[發(fā)明專利]大功率LED散熱基座封裝結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110323349.5
• 申請日: 2011-10-22
• 公開（公告）號: CN102361060A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉小平;范廣涵;鄭樹文;張濤;姚光銳;張瀚翔
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64
• 代理公司: 廣東世紀(jì)專利事務(wù)所 44216
• 代理人: 劉潤愚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大功率LED照明技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率LED散熱基座封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

LED是一類可直接將電能轉(zhuǎn)化為可見光和輻射能的發(fā)光器件，具有工作電壓低、耗電量小、發(fā)光效率高、發(fā)光響應(yīng)時間極短、光色純、結(jié)構(gòu)牢固、抗沖擊、耐振動、性能穩(wěn)定可靠、重量輕、體積小、成本低等諸多優(yōu)點，已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用于照明和裝飾燈具等領(lǐng)域中。

LED芯片的結(jié)溫變化影響其出光效率、光衰、顏色、波長以及正向電壓等光電色度和電氣參數(shù)等，影響器件的壽命和可靠性。在努力增加其內(nèi)外出光效率的同時增大其輸入電流無疑是最有效的提高亮度的方法，但伴隨著電流的增加會產(chǎn)生大量的熱能，LED芯片節(jié)溫升高其發(fā)光效率隨之下降，為解決亮度增加和節(jié)溫升高的矛盾，實現(xiàn)LED的高亮度、高穩(wěn)定性，大功率LED散熱問題的解決成為當(dāng)務(wù)之急。

現(xiàn)有的大功率LED封裝結(jié)構(gòu)中，LED芯片一般都被固定于一金屬基座上，芯片產(chǎn)生的熱量先被傳遞至基座上。金屬材料的導(dǎo)熱性好，但是散熱性能不佳、如一般用以制作金屬基座的鋁，熱輻射率為0.05，通過熱輻射散發(fā)的熱量很少，只能采用對流方式散發(fā)大部分熱量。為此，一般需要在金屬基座上連接熱沉（散熱器）以達(dá)到散熱目的，有時需要加設(shè)風(fēng)扇等強制對流裝置加快空氣對流。在應(yīng)用產(chǎn)品整體熱阻中，熱沉與外部環(huán)境之間的熱阻是非常重要的組成部分，直接影響了LED芯片節(jié)溫的變化。

專利號為ZL201020165179.3的中國專利公開了“一種LED封裝結(jié)構(gòu)”，該封裝結(jié)構(gòu)提出了將陶瓷、銅高導(dǎo)熱材料作為LED芯片與基板貼合區(qū)處的替代材料來加速散熱，并提出了相關(guān)的結(jié)構(gòu)，但其設(shè)計的結(jié)構(gòu)并不明晰，所用的散熱材料熱導(dǎo)率并不高，LED封裝結(jié)構(gòu)所要考慮的因素也并未考慮完全，因此未能達(dá)到良好散熱的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種能快速有效地將LED芯片產(chǎn)生的熱量從工作區(qū)導(dǎo)出并散發(fā)，使LED芯片的穩(wěn)定性和可靠性得到增強，可在大電流下連續(xù)工作的大功率LED散熱基座封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明所述的大功率LED散熱基座封裝結(jié)構(gòu)，包括基座、大功率LED芯片和封裝組件，其特點是所述基座上設(shè)置有穿孔，所述穿孔中設(shè)置有高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊，所述大功率LED芯片貼合在高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊上。

其中，上述高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊由具有高導(dǎo)熱散熱性能的CVD金剛石膜或類金剛石膜或石墨膜或其它非金屬膜制成。

上述高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊的厚度為0.1mm～1mm。

上述高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊的導(dǎo)熱率為400?W/m·K～2000?W/m·K。

為了進(jìn)一步地使本發(fā)明所述的高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊具有更好的傳熱及散熱性能，上述高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊的一側(cè)面為拋光面，另一側(cè)面為未經(jīng)拋光處理的生長面，上述大功率LED芯片貼合在拋光面上。

為了使本發(fā)明所述的高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊定位方便，上述穿孔為呈階梯型的槽孔。

本發(fā)明由于采用將設(shè)置在基座的穿孔中的高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊作為大功率LED芯片的散熱基座，并將大功率LED芯片直接裝貼在該高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊上，從而使大功率LED芯片的散熱路徑極短，熱阻減少明顯，因此通過該高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊就能夠快速有效地將大功率LED芯片產(chǎn)生的熱量從工作區(qū)導(dǎo)出并散發(fā)，散熱效果好，從而既能夠有效地降低節(jié)溫，使大功率LED芯片的穩(wěn)定性和可靠性得到極大的增強，又能夠使大功率LED芯片在大電流下連續(xù)長時間地工作，使用壽命長，并且基座的結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特，其上的穿孔有利于高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊將大功率LED芯片產(chǎn)生的熱量快速地散發(fā)到空氣中，而且基座所用材料范圍廣泛。同時，由于高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊與大功率LED芯片相貼合的面為拋光面，這樣有利于大功率LED芯片與其緊密結(jié)合而實現(xiàn)熱量的快速傳遞；又由于高導(dǎo)熱率絕緣散熱材料塊與外部空氣接觸的面為未經(jīng)拋光處理的生長面，因此表面積大，有利于增大散熱面積而實現(xiàn)熱量的快速散發(fā)。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、制造方便、外觀造型靈活多變等優(yōu)點。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方案1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明方案2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式