CN101118883A - 一种高效率发光二极管散热模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效率发光二极管散热模组，该散热模组是在散热器吸热端面上直接积层制作一含有金刚石成分的电绝缘导热层，该电绝缘导热层上部依需求制作金属电路层，在金属电路层上可安装并封装一个或多个发光二极管元件，由于不使用散热胶的模组结构，解决排热堵塞堆积的问题，以维持发光二极管在一正常温度工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管散热模组，属于散热应用之技术领域，该散热模组结构可用于发光二极管元件组装使用上。
背景技术
随着发光二极管元件功率的不断提高，工作废热量增加而排放量未等量提高，造成元件温度上升工作效率降低甚至于损坏元件的问题。检讨常用的散热方式，例如发光二极管元件通过电路基板、散热胶与散热器的接触，使电器元件的热量传导到散热器排出。然实际使用显示目前的散热方式仍存在如下三项热阻缺点，一.散热器与发光二极管元件之间，存在绝缘封装用的高热阻塑料层结构；二.发光二极管电子元件安装在高热阻绝缘的聚脂电路基板上；三.使用散热胶于各结构层间，因散热胶热传导率只有1~5w/k·m，且介面会存在气泡与结构缺陷等，造成产品巨大的热不稳定性。因此目前提高散热器鳍片面积或提高风扇转速等方法，只是治标方法未能改善上述缺点。在克服上述问题的发展上有下列几种方式，如技术一，日本专利JP2004-200347A，公开了一种技术：以金刚石与金属材料为混合物，为发光二极管p极与n极间积层构造的导电散热层，然该技术是改善发光二极管p/n内部结构的导电散热层，对于外部高热堵塞堆积状况未能解决前述问题。技术二，如日本专利JP平5-347369A，公开了一种技术：以金刚石细颗粒混合环氧树脂或珪酸酯，作为电子元件的散热绝缘封装层，该技术改善了发热电子元件的上部封装层散热问题，但对于下部高热阻绝缘电路板与散热胶介面缺陷的问题，未能提供解决问题的方法。技术三，如中国专利CN1545148A，公开了一种技术：为大功率发光二极管贴装在金刚石基板上的散热结构，然该技术使用多层散热胶于各结构层间，以期达成热传导目的。该技术因增加多层散热胶介面造成热阻的提高，仍未合理解决热传导问题。技术四，如中国专利CN1941347A，公开了一种技术：于一基板上覆盖有一含有钻石粉末与环氧树脂的导热绝缘层，使绝缘层上置半导体芯片的热量经由导热绝缘层排除至外界。然该专利技术仍有以下几项问题，一.导热绝缘层制作於基板上，而基板与外部散热器使用散热胶为导热介质，才能使得热能通过基板到达外部的散热器，再与外界空气进行热交换散热，因此未改善散热胶左右散热功能的问题；二.导热绝缘层制作使用钻石粉末与环氧树脂两种原料，该组成物的强度、耐热性能与膨胀系数，无法在大功率发光二极管高温且开关频繁的环境下稳定工作，造成快速降低使用寿命的问题。综合上述几项新开发之技术显示，有关热传导整体性的问题仍未合理解决。
发明内容
本发明的目的，在于针对上述整体散热产生热阻的问题，提供一种确保散热高效率的发光二极管散热模组。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种高效率的发光二极管散热模组，其特征在于：该散热模组，它包括一散热器，该散热器为不使用散热胶的模组结构，在散热器吸热端面上直接积层制作含有金刚石成份的电绝缘导热层，该电绝缘导热层上部依需求制作金属电路层，在金属电路层上安装并封装一个或多个发光二极管芯片。
该散热器具有以下结构特征：
制作成前置散热鳍片或後置散热鳍片，各式不同形状的散热座及鳍片组成体；
制作成不同形状配置的热管、散热座及鳍片组成体；
制作成不同形状配置的半导体制冷器、热管及鳍片组成体；
其吸热端面上制作含金刚石成份的电绝缘导热层，可由凹面、平面或凸面的不同角度曲面制成；
其吸热端面上制作含金刚石成份的电绝缘导热层，使用含金刚石成份的复合材料，经挤出、压模、注射、网印、喷涂或灌模等相关方式，形成适当形状与厚度的绝缘导热层。
其吸热端面上制作含金刚石成份的电绝缘导热层，含金刚石成份的复合材料组成物由补强纤维、金刚石细颗粒与高分子结合剂制成。
其吸热端面上制作含金刚石成份的电绝缘导热层，金刚石颗粒度在0.5-100微米之间。
其吸热端面上制作含金刚石成份的电绝缘导热层，该金刚石层可使用化学气相沉积法制成，厚度3-300微米的多晶结构层。
本发明的发光二极管散热模组可以达到下述目标：
1.不使用散热胶，各接合面完整无气泡无缺陷，提高热传效益；
2.调整电绝缘导热层材料结构，使该组成物的强度、耐热性能与膨胀系数等改善，以提高大功率发光二极管的使用寿命。
附图说明
图1为发光二极管前置散热片的散热模组立体剖面示意图；
图2为发光二极管後置散热片的散热模组立体示意图。
图中：1-金刚石层，2-热管，21-散热器吸热端面，22-散热器放热端，3-散热鳍片，4-金属电路层，5-封装之发光二极管元件，6-电路孔道，7-电源线，8-凸曲面电绝缘导热层，9-凹曲面电绝缘导热层
具体实施方式
本发明的技术手段是使用一种高效率的发光二极管散热模组，该散热模组，包括一散热器，该散热器不使用散热胶为热传导介质，在散热器上直接积层制作一含有金刚石成份的电绝缘导热层1，该电绝缘导热层1上部依需求制作金属电路层4，在金属电路层4上可安装并封装一个或多个发光二极管芯片。如此形成一高散热效率的发光二极管散热模组，实际解决因散热不良导致效率低或损坏元件的问题。
高散热效率的发光二极管散热模组作法分析如下，第一.依散热需求的设计制作散热器；第二.在散热器的吸热端面上，直接积层制作一含有金刚石成份的电绝缘导热层；第三.该电绝缘导热层1上部，以印刷、电镀或蚀刻等方式制作金属电路层4；第四.在金属电路层4上可安装并封装一个或多个发光二极管芯片。因不使用散热胶，可以确保发热电子元件可快速排热，以维持正常工作温度的条件。
实施例1
高散热效率的发光二极管散热模组作法，如图1所示，1.依散热需求制作前置散热鳍片3的散热器，散热器中间凹陷的结构体组成；2.在散热器的中间凹陷吸热端面21上，使用补强纤维、金刚石细颗粒粉体、绝缘性无机材料与高分子结合剂的金刚石复合材料，直接积层制作一含有金刚石成份的凸曲面电绝缘导热层8；第三.该电绝缘导热层上部，以印刷方式制作金属电路层4；第四.在电绝缘导热层与下部散热器之间有二电路孔道6以供信号与电源线7通过；第五.在金属电路层上安装并封装多个发光二极管芯片5。
实施例2
高散热效率的发光二极管散热模组作法，如图2所示，第一.依散热需求设计制作的散热器，由含前端压平之热管2，经向後延伸至後段与散热鳍片3组成的结构体；第二.在前端压平之热管吸热端面21上，使用金刚石复合材料，直接积层制作一含有金刚石成份的凹曲面电绝缘导热层9；第三.该电绝缘导热层上部，以蚀刻方式制作金属电路层4；第四.在金属电路层4上安装并封装多个发光二极管芯片5。
Claims (9)
1.一种高效率发光二极管散热模组，其特征在于：该散热模组包括一不使用散热胶的散热器，在该散热器的吸热端面上直接积层，制作含有金刚石成份的电绝缘导热层，在该电绝缘导热层上部可制作金属电路层，在金属电路层上安装并封装一个或多个发光二极管芯片。
2.根据权利要求1所述的高效率发光二极管散热模组，其特征在于：所述的散热器制有前置散热鳍片或后置散热鳍片，以及不同形状的散热座及鳍片组合。
3.根据权利要求1所述的高效率发光二极管散热模组，其特征在于：所述的散热器配置有不同形状的热管、散热座及鳍片组合。
4.根据权利要求1所述的高效率发光二极管散热模组，其特征在于：所述的散热器配置有半导体制冷器、热管及鳍片组合。
5.根据权利要求1所述的高效率发光二极管散热模组，其特征在于：在所述散热器的吸热端面上制有含金刚石成份的电绝缘导热层，可由凹面、平面或凸面的不同角度曲面制成。
6.根据权利要求1所述的高效率发光二极管散热模组，其特征在于：在所述散热器的吸热端面上制作含金刚石成份的电绝缘导热层，采用含金刚石成份的复合材料，经挤出、压模、注射、网印、喷涂或灌模等工艺，制成适当形状与厚度的绝缘导热层。
7.根据权利要求1所述的高效率发光二极管散热模组，其特征在于：在所述散热器的吸热端面上制作含金刚石成份的电绝缘导热层，含金刚石成份的复合材料组成物由补强纤维、金刚石细颗粒与高分子结合剂制成。
8.根据权利要求1所述的高效率发光二极管散热模组，其特征在于：在所述散热器的吸热端面上制作含金刚石成份的电绝缘导热层，其金刚石的颗粒度在0.5-100微米之间。
9.根据权利要求1所述的高效率发光二极管散热模组，其特征在于：在所述散热器的吸热端面上制作含金刚石成份的电绝缘导热层，该金刚石层可使用化学气相沉积法制成厚度为3-300微米的多晶结构层。
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|---|---|---|---|---|
| CN101998758A (zh) * | 2010-10-28 | 2011-03-30 | 哈尔滨工业大学 | Led印刷电路板及其非晶金刚石散热绝缘膜层的制备方法 |
| US7918580B2 (en) | 2008-06-27 | 2011-04-05 | Foxconn Technology Co., Ltd. | LED illumination device |
| CN102130244A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-07-20 | 天津理工大学 | 一种基于金刚石薄膜的led散热基底及其制作方法 |
| CN103759235A (zh) * | 2014-01-31 | 2014-04-30 | 芜湖市神龙新能源科技有限公司 | 一种led散热方法 |
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2007
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