[實用新型]具有良好散熱和高顯色指數功率型LED結構

有效

• 申請號: 201320014697.9
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN203134855U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 熊建勇;范廣涵;張濤;鄭樹文;張瀚翔;張力;趙芳;宋晶晶;丁彬彬
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/64;H01L33/60;H01L33/50
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所 44216
• 代理人: 劉潤愚

技術領域

本實用新型涉及大功率LED照明技術領域，具體是涉及一種具有良好散熱和高顯色指數功率型LED結構。?

背景技術

LED是一類可直接將電能轉化為可見光和輻射能的發光器件，具有工作電壓低、耗電量小、發光效率高、發光響應時間極短、光色純、結構牢固、抗沖擊、耐振動、性能穩定可靠、重量輕、體積小、成本低等諸多優點，已經越來越廣泛的應用于照明和裝飾燈具等領域中。?

目前普遍采用的大功率白光LED主要是在藍光LED芯片上涂敷熒光粉的封裝方法實現，但在這種封裝過程中熒光粉的涂敷厚度和形狀難以控制，造成LED器件色溫不均勻，甚至單顆LED的角向色溫差異可大到800K，而人眼能分辨的色溫差異為50-100K。此外，現有的LED產品普遍采用LED光源直接照向目標位置，但因LED直射光線不均勻，強烈刺激人眼，嚴重影響LED燈具的照明效果，容易導致眼睛疲勞甚至視力下降，這就是目前面臨的眩光問題?

同樣，LED照明燈具中顯色指數和色溫的關系非常密切，太陽光和白熾燈輻射出聯系光譜，屬于可見光波長范圍內，物體在光的照射下，先輸出真是的顏色，顯色指數就是為了對光源的顯色性驚醒定量評價，它是以標準光源為準，基本值定在100，單位是RA。光源在照明燈具對于顯色指數的影響和要求大，由于白光LED技術顯色性技術不成熟，這樣也是為什么LED作為照明光源，雖然優勢明顯但是無法得到推廣的主要原因。在加上紅綠光成分的缺少，先天性就對顯色指數缺乏，限制LED無法成為更高級的照明光源。

除了上述色溫和顯色指數影響外，LED芯片的結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等，影響器件的壽命和可靠性。在努力增加其內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生大量的熱能，LED芯片節溫升高其發光效率隨之下降，為解決亮度增加和節溫升高的矛盾，實現LED的高亮度、高穩定性，大功率LED散熱問題的解決成為當務之急。現有的大功率LED封裝結構中，LED芯片一般都被固定于一金屬基座上，芯片產生的熱量先被傳遞至基座上。金屬材料的導熱性好，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，通過熱輻射散發的熱量很少，只能采用對流方式散發大部分熱量。為此，一般需要在金屬基座上連接熱沉（散熱器）以達到散熱目的，有時需要加設風扇等強制對流裝置加快空氣對流。在應用產品整體熱阻中，熱沉與外部環境之間的熱阻是非常重要的組成部分，直接影響了LED芯片節溫的變化。?

專利號為ZL201020165179.3的中國專利公開了“一種LED封裝結構”，該封裝結構采用的基板為BT板，而BT板也稱BT樹脂基覆銅板，即在樹脂上覆蓋一層銅作為電路，樹脂用于散熱，覆蓋銅作為電路，其導熱率大約為16.5W/mK，導熱及散熱效果較差；該封裝結構采用的高導熱材料為銅或陶瓷等導熱材料，但是銅的導熱率大約為397W/mK，陶瓷的導熱率大約為319W/mK，因此其導熱及散熱效果同樣較差；該封裝結構采用的LED芯片固定和保護材料為高溫膠，該高溫膠可以同時作為LED芯片的散熱材料，但是該高溫膠無法調整出光角度，提高出光效率；該封裝結構采用在通孔中嵌入一塊高導熱材料，本來BT板就很薄，導致高導熱材料與BT板的接觸面積相當小，LED芯片傳到高導熱材料的熱量很難再傳到BT板上高效散出，加上通孔與高導熱材料的形狀很難完全吻合，這樣就進一步地降低了熱量的傳導，所以高導熱材料的熱量只能傳到與其接觸面積最大的空氣中，從而導致基板所起到的散熱效果很小，這樣便極大地降低了熱量的散發速度。?

發明內容

本實用新型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大功率LED芯片產生的熱量從工作區導出并散發并提高出射光的顯色指數和色溫的均勻性，使大功率LED芯片的穩定性和可靠性得到極大增強，可在大電流下連續工作的具有良好散熱和高顯色指數功率型LED結構。?

本實用新型的技術方案是這樣實現的：?

本實用新型所述的具有良好散熱和高顯色指數功率型LED結構，其特點是包括高導熱基板、高散熱材料塊、大功率LED芯片和封裝組件，其中所述高導熱基板上開設有盲孔，所述高散熱材料塊安裝在該盲孔內并通過高導熱粘結劑與高導熱基板粘合為一體，所述大功率LED芯片貼合在高散熱材料塊上。

其中，上述高導熱基板上開設的盲孔為倒梯形，該倒梯形的盲孔的底面和側面平整光滑，上述高散熱材料塊的形狀為與倒梯形的盲孔下半部分吻合的梯形，且高散熱材料塊的上下表面均平整光滑。?