[實用新型]多芯片LED封裝散熱結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920205791.6
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN201629332U
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李峰
• 申請（專利權(quán)）人: 李峰;盧建新;姚元保;田海龍
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/00
• 代理公司: 東莞市中正知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 44231
• 代理人: 齊文劍

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實用新型涉及LED光源設(shè)備，尤其涉及一種運(yùn)用于大功率多芯片LED光源的散熱結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】

所謂的LED即為半導(dǎo)體發(fā)光二極管，是一種新型的能直接將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子元器件，半導(dǎo)體元器件通常對溫度都十分敏感，對于大功率LED來說，驅(qū)動電流一般在幾百毫安以上，P-N結(jié)的升溫非常明顯，在一般的LED光源設(shè)備中，都是需要將若干顆大功率的LED芯片密集矩陣排列在一起使用，這樣一來熱量累積，散熱不迅速就成為一個很嚴(yán)重的問題。對于大功率的LED來說，長時間發(fā)熱或者過高的溫度都會嚴(yán)重影響元器件的效率、穩(wěn)定性和使用壽命。圍繞解決LED芯片散熱問題，不斷研發(fā)各種技術(shù)手段和散熱方式，主要有尋找新型熱沉材料、改進(jìn)散熱基板結(jié)構(gòu)、安裝強(qiáng)制散熱裝置等等。

從芯片本身結(jié)構(gòu)上來說，芯片結(jié)構(gòu)包括一個襯底、外延片和PN結(jié)的兩個電極，常用的襯底有藍(lán)寶石、碳化硅和硅，而PN結(jié)的兩個電極是就在襯底外延片之上加工出來的，LED發(fā)光就是在兩極之間量子流動，由電能轉(zhuǎn)化為光能，所以究其根源LED的發(fā)熱點在于最頂端PN結(jié)之處，然后再通過襯底然后在通過熱沉導(dǎo)熱、散熱。襯底的熱傳導(dǎo)系數(shù)很小，本身就不是熱能的優(yōu)良導(dǎo)體，所以散熱問題才會一直成為大功率LED進(jìn)一步發(fā)展的掣肘所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

本實用新型針對現(xiàn)在所有的散熱方式都是要先全部地通過一個傳導(dǎo)系數(shù)很小襯底，然后才到散熱環(huán)節(jié)而引致的散熱局限性，提出了一種改進(jìn)熱沉結(jié)構(gòu)，縮減熱量傳導(dǎo)環(huán)節(jié)，能快速傳遞疏導(dǎo)熱量的多芯片LED封裝散熱結(jié)構(gòu)。

本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案是：所述多芯片LED封裝散熱結(jié)構(gòu)，包括大型熱沉板、LED芯片、PCB板、絕緣層，所述PCB板固定于熱沉板之上，在PCB板和熱沉板之間還設(shè)有一層絕緣層，所述LED芯片集中封裝于熱沉板之上，其特征在于，在所述熱沉板上有若干封裝位置，在每個封裝位置都設(shè)置有一個凹槽；所述LED芯片的負(fù)極焊接到熱沉板，LED芯片的陽極線焊接到PCB板上；整個LDE芯片被封膠于凹槽內(nèi)，LED芯片的上表面和熱沉板平面平行。

在熱沉板上每個凹槽的一邊打孔，在孔里面鑲嵌一根銅柱，銅柱的直徑范圍是0.3-0.8mm，所述LED芯片的負(fù)極焊接到所述銅柱上；

在熱沉板最外層覆蓋了一層保護(hù)層，用于保護(hù)電子線路，防止氧化和脫落；所述LED芯片底部通過固定用膠固定于熱沉板的凹槽內(nèi)；

所述固金凹槽呈現(xiàn)立方體形、圓柱體形、橢圓體形或者是由拋物線旋轉(zhuǎn)所形成下陷的形狀；

所述大型熱沉板根據(jù)需要設(shè)置若干個封裝位置，呈矩陣排布、圓形排布；

所述大型熱沉板采用散熱性能良好的鋁、銅金屬材料制作；

所述封膠可以采用UV膠、硅膠。

本實用新型的有益效果是：LED芯片嵌入到熱沉表平面以下，熱傳導(dǎo)路徑大大縮短，對于芯片上表面的熱量不再是只能通過襯底的底面?zhèn)鲗?dǎo)到熱沉，而是讓襯底的其余5個面都有熱傳導(dǎo)途徑，LED芯片整體被封膠包裹也能更加有利于熱量均勻傳導(dǎo)和散發(fā)。另外負(fù)極直接連接到鑲嵌到熱沉板內(nèi)部的銅柱上，加大了從LED芯片上散熱的效率。

【附圖說明】

圖1是本實用新型一實施例單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型一實施例整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、熱沉板；2、LED芯片；3、PCB板；4、凹槽；5、負(fù)極；6、陽極線；7、固定用膠；8、封膠；9、銅柱；10、保護(hù)層；11、絕緣層。

【具體實施方式】

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見說明書附圖，可見本實用新型所涉及的多芯片LED封裝散熱結(jié)構(gòu)，包括大型熱沉板1、LED芯片2、PCB板3、絕緣層11，所述PCB板3固定于熱沉板1之上，在PCB板3和熱沉板1之間還設(shè)有一層絕緣層11，在實際生產(chǎn)中，通常是根據(jù)實際需要將若干顆LED芯片2集中排布封裝于熱沉板1之上，集成多芯片封裝于一體的LED照明設(shè)備。

在所述熱沉板1上有若干封裝位置，在每個封裝位置都設(shè)置有一個凹槽4；所述LED芯片2上有負(fù)極5和陽極線6，負(fù)極5焊接到熱沉板1，而LED芯片2的陽極線6焊接到PCB板3上；實際上更加優(yōu)選的方式是在熱沉板1上每個凹槽4一邊打孔，鑲嵌一根銅柱9，銅柱9的直徑在0.3-0.8mm，所述LED芯片2的負(fù)極5焊接到所述銅柱9上；從圖中可以看到整個LED芯片2被封膠于凹槽4內(nèi)，LED芯片2的上表面和熱沉板平面平行，但是根據(jù)不同情形，將上表面做得比熱沉平面低一點或者是高一點都是在本專利保護(hù)范圍內(nèi)。