CN102185095A - 一种高效散热的大功率led封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效散热的大功率LED封装结构，按照本发明提供的技术方案，所述高效散热的大功率LED封装结构，包括透明基板及底板，所述底板上设有若干LED发光芯片，透明基板位于底板对应于设置LED发光芯片的一侧，透明基板压盖于LED发光芯片上。本发明透明基板与底板间设有LED发光芯片，LED发光芯片可以为单层或多层结构，LED发光芯片的两侧设有散热基板，散热基板采用镀银板或银板制成，导热率高，透明基板、散热基板及底板同时能够将LED发光芯片的工作热量散热出去，提高了散热面积，能延长LED发光芯片的使用寿命，降低发光成本；透明基板、散热基板及底板不会影响LED发光芯片2的出光率，结构简单紧凑，安装使用方便，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED封装结构，尤其是一种高效散热的大功率LED封装结构，属于LED封装的技术领域。
背景技术
目前，随着LED材料外延和芯片工艺的发展，LED显示了良好的应用前景，特别是大功率LED，其应用领域不断拓展，已被广泛应用在景观照明、矿灯、路灯、应急路灯等领域。
LED是一种特殊的二极管，其核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的芯片，这些半导体材料预先通过注入或掺杂等工艺生产P/N结结构。在某些半导体材料的P/N结中，LED中的电流可以轻易地从P极流向N极，两种不同的载流子即空穴和电子在不同的电极电压作用下从电极流向P/N结，当空穴和电子相遇而产生复合，电子会跌落到较低的能阶，同时以光子的方式释放出能量，而给P/N结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。
目前，大功率LED封装结构中，LED的出光率不高，同时LED的散热效果差，影响LED的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高效散热的大功率LED封装结构，其结构简单紧凑，安装使用方便，提高了LED的发光散热效率，延长了LED使用寿命，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述高效散热的大功率LED封装结构，包括透明基板及底板，所述底板上设有若干LED发光芯片，透明基板位于底板对应于设置LED发光芯片的一侧，透明基板压盖于LED发光芯片上。
所述透明基板的材料包括透明陶瓷、镁铝尖晶石或二氧化硅晶体，氮化硅透明晶体；底板的材料包括透明陶瓷或铜。所述透明陶瓷包括氮化铝陶瓷。
所述LED发光芯片为倒装LED。所述底板的形状呈球形结构、半球形、平板状或类柱面结构。所述透明基板的形状呈球形结构、半球形、平板状或类柱面结构。
所述透明基板与底板间设有散热基板，所述散热基板均匀分布于LED发光芯片的外圈，散热基板与透明基板、底板相接触。
所述散热基板包括镀银板、银板或铜板。所述透明基板上设有配光透镜。
包括透明基板及底板，所述透明基板与底板间设有至少一层LED发光芯片，所述每层LED发光芯片间交错分布。
本发明的优点：透明基板与底板间设有LED发光芯片，LED发光芯片可以为单层或多层结构，LED发光芯片的两侧设有散热基板，散热基板采用镀银板、银板或铜板制成，导热率高，透明基板、散热基板及底板同时能够将LED发光芯片的工作热量散热出去，提高了散热面积，能延长LED发光芯片的使用寿命，降低发光成本；透明基板、散热基板及底板不会影响LED发光芯片2的出光率，结构简单紧凑，安装使用方便，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示：本发明包括透明基板1、LED发光芯片2、散热腔体3、散热基板4及底板5。
如图1所示：为了能够使LED发光芯片2在工作时的热量高效散热出去，所述LED发光芯片2安装于底板5上，底板5对应于设置LED发光芯片2的一侧设有透明基板1，透明基板1压盖与LED发光芯片2上。透明基板1压盖于LED发光芯片2上，能够将LED发光芯片2的热量及时有效的传导出去，透明基板1的材料包括透明陶瓷、镁铝尖晶石、二氧化硅晶体、氮化硅透明晶体或具有透光特性的高传导热源或散发热的材料，底板5的材料可以采用铜、透明陶瓷、镁铝尖晶石或具有透光特性的高传导热源或散发热的材料。当透明基板1与底板5均采用透明陶瓷时，所述透明陶瓷为氮化铝陶瓷，透明陶瓷具有散热快，硬度高，绝缘性好的特点，从而透明基板1与底板5能够将LED发光芯片2的热量及时散热出去。LED发光芯片2为倒装LED，底板5对应于与LED发光芯片2相接触的端面布有线路板，从而能够将倒装LED方便安装于底板5上，且底板5对应于与LED发光芯片2相接触的另一端面镀有反光层。透明基板1呈球形、半球形、平板状或类柱面状，底板5呈球形、半球形、平板状或类柱面结构；当底板5采用球形或半球形结构时，LED发光芯片2放置于底板5的端部，透明基板1上可以同时设置多个底板5与LED发光芯片2的结构。透明基板1与底板5的形状设置，能够扩大LED发光芯片2的散热面积。
为了进一步提升散热效果，透明基板1与底板5间设有散热基板4，所述散热基板4均与分布于LED发光芯片2的外圈，散热基板4为镀银板、银板或铜板制成，或者散热基板4材料的导热率大于透明基板1及底板5的导热率，散热基板4能够将LED发光芯片2与透明基板1、底板5间形成散热腔体3内的存贮的热量散发出去；当LED发光芯片2工作时产生的热量会集中散热腔体3内，从而形成热源室，通过导热系数的不同可以将LED发光芯片2工作时产生的热量，通过透明基板1与底板5传导给散热基板4，并在散热基板4的本体上形成另一个热源室，这样加大了热源室的体积与面积。这样形成了散热基板4与LED发光芯片2间热量转移的结构，并达到热室转移的目地。热量转移后由散热基板4将散热腔体3内的热量通过散基板4向外扩散、降温，能够降低LED发光芯片2的温度，延长LED发光芯片2的使用寿命，降低发光成本。透明基板1上还可以设置配光透镜，提高LED发光芯片2的出光效果。
当透明基板1、底板5及散热基板4能够将LED发光芯片2热量高效散热出去时，为了提高大功率LED封装的亮度，透明基板1与底板5间设置至少一层LED发光芯片2，每层至少包括一个LED发光芯片2。当为多层结构时，每层相应的LED发光芯片2应交错分布，同时在相邻层的结合部设有底板5，此时底板5为透明结构，能够保证LED发光芯片2间的连接，同时提高发光亮度。
如图1所示：使用时，将LED发光芯片2安装倒装工艺安装在底板5上，并将透明基板1安装在LED发光芯片2的另一侧，透明基板4压盖于LED发光芯片2上。在透明基板1与底板5间安装散热基板4，透明基板1与底板5的两端安装相应的支架，使其安装连接方便。底板5对应于与LED发光芯片2相接触的端面布设有连接线路，能够方便对LED发光芯片2供电；并提高LED发光芯片2安装的可靠性；并根据底板5的形状设置一个或多个LED发光芯片2。工作时，将LED发光芯片2接通电源，LED发光芯片2的六个表面均发光。LED发光芯片2工作时产生的热量通过透明基板1及底板5传导到散热基板4上，并通过散热基板4向外高效散热；由于透明基板1、底板5及散热基板4的表面均能够散热，能够将LED发光芯片2的工作热量及时散热出去，降低LED发光芯片2的工作温度；同时底板5上设有反光层，透明基板1与底板5均采用透明陶瓷制成，不会影响LED发光芯片2的发光亮度。
本发明透明基板1与底板5间设有LED发光芯片2，LED发光芯片2可以为单层或多层结构，LED发光芯片2的两侧设有散热基板4，散热基板4采用镀银板或银板制成，导热率高，透明基板1、散热基板4及底板5同时能够将LED发光芯片2的工作热量散热出去，提高了散热面积，能延长LED发光芯片2的使用寿命，降低发光成本；透明基板1、散热基板4及底板5不会影响LED发光芯片2的出光率，结构简单紧凑，安装使用方便，安全可靠。
Claims (10)
1.一种高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：包括透明基板（1）及底板（5），所述底板（5）上设有若干LED发光芯片（2），透明基板（1）位于底板（5）对应于设置LED发光芯片（2）的一侧，透明基板（1）压盖于LED发光芯片（2）上。
2.根据权利要求1所述的高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：所述透明基板（1）的材料包括透明陶瓷、镁铝尖晶石、二氧化硅晶体或氮化硅透明晶体；底板（5）的材料包括透明陶瓷或铜。
3.根据权利要求2所述的高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：所述透明陶瓷包括氮化铝陶瓷。
4.根据权利要求1所述的高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：所述LED发光芯片（2）为倒装LED。
5.根据权利要求1所述的高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：所述底板（5）的形状呈球形结构、半球形、平板状或类柱面结构。
6.根据权利要求1所述的高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：所述透明基板（1）的形状呈球形结构、半球形、平板状或类柱面结构。
7.根据权利要求1所述的高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：所述透明基板（1）与底板（5）间设有散热基板（4），所述散热基板（4）均匀分布于LED发光芯片（2）的外圈，散热基板（4）与透明基板（1）、底板（5）相接触。
8.根据权利要求7所述的高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：所述散热基板（4）包括镀银板、银板或铜板。
9.根据权利要求1所述的高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：所述透明基板（1）上设有配光透镜。
10.一种高效散热的大功率LED封装结构，其特征是：包括透明基板（1）及底板（5），所述透明基板（1）与底板（5）间设有至少一层LED发光芯片（2），所述每层LED发光芯片（2）间交错分布。
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|---|---|---|---|---|
| CN105448902A (zh) * | 2014-08-25 | 2016-03-30 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种led发光器件及其制作方法 |
| CN107246596A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-10-13 | 哈尔滨工业大学（威海） | 用于led芯片的散热装置以及使用该装置的led光源 |
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| CN201112414Y (zh) * | 2007-09-21 | 2008-09-10 | 万喜红 | 大功率led封装结构 |
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