[實用新型]一種LED燈具的散熱結構

有效

• 申請號: 201420560306.8
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN204062952U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 左青云;康曉旭;李銘
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本實用新型涉及半導體制造工藝領域，更具體地，涉及一種LED燈具的散熱結構。

背景技術

發光二極管(Light?Emitting?Diode，LED)是一種能夠將電能轉化為光能的固態半導體器件。作為目前全球最受矚目的新一代光源，LED因其高亮度、長壽命、無毒、可回收再利用等優點，被稱為是二十一世紀最有發展前景的綠色照明光源。

LED的“心臟”是一個半導體芯片，芯片的一端是負極，另一端連接電源的正極，整個芯片被環氧樹脂封裝起來。LED的半導體芯片由兩部分組成，一部分是P型半導體，其空穴占主導地位；另一部分是N型半導體，其電子占主導地位。將芯片中的這兩種半導體連接起來，它們之間就形成了一個“PN結”。當電流通過導線作用于這個芯片的時候，電子就會被推向P區，在P區里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量。這就是LED發光的原理。

LED燈具雖然節能，但與一般白熾燈一樣，在其中一部分電能轉化為光的過程中，另外一部分電能將轉化成熱量。尤其是LED作為點狀發光光源，其所產生的熱量也集中在極小的區域(即熱點區域)。若產生的熱量無法及時散發出去，PN結的結溫將會迅速升高，這將降低LED燈具的發光效率，加速芯片和封裝樹脂的老化。嚴重時還可能使焊點融化，導致芯片失效，進而直接影響LED燈具的使用壽命與發光表現。尤其是大功率LED，其發熱量更大，對散熱技術的要求就更高。可以說，散熱問題直接關系到LED燈具的發展前景。

現有的LED燈具通常采用散熱器進行散熱。請參閱圖1，圖1是現有技術的一種LED燈具的結構示意圖。如圖1所示，該LED燈具的形式為在上表面設有LED芯片101的基板102(材質通常為鋁，熱導系數為237W/mK)下方安裝一個散熱器104(材質通常為鋁，熱導系數為237W/mK)，通過基板102與散熱器104表面的直接接觸方式，將LED芯片101發出的熱能由基板102傳遞至散熱器104，再通過散熱器104將接收的熱能散發出去。由于用作基板或散熱器材質的鋁熱導率相對來說不算太高，因此，其散熱效果也有限，會在基板上形成熱點。如果LED燈具長期工作產生的熱能無法被及時導出，形成熱阻，將加大LED的光衰，以致縮短LED燈具的使用壽命。

針對上述問題，一般的改進方法是通過增加基板的面積和重量來加快散熱，但這會帶來整個LED燈具的體積增大，重量增加。特別是針對大功率LED光源，此種方式在成本提高的同時，將使LED本身具有的輕便優勢喪失殆盡，因而難以推廣使用。

目前，LED的散熱效果依舊是影響LED燈具品質和性價比的重要因素，制約著LED燈的發展。要提升LED產品的散熱能力，除了從芯片設計角度進一步提升LED的發光效率外，另一個關鍵點就在于尋找一種可以將燈具熱量快速帶走的散熱方式。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種LED燈具的散熱結構，通過在LED燈具的基板與散熱器表面之間設置相密合的石墨烯膜，對LED燈具進行散熱，利用石墨烯膜具有的更好的導熱和散熱效果，可迅速帶走LED芯片產生的熱能，使LED芯片中PN結的溫度更低，從而有效地提高了LED的發光效率，延長了LED的壽命，提升了LED燈具的質量。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種LED燈具的散熱結構，包括上下設置的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，并通過所述散熱器進行散熱。

優選的，所述第一石墨烯膜可通過貼片、噴涂或化學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。

優選的，所述第二石墨烯膜可通過噴涂或化學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。

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

優選的，所述第三石墨烯膜密合覆蓋至所述基板的上表面邊部。

優選的，所述第三石墨烯膜可通過貼片或噴涂方式與所述基板的上表面密合連接。

優選的，所述基板、所述散熱器具有鏡面表面。