性的且柔性的。在第二且更高的熔融溫度 Tm以下，大多數(shù)熱塑性塑料具有與非晶態(tài)區(qū)域交替的晶態(tài)區(qū)域，在非晶態(tài)區(qū)域中的鏈近似 無規(guī)地卷繞。非晶態(tài)區(qū)域提供彈性，并且結(jié)晶區(qū)域提供強(qiáng)度和剛度。
[0054] 如本文所用，術(shù)語"熱耗散"是指由電子器件和電路隨時(shí)間的推移而產(chǎn)生的熱損 失，這對(duì)于這些器件來講是必要的，以改善可靠性并防止過早損壞。
[0055] 如本文所用，術(shù)語"散熱片"是指如下組件或組合件，其將固體材料內(nèi)所產(chǎn)生的熱 轉(zhuǎn)移至流體介質(zhì)諸如空氣或液體。傅立葉熱傳導(dǎo)定律（被簡(jiǎn)化成x方向上的一維形式）表 明，當(dāng)物體中存在溫度梯度時(shí)，熱會(huì)從較高溫度區(qū)域傳遞至較低溫度區(qū)域，其速率正比于溫 度梯度與熱傳遞的橫截面積的乘積。
[0056] 如