CN203615301U - 一种led灯具及其散热结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型的LED灯具及其散热结构，包括散热器（1）和LED晶元封装层（2），LED晶元封装层（2）由上至下依次包括LED晶元发光面胶体保护层（21）、荧光粉层（22）和晶元电路层（23）；散热器（1）的取热面（11）的外表面上加工有固定槽（111），LED晶元封装层（2）封装在固定槽（111）内，且LED晶元电路层（23）与固定槽（111）的底面紧密贴合。在散热器1的取热面（11）的外表面上还可以设有温度传感器（3）。本实用新型可将散热器取热面代替传统LED芯片基板，从而达到缩短散热路径、降低热阻、便于测温和提升LED光源芯片散热效果的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED灯具及其散热结构，更具体地说，涉及一种利用相变技术直封光源芯片的LED灯具及其散热结构。
背景技术
LED作为新型照明光源,具有环保节能等明显优势，随着电子技术的进步，利用高功率发光二极管(LED)组合的照明灯具越来越普遍，由于LED是利用半导体通电后的发光性能发光的，具有功耗低，使用寿命长的优点，因而成为替代传统照明光源的新兴光源。
高效率与高亮度的发光二极管(LED)在使用过程中会产生大量的热量，如果该热量无法得到有效及时地散发，将造成LED光衰加剧、寿命缩短，增加了LED失效的可能性。因此，保证LED的低光衰和长寿命,散热是关键。散热的核心是降低LED光源芯片结温。LED灯具中往往会设置散热结构，以保证LED的散热，然而如图1所示的传统LED散热结构中，往往是将LED光源芯片的导热介质层24通过诸如导热硅胶等具有高导热性的物质粘贴在散热器1的取热板11上，利用散热器将LED光源芯片产生的热量传播到外界，以达到对LED光源芯片降温的目的。图1中：1为散热器，11为散热器1的取热板，LED晶元发光面胶体保护层21、荧光粉层22和晶元电路层23，24为光源芯片的导热介质层。然而上述LED灯具的传统散热结构在使用的过程中仍然存在显著的缺点，导致其散热效果不甚理想，主要表现在：（1）LED光源芯片在长时间工作下，作为LED光源芯片导热介质层和散热器取热表面之间的诸如导热硅胶等导热介质会随着时间的延长而失效，其导热性能会急剧下降，导致封装后LED光源芯片基板的取热能力且与散热器取热面间永久存在的一定热阻问题；（2）LED光源芯片基板和散热器取热面之间的连接结构复杂，接触面积有限，限制了散热能力的进一步提升；（3）传统的LED散热结构中，LED光源芯片温度不方便测量，因而很难通过温度测量等方式来控制电源电路。
发明内容
基于现有技术的上述缺点和不足，本实用新型所要解决的问题是：提供一种新型的LED灯具及其散热结构，使LED灯具的光源、电源、散热三者精确匹配，通过将LED晶元封装层直接与相变散热器的取热面紧密贴合，省去了传统LED散热技术中使用导热硅胶类的物质，达到缩短散热路径、降低热阻、提升LED光源芯片散热效果的目的，同时还有效简化了LED光源芯片和散热器之间的连接部位，解决了连接部位寿命问题。为解决光源芯片温度不方便测量的问题，本实用新型的LED灯具及其散热结构在结构设计上还将微型温度传感器集成在光源芯片旁去测量温度，利用测量的温度去控制电源电路达到降低功率，最终达到降温散热的效果。
本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：
一种LED灯具的散热结构，包括散热器和LED晶元封装层，其特征在于，所述LED光源芯片由上至下依次包括LED晶元发光面胶体保护层、荧光粉层和晶元电路层，晶元电路层包括金线连接晶元线路层；所述散热器的取热板的外表面上加工有固定槽，所述LED晶元封装层与所述固定槽紧密贴合。
优选地，LED晶元封装层与所述固定槽紧密贴合。
优选地，所述LED晶元封装层的LED晶元发光面胶体保护层的上表面与所述散热器的取热面的外表面平齐或高于所述散热器的取热面的外表面。
优选地，所述散热器的取热板的内表面为相变取热面，与散热器的内腔中的相变介质相接触，其上加工有微沟槽。
优选地，所述散热器的外周面和/或底部外表面设有散热片。
优选地，在所述散热器的取热板的外表面上设有温度传感器，所述温度传感器集成在所述LED晶元发光面胶体保护层旁边。用以测量LED光源芯片温度来控制电源电路降温散热。
优选地，所述LED晶元封装层通过过盈配合的方式嵌装在所述固定槽内。
进一步地，所述LED晶元封装层与所述固定槽的局部结合面处采用超低温焊料焊接。
进一步地，所述LED晶元封装层与所述固定槽的结合面处填充高导热固晶胶。
根据本实用新型的另一方面，还提供了一种包括上述散热结构的LED灯具。
同现有技术相比，本实用新型具有显著的技术效果：
(1)本实用新型的LED灯具及其散热结构，使LED灯具的光源、电源、散热三者精确匹配，通过将LED晶元封装层直接嵌装在相变散热器的取热面上，省去了传统LED散热技术中使用导热硅胶类的物质，达到缩短散热路径、降低热阻、提升LED光源芯片散热效果的目的；
(2)本实用新型的LED灯具及其散热结构，还有效简化了LED晶元封装层和散热器之间的连接部位，解决了连接部位寿命问题；
(3)为解决光源芯片温度不方便测量的问题，本实用新型的LED灯具及其散热结构在结构设计上还将微型温度传感器集成在光源芯片旁去测量温度，利用测量的温度去控制电源电路达到降低功率，最终达到降温散热的效果；
(4)本实用新型的LED灯具及其散热结构，其散热器部分采用了相变技术，利用散热介质由固态转变为液态或液态转变为气态带走大量热但温度不变的原理来取热、导热和散热，其取热导热能力为铜等金属的数百倍，极大地提高了散热效率。
附图说明
图1为传统LED灯具的散热结构示意图。
图2为本实用新型的LED灯具的散热结构的一种结构示意图。
图3为本实用新型的LED灯具的散热结构的另一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
如图2所示，本实用新型LED灯具及其散热结构，包括散热器1和LED晶元封装层2，所述LED光源芯片2由上至下依次包括LED晶元发光面胶体保护层21、荧光粉层22和晶元电路层23，晶元电路层23包括金线连接晶元电路层；所述散热器1的取热面11的外表面上加工有固定槽111，所述LED晶元封装层2嵌装在所述固定槽111内，且所述LED晶元封装层2的下表面紧密贴合在所述固定槽111的底面上，所述LED晶元封装层2的侧面与所述固定槽111的侧面紧密贴合。从图1中还可以看出，所述LED晶元封装层2的晶元电路层23的下表面紧密贴合在所述固定槽111的底面上。所述LED晶元封装层2的LED晶元发光面胶体保护层21的上表面与所述散热器1的取热面11的外表面平齐，实际生产中也可以将其设置为高于所述散热器1的取热面11的外表面。所述散热器1的取热面11的内表面为相变取热面，与散热器1的内腔12中的相变介质相接触，其上加工有微沟槽112。所述散热器1的外周面和/或底部外表面设有散热片13。
如图3所示，在所述散热器1的取热面11的外表面上还可以设有温度传感器3，所述温度传感器3集成在所述LED晶元封装层2旁边。用以测量LED光源芯片温度来控制电源电路降温散热。
本实用新型的LED散热结构中，所述LED晶元封装层2通过过盈配合的方式嵌装在所述固定槽111内。必要时，所述LED晶元封装层2与所述固定槽111的局部结合面处采用超低温焊料焊接。必要时，所述LED晶元封装层2与所述固定槽111的结合面处填充高导热固晶胶。
本实用新型的LED灯具及其散热结构，使LED灯具的光源、电源、散热三者精确匹配，通过将LED晶元封装层直接嵌装在相变散热器的取热面上，省去了传统LED散热技术中使用导热硅胶类的物质，达到缩短散热路径、降低热阻、提升LED光源芯片散热效果的目的；本实用新型的LED灯具及其散热结构，还有效简化了LED光源芯片和散热器之间的连接部位，解决了连接部位寿命问题；为解决光源芯片温度不方便测量的问题，本实用新型的LED灯具及其散热结构在结构设计上还将微型温度传感器集成在光源芯片旁去测量温度，利用测量的温度去控制电源电路达到降低功率，最终达到降温散热的效果；本实用新型的LED灯具及其散热结构，其散热器部分采用了相变技术，利用散热介质由固态转变为液态或液态转变为气态带走大量热但温度不变的原理来取热、导热和散热，其取热导热能力为铜等金属的数百倍，极大地提高了散热效率。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED灯具的散热结构，包括散热器和LED光源芯片，其特征在于，所述LED光源芯片由上至下依次包括LED晶元发光面胶体保护层、荧光粉层和晶元电路层，晶元电路层包括金线连接线路层；所述散热器的取热面的外表面上加工有固定槽，所述LED晶元封装层与所述固定槽紧密贴合，且所述LED晶元封装层的下表面紧密贴合在所述固定槽的底面上，所述LED晶元封装层的侧面与所述固定槽的侧面紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的LED灯具的散热结构，其特征在于，所述LED晶元封装层的晶元电路层下表面紧密贴合在所述固定槽的底面上。
3.根据权利要求1所述的LED灯具的散热结构，其特征在于，所述LED晶元封装层的LED晶元发光面胶体保护层的上表面与所述散热器的取热面的外表面平齐或高于所述散热器的取热板的外表面。
4.根据权利要求1所述的LED灯具的散热结构，其特征在于，所述散热器的取热面的内表面为相变取热面，与散热器的内腔中的相变介质相接触，其上加工有微沟槽。
5.根据权利要求1所述的LED灯具的散热结构，其特征在于，所述散热器的外周面和/或底部外表面设有散热片。
6.根据权利要求1所述的LED灯具的散热结构，其特征在于，在所述散热器的取热板的外表面上设有温度传感器，所述温度传感器集成在所述LED晶元封装层旁边。
7.根据权利要求1所述的LED灯具的散热结构，其特征在于，所述LED晶元封装层通过过盈配合的方式嵌装在所述固定槽内。
8.根据权利要求1所述的LED灯具的散热结构，其特征在于，所述LED晶元封装层与所述固定槽的局部结合面处采用超低温焊料焊接。
9.根据权利要求1所述的LED灯具的散热结构，其特征在于，所述LED晶元封装层与所述固定槽的结合面处填充高导热固晶胶。
10.一种LED灯具，其特征在于，所述LED灯具包括上述任一项权利要求上述的散热结构。
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