[實(shí)用新型]一種LED燈具的散熱結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420560306.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204062952U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左青云;康曉旭;李銘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F21V29/00
• 分類(lèi)號(hào): F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造工藝領(lǐng)域，更具體地，涉及一種LED燈具的散熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(Light?Emitting?Diode，LED)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的固態(tài)半導(dǎo)體器件。作為目前全球最受矚目的新一代光源，LED因其高亮度、長(zhǎng)壽命、無(wú)毒、可回收再利用等優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為是二十一世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色照明光源。

LED的“心臟”是一個(gè)半導(dǎo)體芯片，芯片的一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，整個(gè)芯片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。LED的半導(dǎo)體芯片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，其空穴占主導(dǎo)地位；另一部分是N型半導(dǎo)體，其電子占主導(dǎo)地位。將芯片中的這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)，它們之間就形成了一個(gè)“PN結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)作用于這個(gè)芯片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量。這就是LED發(fā)光的原理。

LED燈具雖然節(jié)能，但與一般白熾燈一樣，在其中一部分電能轉(zhuǎn)化為光的過(guò)程中，另外一部分電能將轉(zhuǎn)化成熱量。尤其是LED作為點(diǎn)狀發(fā)光光源，其所產(chǎn)生的熱量也集中在極小的區(qū)域(即熱點(diǎn)區(qū)域)。若產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去，PN結(jié)的結(jié)溫將會(huì)迅速升高，這將降低LED燈具的發(fā)光效率，加速芯片和封裝樹(shù)脂的老化。嚴(yán)重時(shí)還可能使焊點(diǎn)融化，導(dǎo)致芯片失效，進(jìn)而直接影響LED燈具的使用壽命與發(fā)光表現(xiàn)。尤其是大功率LED，其發(fā)熱量更大，對(duì)散熱技術(shù)的要求就更高。可以說(shuō)，散熱問(wèn)題直接關(guān)系到LED燈具的發(fā)展前景。

現(xiàn)有的LED燈具通常采用散熱器進(jìn)行散熱。請(qǐng)參閱圖1，圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該LED燈具的形式為在上表面設(shè)有LED芯片101的基板102(材質(zhì)通常為鋁，熱導(dǎo)系數(shù)為237W/mK)下方安裝一個(gè)散熱器104(材質(zhì)通常為鋁，熱導(dǎo)系數(shù)為237W/mK)，通過(guò)基板102與散熱器104表面的直接接觸方式，將LED芯片101發(fā)出的熱能由基板102傳遞至散熱器104，再通過(guò)散熱器104將接收的熱能散發(fā)出去。由于用作基板或散熱器材質(zhì)的鋁熱導(dǎo)率相對(duì)來(lái)說(shuō)不算太高，因此，其散熱效果也有限，會(huì)在基板上形成熱點(diǎn)。如果LED燈具長(zhǎng)期工作產(chǎn)生的熱能無(wú)法被及時(shí)導(dǎo)出，形成熱阻，將加大LED的光衰，以致縮短LED燈具的使用壽命。

針對(duì)上述問(wèn)題，一般的改進(jìn)方法是通過(guò)增加基板的面積和重量來(lái)加快散熱，但這會(huì)帶來(lái)整個(gè)LED燈具的體積增大，重量增加。特別是針對(duì)大功率LED光源，此種方式在成本提高的同時(shí)，將使LED本身具有的輕便優(yōu)勢(shì)喪失殆盡，因而難以推廣使用。

目前，LED的散熱效果依舊是影響LED燈具品質(zhì)和性?xún)r(jià)比的重要因素，制約著LED燈的發(fā)展。要提升LED產(chǎn)品的散熱能力，除了從芯片設(shè)計(jì)角度進(jìn)一步提升LED的發(fā)光效率外，另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就在于尋找一種可以將燈具熱量快速帶走的散熱方式。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種LED燈具的散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)在LED燈具的基板與散熱器表面之間設(shè)置相密合的石墨烯膜，對(duì)LED燈具進(jìn)行散熱，利用石墨烯膜具有的更好的導(dǎo)熱和散熱效果，可迅速帶走LED芯片產(chǎn)生的熱能，使LED芯片中PN結(jié)的溫度更低，從而有效地提高了LED的發(fā)光效率，延長(zhǎng)了LED的壽命，提升了LED燈具的質(zhì)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種LED燈具的散熱結(jié)構(gòu)，包括上下設(shè)置的LED芯片、基板、散熱器，所述基板與所述LED芯片電連接，其特征在于，在所述基板的下表面和所述散熱器的上表面之間水平設(shè)有相密合的第一石墨烯膜；其中，所述第一石墨烯膜可將自所述基板接收的由所述LED芯片發(fā)出的熱能沿所述第一石墨烯膜的水平方向傳遞，使所述基板處于均熱狀態(tài)，并通過(guò)所述散熱器進(jìn)行散熱。

優(yōu)選的，所述第一石墨烯膜可通過(guò)貼片、噴涂或化學(xué)氣相沉積方式密合連接在所述基板的下表面及所述散熱器的上表面之間。

優(yōu)選的，還包括第二石墨烯膜，所述第二石墨烯膜將所述散熱器的全部散熱表面包覆并密合。

優(yōu)選的，所述第二石墨烯膜可通過(guò)噴涂或化學(xué)氣相沉積方式將所述散熱器的全部散熱表面包覆并密合連接。

優(yōu)選的，還包括第三石墨烯膜，所述第三石墨烯膜密合設(shè)于所述基板的上表面之上，并與設(shè)于所述基板上表面的所述LED芯片保持絕緣。

優(yōu)選的，所述第三石墨烯膜密合覆蓋至所述基板的上表面邊部。

優(yōu)選的，所述第三石墨烯膜可通過(guò)貼片或噴涂方式與所述基板的上表面密合連接。

優(yōu)選的，所述基板、所述散熱器具有鏡面表面。