[實用新型]大功率LED封裝結構

無效

• 申請號: 200820163123.7
• 申請日: 2008-08-18
• 公開（公告）號: CN201242104Y
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 蘇光耀;譚光明
• 申請（專利權）人: 浙江名芯半導體科技有限公司
• 主分類號: F21V19/00
• 分類號: F21V19/00;F21V29/00;H01L23/36;F21Y101/02
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 應圣義

【技術領域】

本實用新型涉及一種大功率LED封裝結構，尤其涉及封裝結構的散熱問題。

【背景技術】

目前，新型發光材料LED顯現出良好的發展前景，特別是大功率LED，不但研究力度加大、工藝技術和材料迅猛發展，而且應用領域也在不斷拓寬，產品已涉及景觀照明、礦燈、路燈和應急燈等領域。

目前，大功率LED光源有兩種制造方法。一種是使用小功率LED陣列方式作為發光體，但是小功率LED光衰大、電路設計復雜、安裝成本高，且存在配光控制難的問題。另一種則用大功率LED芯片集成封裝在一個金屬基座內，在基座上配置光學杯，此封裝結構光效高，發光角度易于控制，但是，存在的問題是：散熱難題一直未能解決。由于大功率LED屬于半導體器件，在半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。通常的大功率LED封裝結構的光電轉換效率大概在15％-20％之間，約80％左右的電能則轉化為熱能散發出來。大功率LED本身功率就在一瓦以上，如不及時進行熱量散發，工作時間過長將導致LED芯片的結溫過高，使衰減速度加快，使用壽命縮短；另外，升溫后，還會影響到LED的驅動效率、損害磁性元件及輸出電容器等元件的壽命，從而導致LED驅動器可靠性降低。

目前，大功率LED封裝行業中，通常采用高導熱銀膠作為LED芯片和金屬基座之間的粘合傳導材料，LED芯片以多串并方式用金線將其連接，再填充熒光粉膠脂在聚膠杯或反光杯內；采用此封裝結構的基本原理是：LED芯片在工作時所產生的熱量通過導熱銀膠傳遞到大功率LED的基座上，熱量經基座再傳給與之相連接的散熱器，最后，散熱器將熱量擴散至外界。

由上可見，大功率LED的金屬基座或陶瓷基座的定型成了大功率LED二次散熱的關鍵，以及粘接LED芯片的傳導材料變得非常重要?，F有大功率LED基座的底部通常采用平面設計封裝結構，二次散熱只能用導熱硅脂(或導熱硅膠墊)與外圍的散熱器連接，作為散熱的傳導介質，導熱硅脂(或導熱硅膠墊)的導熱系數為5w/mk，導熱銀膠為5w/mk～20w/mk，實踐證明，現有封裝結構難以滿足LED芯片的散熱要求。導熱銀膠(導熱銀膠在固化后的基本結構為：環氧樹脂骨架+純銀微粒子)作為大功率LED芯片與LED金屬基座之間的傳導粘合材料時，一般導熱系數在5w/mk～20w/mk之間，其導熱系數較低，等于在大功率LED芯片和LED金屬基座之間加了一道熱阻，使LED芯片的熱量無法迅速導出，在長時間工作情況下對LED芯片散熱與物理特性極為不利，最終會導致LED芯片P/N結溫過高而使熒光粉失效的惡性過程。

【發明內容】

為克服現有技術存在的上述問題，本實用新型旨在提供一種具有新型結構的大功率LED封裝結構，利用該封裝結構后，大功率LED的基座與散熱器連接具有接觸面積大、空阻小，有利于提高熱傳導效率。

為實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：這種大功率LED封裝結構，包括LED芯片、大功率LED的金屬基座，其特征是：金屬基座的底平面上具有一條以上的內凹通槽。

如上所述的封裝結構，其特征是：所述內凹通槽為二條以上，并且呈水平向平行排列。

如上所述的封裝結構，其特征是：所述內凹通槽的截面呈半圓型。

如上所述的封裝結構，其特征是：每條內凹通槽的壁上設有無鉛錫焊劑層。

如上所述的封裝結構，其特征是：LED芯片與金屬基座上平面之間設有錫銀銅合金介質層。

有益效果：與現有技術相比，本實用新型將大功率LED金屬基座的底平面設計成具有多條內凹通槽的結構，使金屬基座具有了接納熱管的功能。當連接散熱器的熱管匯至金屬基座底部時，每根熱管管壁都能緊貼在內凹通槽的壁上，并采用無鉛錫焊劑層將其焊接成一體。本實用新型采用熱管式快速散熱結構后，利用氣液變化過程中的吸放熱原理，通過蒸發與冷凝傳遞熱量，很好地解決了現有大功率LED基座與散熱器之間的連接問題，再通過用無鉛錫焊料將其焊接成一體的技術手段，實踐證明，這種封裝結構的導熱效果與物理特性遠遠優于現有結構和采用導熱硅脂(或導熱硅膠墊)幾十倍，實現了高效散熱目的。

【附圖說明】

圖1為本實用新型一個實施例的側面結構示意圖。

圖中：金屬基座1，光學杯2，PCB構件3，LED芯片4，錫銀銅合金介質層5，金絲導線6，PCB構件導電片7，PCB構件引線焊盤8，熒光粉膠脂9，內凹通槽10。

【具體實施方式】