[發(fā)明專利]一種LED模組基板

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310467056.3
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103515369A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 王向展;黃建國;鄒淅;于奇;歐文;張衡明
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/48;H01L33/54;H01L33/64;H01L33/60
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 李明光

技術領域

本發(fā)明涉及LED模組散熱和照明技術領域，特別涉及一種LED模組基板。

背景技術

LED是一種新型半導體發(fā)光光源，LED具有使用壽命長、耗電量少、響應時間快等獨特優(yōu)點。隨著LED制造技術的不斷成熟，LED的應用已經(jīng)由原來的顯示領域逐步進入到照明領域，在照明領域的應用也越來越廣泛。

雖然LED具有眾多優(yōu)點，但LED照明的推廣和使用中，仍然存在很多障礙，尤其是LED散熱和出光效率問題。隨著對LED亮度要求的不斷提高，驅(qū)動LED就需要更多的電能。然而，LED的發(fā)光效率依然很低，光的轉(zhuǎn)換效率只有20%～30%，其中大部分電能轉(zhuǎn)換為熱能，從而導致LED芯片的溫度升高，降低LED的使用壽命和可靠性。對于大功率LED模組而言，散熱問題尤為突出。為了提高大功率LED模組的散熱效果，模組的基板一般選用熱導率較高的材料（如鋁，銅，金剛石等），但是這些材料價格較貴，并且重量較大，在大規(guī)模生產(chǎn)的時候，存在裝配困難和成本升高的問題。并且由于LED芯片的發(fā)光角度較大，容易在覆蓋于芯片上的封裝硅膠里發(fā)生全反射，導致聚光效果差、出光效率下降。考慮以上兩個方面，因此有必要改進基板的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有LED模組發(fā)光效率低、基板材料價格高、重量大等問題提供了一種新LED模組基板，該基板在LED芯片間空白處中心位置開設凹形槽，節(jié)省了基板使用材料、減輕基板重量，同時基板上的凹形槽形成反光杯，增強LED模組聚光效果、提高出光效率。

一種LED模組基板，包括基板及設置在基板上的LED芯片，其特征在于，在基板上設置的LED芯片間空白處的中心位置開設有凹形槽。

優(yōu)選的，凹形槽為底面小于開口的杯狀結(jié)構(gòu)，呈倒圓錐形或倒方錐形，橫切面相應為圓形或正方形。當所述LED芯片呈橫縱成直線的矩形排列形式時，凹形槽開設于相鄰每4顆LED芯片所圍成四邊形的外接圓的圓心位置；當所述LED芯片呈隔行或隔列錯開排列的矩形形式時，所述凹形槽開設于相鄰每3顆LED芯片所圍成三角形的外接圓的圓心位置；當所述LED芯片呈圓排列的形式時，所述凹形槽開設于距離內(nèi)外兩圈LED的距離相等的圓與內(nèi)圈相鄰的兩個LED芯片間直線距離的中垂線的交點位置。

優(yōu)選的，凹形槽深度為基板的厚度的1/2；內(nèi)壁傾斜角度為120°～130°；當所述LED芯片呈橫縱成直線的矩形排列形式或隔行或隔列錯開排列的矩形形式時，所述凹形槽開口相應為圓形或正方形，其直徑或邊長為相鄰兩行/列LED芯片直線間距的3/4；當所述LED芯片呈圓排列的形式時，所述凹形槽開口相應為圓形或正方形，其直徑或邊長為相鄰兩圈LED圓周半徑之差減去一個LED芯片長度后取其3/4。

優(yōu)選的，所述凹形槽底面和側(cè)壁進行拋光或鍍銀處理。

本發(fā)明提供一種LED模組基板，該基板在LED芯片間空白處中心位置開設凹形槽，有效節(jié)省了基板使用材料，降低了生產(chǎn)成本；減輕基板重量，也降低了LED模組裝配過程中的難度；同時基板上的凹形槽呈下表面小于上表面的杯狀結(jié)構(gòu)（凹形槽為倒圓錐形或倒方錐形，相應的即為凹形槽底面的半徑或邊長小于開口的半徑或邊長），形成反光杯，能夠增強LED模組聚光效果、提高出光效率。并且，由于LED芯片所產(chǎn)生的熱量在其周圍基板上的分布隨橫向距離的增加而逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定；根據(jù)熱阻的計算方法可知距離芯片橫向距離大的地方，其熱阻較大，對基板的散熱貢獻較??；因此對于LED模組結(jié)構(gòu)而言，在基板上LED芯片間空白處中心位置開設凹形槽對基板的散熱性能影響極小，通過仿真實驗比較表明整個模組中LED芯片最高溫度、平均溫度變化范圍不超過1℃。

附圖說明

圖1、3、4為本發(fā)明LED模組基板針對基板上LED芯片的不同排列形式設置凹形槽的示意圖。

圖2為圖1所示LED模組基板A-A’線的剖面示意圖。

圖5為圖1所示LED模組基板上一個凹形槽結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖6為圖1所示LED模組基板上一個凹形槽結(jié)構(gòu)沿B-B’線的剖面示意圖圖。

圖7為本發(fā)明應用于大功率LED模組的結(jié)構(gòu)剖視圖；其中，1為封裝硅膠，2為LED芯片，3為銀膠，4為凹形槽，5為銅基板，6為粘接劑，7為散熱器。

具體實施方式