[發明專利]液體封裝的大功率LED裝置以及LED裝置的封裝方法

無效

• 申請號: 201010605308.0
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102130111A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 鄭偉;馮丹華;鮑鋒輝
• 申請（專利權）人: 鄭偉
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/48;H01L33/64;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及照明光源領域，具體涉及液體封裝的大功率LED裝置以及一種LED裝置的封裝方法。

背景技術

大功率LED作為照明光源具有體積小、耗電少、發熱少、壽命長、響應速度快、安全電壓低、耐候性好、方向性好等優點。因此大功率LED被廣泛用于路燈、投光燈照明。

對于LED的封裝，尤其是大功率LED的封裝，給LED芯片快速有效地散熱是封裝技術要解決的核心問題。大功率LED芯片在工作時，結區會產生大量的熱量，如果結區的熱量不能及時得到擴散，就會導致LED發光效率降低、使用壽命減少。目前常規的LED封裝技術是將LED芯片貼在支架上包裹在像環氧樹脂一類的透明材料內，而一般的透明的樹脂、玻璃等材料都是阻熱材料，無法有效傳遞熱量；這就導致LED芯片產生的熱量只能通過襯底傳遞給支架然后擴散到外界，然而一般的襯底材料熱導率不高，因此LED芯片的襯底成為了熱通道的瓶頸。為了有效解決大功率LED芯片的散熱問題，就不得不采用倒裝結構封裝，激光剝離襯底等封裝技術，但是，成本相對較高。

近年來國內外相繼出現一些液體封裝LED的方法，都是希望通過液體的對流來對LED進行散熱，但是這些方法沒有把握住為LED芯片散熱的核心。其中一部分封裝方法的核心是用液體包裹LED燈珠，以達到對LED進行散熱的目的。但是，從理論上分析，用液體包裹LED燈珠只是二次散熱，無法從根本上解決LED芯片散熱的問題，前文我們分析過常規的LED燈珠、尤其是大功率LED燈珠其散熱的瓶頸在于LED芯片產生的熱量無法快速地從透明樹脂或襯底傳導出去；那么用液體去包裹LED燈珠，液體只能給LED燈珠的樹脂殼體散熱，根本無法給LED芯片進行散熱。現有技術中，也有人選擇用液體去封裝LED芯片而不是封裝LED燈珠，但是卻選擇用樹脂、塑料、玻璃等透明殼體封裝液體和LED芯片。如前文所述現有的透明材料基本都是阻熱材料，即使封裝液體通過對流有效地將LED芯片產生的熱量帶走，但是液體無法將熱快速地擴散到外界空氣中去，因為包裹液體的透明殼體是阻熱材料，它嚴重減緩了液體與外界的熱交換。因此這類封裝方法并不能真正有效解決LED的散熱問題。

發明內容

本發明的目的在于解決現有大功率LED封裝技術存在的散熱困難、顯色指數低等問題。

本發明提供的液體封裝的大功率LED裝置，包括金屬殼體，所述金屬殼體包括開口、內側面、外側面、內底面以及與所述內底面相對設置的外底面，所述腔體開口、內側面、內底面形成一腔體，所述開口面積大于所述內底面面積，所述內底面中央設置有底板，所述底板上設置有LED芯片陣列，所述開口處設置有透明擋板，透光絕緣液體通過所述透明擋板密封在所述腔體內。

優選的，所述LED芯片陣列由紅色、綠色、藍色、黃色LED芯片中的兩者或者兩者以上按照預定數量以及預定間距排列而成。

優選的，所述金屬殼體的外側面以及外底面上設置有散熱片或散熱柱結構。

本發明還提供了一種大功率LED裝置的封裝方法，包括以下步驟：提供一種底板，將LED芯片陣列固定在底板上；提供一種金屬殼體，將所述底板設置在金屬殼體上，其中，所述金屬殼體包括開口、內側面、外側面、內底面以及與所述內底面相對設置的外底面，所述腔體開口、內側面、內底面形成一腔體，所述開口面積大于所述內底面面積；在所述開口處設置透明擋板；將所述透光絕緣液體通過所述透明擋板密封在所述腔體內。

優選的，所述將LED芯片陣列固定在底板上包括，將紅色、綠色、藍色、黃色LED芯片中的兩者或者兩者以上按照預定數量以及預定間距排列在底板上。

優選的，所述將透光絕緣液體密封在所述腔體內之后，還包括，在所述金屬殼體上設置將液體與外界連通的管道。

為了克服現有液體封裝LED技術所存在的問題，本發明采用將LED芯片陣列置于高熱導率的底板上，再將底板安置于金屬殼體內，然后在芯片上方填充液體密封。該方案的優點在于，給LED芯片提供了雙散熱通道；一方面，芯片產生的熱量通過高熱導率的底板快速傳遞給金屬殼體，然后金屬殼體快速地將熱量傳遞到空氣中去；另一方面芯片所產生的熱量能直接通過液體的對流傳遞給金屬殼體，然后金屬殼體再快速地將熱量傳遞到空氣中去。

同時本發明中的LED陣列是由多種單色芯片組合而成，可以實現多色彩照明。若是組合成白光照明，相比現有熒光粉封裝的白光LED具有更高的顯色指數、更高的光效，而且色溫可調。

附圖說明

圖1是本發明實施例一中大功率LED裝置的截面圖；

圖2是本發明實施例一中大功率LED裝置的立體圖；

圖3是本發明實施例一中另一大功率LED裝置的立體圖；