[發明專利]一種高功率高亮度LED光源封裝結構及其封裝方法

無效

• 申請號: 201010591862.8
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102142508A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 劉興勝;李小寧;彭晨暉;鄭艷芳;王警衛
• 申請（專利權）人: 西安炬光科技有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/64;F21V23/02;F21V23/06;F21Y101/02
• 代理公司: 西安西交通盛知識產權代理有限責任公司 61217
• 代理人: 羅永娟

技術領域

本發明屬于LED光源技術領域，涉及LED光源封裝，尤其是一種高功率高亮度LED光源封裝結構及其封裝方法。

背景技術

投影顯示系統通常使用的光源為超高壓水銀燈(UHP)、金屬鹵化物燈、氙燈及鹵素燈。多年來人類一直在尋找和開發固體發光光源，隨著發光材料的開發和半導體制作工藝的改進，半導體照明用發光二極管效率不斷提高。目前，超高壓水銀燈是投影裝置的主流光源。發光二極管(簡稱LED)是一類直接將電能轉化為光能的半導體器件。LED具有工作電壓低、耗電量小、發光效率高、響應時間短、耐震動、穩定性高、體積小等一系列優點，廣泛應用于指示燈、LCD背光、LED顯示屏、裝飾以及固態照明等各個領域。近年來，隨著半導體發光材料的發展，LED在各種照明領域中越來越受到世人的矚目，目前人們正努力研究用LED作為新型投影光源。相比高壓水銀燈光源，LED具有以下優點：

(1)效率高，近年來，LED的發光效率每年約以20lm/W的速度提升，現已達到100lm/W以上，而且由于LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，所以其可見光的轉換效率遠高于其它光源。白熾燈是最常用的照明光源，其可見光效率僅為10％～20％。

(2)色純度高，UHP發出的光是全頻段波長連續的光，而LED發出的光是單波峰的光，波峰半高寬只有幾十納米，色彩遠比UHP更為鮮艷。

(3)能耗小，LED的功率一般在0.05～1W，通過集群方式可以滿足不同的需要，浪費很少，而UHP燈的耗能是LED的30倍左右。

(4)壽命長，LED壽命可以達到100000h，而UHP燈的壽命只有2000h左右。

(5)響應時間短，LED的響應時間為納秒級，在顯示上可采用LEDRGB三基色組合取代白光光源，通過時序電路驅動LED發光，投影系統中的色輪及其相關機械裝置可以被取消，投影機可實現小型化、輕量化。

(6)綠色環保，LED光譜集中在可見光波段，光譜幾乎沒有紫外線和紅外線，熱量、輻射很少，器件中不含有害物質。此外，LED還具有驅動容易、顏色再現范圍大等優點。

目前國際上商業化的LED光源，多采用將芯片直接粘接在PCB電路板上或者將芯片封裝在陶瓷上，然后再焊接或粘貼在PCB電路板上。以上兩種封裝形式都有以下缺點：

(1)散熱性差，以上兩種封裝形式都使用PCB線路板，從而使散熱效率低。

(2)結構復雜，需要多層結構，造成工藝復雜，增加成本。

(3)熱膨脹系數不匹配，直接焊接在PCB電路板上的方式，芯片同熱沉的熱沉與LED芯片熱膨脹系數不匹配，影響LED性能。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種高功率高亮度LED光源封裝結構及其封裝方法，本發明通過對LED光源封裝結構的優化設計，能夠解決現有技術中LED封裝結構散熱效率不高，穩定性差的問題，并且能夠改善LED芯片同熱沉熱膨脹系數不匹配的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案解決的：

這種高功率高亮度LED光源封裝結構，包括絕緣導熱線路板、電極連接端口、電極連接塊和LED芯片；所述絕緣導熱線路板上覆有金屬引線，所述金屬引線包括正極金屬引線和負極金屬引線；LED芯片的正極面焊接在絕緣導熱線路板的正極金屬引線上，LED芯片的負極通過連接線A與絕緣導熱線路板上的負極金屬引線相連；所述電極連接端口安裝在電極連接塊上，并與所述金屬引線連接。

上述絕緣導熱線路板上于靠近所述LED芯片的位置固定有用于監測LED芯片的熱敏電阻。

上述LED芯片是RGB單色或混色的三基色LED芯片或者白光芯片。

上述LED芯片的個數是一個或者多個；當LED芯片的個數為多個時，多個芯片采用串聯、并聯、串并聯結合或者分別獨立與所述金屬引線連接。

為了提高導熱效率，以上所述的絕緣導熱線路板可選擇陶瓷、金剛石或其他絕緣高導熱材料；金屬引線的材質為銅或金或其他導電性好的金屬材料。

在本發明的較佳實施例中，在所述絕緣導熱線路板上還設置有熱沉、散熱片或散熱風扇或其他制冷器。

在本發明的實施例中，可以在LED芯片與金屬引線之間設置用于保護LED芯片的二極管。

以上所述的連接線A為金屬材料。

本發明還提出一種LED光源封裝結構的封裝方法，具體包括以下步驟：

1)首先準備絕緣導熱線路板、電極連接端口、電極連接塊、熱敏電阻、LED芯片；