一种插件LED插针脚嵌入式绝缘散热方法与装置与流程

本发明属于LED照明技术领域，具体涉及由插件LED灯珠组成的照明模块的绝缘散热方法与装置。

背景技术：

目前模组式LED灯具的基本发光组件—LED模组，普遍采用贴片式LED灯珠贴装于覆铜铝基板，通过导热硅脂作为热传导介质接触于金属散热器，将LED灯珠燃点时产生的热量传导至散热器，由散热器向外环境散热。而使用插件式LED灯珠在LED模组的制造上普遍较少，其问题在于插件式LED灯珠无法进行覆铜铝基板帖装，只能使用玻纤印刷电路板进行插装，插装后电路板底面带有针脚和包状焊锡点，针脚和焊锡点带有低压电且成回路，无法直接与金属类散热器直接接触。由于针脚和焊锡点呈凸起状末端为针尖状态，玻纤印刷电路板底面不是平整面，使用涂刷导热硅脂为导热介质的方法无法与针脚和焊锡点形成有效导热接触面积，导热效果差。

针对以上问题，现有使用堆叠导热硅脂并在针脚与焊锡点和金属散热器间增加一片薄云母板的方法来使用插件式LED灯珠制造LED模组，发表的文献主要包括《一种基于小功率椭圆形灯珠的LED路灯》实用新型专利公告号CN205424589U、发明专利公布号CN105156955A；《一种LED路灯》使用新型专利公告号CN203349111U。此种方法需要在玻纤印刷电路板底面先堆叠一定厚度的导热硅脂，把针脚和焊锡点凸起全部盖住，其厚度一般在2至2.5毫米；再于金属散热器传热面涂刷一层薄导热硅脂；将薄云母板贴于金属散热器传热面；再于云母板面涂刷一层薄导热硅脂；最后将堆叠导热硅脂的玻纤印刷电路板贴于云母板面固定住。

此种方法的不足在于设置了薄云母板用于针脚与焊锡点和金属散热器之间的绝缘，云母板随然绝缘但导热率低，仅为0.4W/mK，参考的文献主要包括在《绝缘材料》上发表的《云母带粘合剂导热系数的研究》；其物理状态为硬质薄板，填隙能力差，在注重散热的LED模组中设置此云母板，阻碍了导热系统的导热连贯性，增加了LED模组的热阻。导热硅脂呈乳状且具有流动性，在玻纤印刷电路板底面堆叠时也达不到理想的填隙效果，无法形成有效的导热接触面积，待硅油析出与挥发后，导热硅脂的实际作用会衰减严重。在玻纤印刷电路板贴于云母板面固定时，LED针脚易刺穿薄云母板造成LED灯珠针脚直接与金属散热器接触形成漏电，造成LED模组无法燃点使用。使用此方法制造LED模组其生产工艺复杂且难以进行标准化的质量控制。

以上述方法制备的LED模组应用于LED灯具存在以下通病：电路板底面针脚刺穿云母板与金属散热器接触易产生漏电现象导致灯具成品率低，使用不安全；LED模组系统热阻大，导热效果差，易造成LED灯珠过度光衰甚至由于导热不良造成LED灯珠失效；导热硅脂中的硅油会析出或受重力影响流出，造成导热硅脂硬化，填隙作用丧失，失去导热效果。

本发明针对以上问题与不足，而提出一种插件LED插针脚嵌入式绝缘散热方法与装置。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决，使用插件式LED灯珠在LED模组的制造与使用上产生的导热系统热阻大、导热效果衰减大、绝缘措施不良易漏电的问题，而提出的一种插件LED插针脚嵌入式绝缘散热方法与装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

如图2，插件LED灯珠（2）与印刷电路板（3）通过组装并焊锡后形成LED灯板组件（11）。形成组件后插件LED灯珠（2）的针脚状态如局部放大视图（9），其中包括焊锡点（7）与LED灯珠针脚（8）。

如图2、3，LED灯板组件（11）通电运行时所产生的热量集中在焊锡点（7）与LED灯珠针脚（8）并通过导热垫（5）由导热垫（5）将热量传导至散热器（6），由散热器（6）进行散热。

如图3、4，LED灯板组件（11）通电运行时LED灯珠针脚（8）带电，LED灯珠针脚（8）与散热器（6）不接触，起到绝缘作用。

如图2、3，LED灯珠针脚（8）刺破导热垫（5）并嵌入其中、焊锡点（7）压迫导热垫（5）使其形变并包裹住焊锡点（7）、形变后的导热垫（5）填充满LED灯板组件（11）各焊锡点（7）之间的空隙，使焊锡点（7）与导热垫（5）形成充分的热传导接触面积，起到热传导的作用。

如图3，绝缘垫片（4）的间隔使LED灯珠针脚（8）与散热器（6）之间形成距离，起到绝缘作用。

如图1、2，绝缘垫片（4）嵌在导热垫（5）中，隔着LED灯板组件（11），通过螺钉（1）与散热器（6）固定。

如图5，装配后形成LED灯珠针脚（8）刺破导热垫（5）并嵌入其中、焊锡点（7）压迫导热垫（5）使其形变并包裹住焊锡点（7）、形变后的导热垫（5）填充满LED灯板组件（11）各焊锡点（7）之间的空隙，使焊锡点（7）与导热垫（5）形成充分的热传导接触面积，起到热传导的作用。

如图3，绝缘垫片（4）的间隔使LED灯珠针脚（8）与散热器（6）之间形成距离，起到绝缘作用。

有益效果

本发明对比已有技术具有以下创新点：

使用了固态的导热垫作为导热介质，使LED模组的系统导热效率大幅提升；导热垫为软式，通过外力使针脚和焊锡点刺进并压迫导热垫形成嵌入式填隙，最大化的增加了热传导面积；使用绝缘垫片隔开玻纤印刷电路板底面带电针脚与金属散热器导热面，使它们不接触，从而保证了绝缘效果；生产工艺简单，一致性高，易于进行质量控制。

附图说明

图1为本发明方法与装置的示意图；

图2为本发明方法与装置的示意图；

图3为本发明方法的示意图；

图4为本发明方法的示意图；

图5为本发明装置的示意图；

其中：1—螺钉、2—插件LED灯珠、3—玻纤印刷电路板、4—绝缘垫片、5—导热垫、6—散热器、7—焊锡点、8—LED灯珠针脚、11—LED灯板组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明的具体思想是使用固态的导热垫，通过嵌入式绝缘散热方法，实现在保证绝缘效果的基础上提高LED模组导热系统的导热效率。

实施例

采用附图5所示的装置实现LED插针脚嵌入式绝缘散热。

针对LED插针脚嵌入式绝缘散热应用的装置，如附图2所示，包括M3x8盘头螺钉（1）、Φ5插件式LED灯珠（2）、预制螺钉固定孔的覆铜玻纤电路板（3）、内径3mm外径6mm厚度2mm尼龙垫片（4）、厚度2mm预制垫片通过孔的导热硅胶垫导热系数3.0W/mK（5）、预制M3内螺纹固定孔的铝合金散热器（6）。其中Φ5插件式LED灯珠（2）、覆铜玻纤电路板（3），先通过插件机与波峰焊机进行插件与焊接，包括插件、切脚、弯脚、焊接工艺，在切脚工艺中控制针脚末端距离电路板底面的高度不超过1.5mm，制成LED灯板组件（11）；揭开厚度2mm预制垫片通过孔的导热硅胶垫导热系数3.0W/mK（5）一侧的保护膜将内径3mm外径6mm厚度2mm尼龙垫片（4）嵌入其中；将导热硅胶垫（5）与尼龙垫片（4）组件平放在预制M3内螺纹固定孔的铝合金散热器（6）上；将LED灯板组件（11）平放在导热硅胶垫（5）上；使用M3x8盘头螺钉（1）锁入铝合金散热器（6）中的相应内螺纹固定孔内，装配示意图如附图1；插件LED灯珠的针脚与铝合金散热器的散热面间的距离靠尼龙垫片（4）与导热硅胶垫（5）的厚度控制。

此实施例通过一系列的措施实现了LED插针脚嵌入式绝缘散热，实现了插件LED插针脚嵌入式绝缘散热方法与装置，与其他方法相比，具有更高的LED模组导热系统热传导效率、更好的绝缘效果、更高的生产与质量控制效率。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。