專利名稱：一種高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光二極管，尤其是涉及一種高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)
光二極管。
背景技術(shù)：
一般來說，發(fā)光二極管(LED)工作是否穩(wěn)定，品質(zhì)好壞，與燈體本身散熱至關(guān)重要， 目前市場上的高亮度LED燈的散熱，常常采用自然散熱，效果并不理想。LED光源打造的LED 燈具，由LED、散熱結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器、透鏡組成，因此散熱也是一個(gè)重要的部分，如果LED不能很好散熱、它的壽命也會受影響。I、熱量管理是高亮度LED應(yīng)用中的主要問題。由于III族氮化物的P型摻雜受限于Mg受主的溶解度和空穴的較高啟動(dòng)能，熱量特別容易在P型區(qū)域中產(chǎn)生，這個(gè)熱量必須通過整個(gè)結(jié)構(gòu)才能在熱沉上消散；LED器件的散熱途徑主要是熱傳導(dǎo)和熱對流；Sapphire襯底材料極低的熱導(dǎo)率導(dǎo)致器件熱阻增加，產(chǎn)生嚴(yán)重的自加熱效應(yīng)，對器件的性能和可靠性產(chǎn)生毀滅性的影響。2、熱量對高亮度LED的影響。熱量集中在尺寸很小的芯片內(nèi)，芯片溫度升高，引起熱應(yīng)力的非均勻分布、芯片發(fā)光效率和螢光粉激射效率下降；當(dāng)溫度超過一定值時(shí)，器件失效率呈指數(shù)規(guī)律增加。統(tǒng)計(jì)資料表明，元件溫度每上升2°C，可靠性下降10%。當(dāng)多個(gè)LED密集排列組成白光照明系統(tǒng)時(shí)， 熱量的耗散問題更嚴(yán)重。解決熱量管理問題已成為高亮度LED應(yīng)用的先決條件。3、發(fā)光二極管熱量不易散出容易出現(xiàn)光衰，并且影響到發(fā)光二極管的使用壽命。LED光衰是指LED經(jīng)過一段時(shí)間的點(diǎn)亮后，其光強(qiáng)會比原來的光強(qiáng)要低，而低了的部分就是LED的光衰。一般LED封裝廠家做測試是在實(shí)驗(yàn)室的條件下(25°C的常溫下)，以20MA的直流電連續(xù)點(diǎn)亮LED1000小時(shí)來對比其點(diǎn)亮前后的光強(qiáng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其解決的技術(shù)問題是(I)現(xiàn)有發(fā)光二極管積聚的熱量不易通過散熱基板進(jìn)行導(dǎo)出；(2)現(xiàn)有發(fā)光二極管積聚的熱量不易導(dǎo)出容易導(dǎo)致發(fā)光二極管發(fā)生光衰，并且影響到發(fā)光二極管的使用壽命；為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了以下方案—種高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，包括發(fā)光二極管(I)和散熱基板
(2),所述發(fā)光二極管(I)焊接在所述散熱基板(2)上，在所述發(fā)光二極管(I)的表面涂敷有 ZnS納米熒光粉層(13)。進(jìn)一步，所述散熱基板(2)的表面包裹銅箔層(21)，其中在一部分銅箔層(21)蝕刻形成有可與發(fā)光二極管連接腳(12)連接的導(dǎo)電層(211)，銅箔層(21)下方還設(shè)有碳基復(fù)合散熱材料層(212)，所述碳基復(fù)合散熱材料層(212)位于所述發(fā)光二極管(I)的散熱連接部(11)下方。[0013]進(jìn)一步，所述散熱基板(2)上還設(shè)有多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)，所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)貫穿所述散熱基板(2)。進(jìn)一步，所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)位于所述發(fā)光二極管(I)的散熱連接部(11)下方。進(jìn)一步，所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)的內(nèi)壁設(shè)有導(dǎo)熱金屬(22)。進(jìn)一步，在所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)中填充高導(dǎo)熱材料。進(jìn)一步，所述填充高導(dǎo)熱材料為銅、銀、陶瓷或者石墨。進(jìn)一步，所述發(fā)光二極管(I)的散熱連接部(11)和連接腳(12)通過焊料(3 )與所述散熱基板(2)表面包裹的銅箔層(21)焊接，所述焊料(3)滲入所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)中以增加銅箔層(21)與散熱連接部(11)之間的熱傳導(dǎo)面積。進(jìn)一步，所述散熱基板(2)的材質(zhì)為金屬基印刷電路板。進(jìn)一步，所述發(fā)光二極管(I)的封裝材料為有機(jī)硅材料。該高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管與現(xiàn)有的發(fā)光二極管相比，具有以下有益效果(I)本實(shí)用新型由于在發(fā)光二極管的表面涂敷有ZnS納米熒光粉層，納米級的ZnS 基熒光粉可以均勻的分布并且可以使得發(fā)光二極管發(fā)出光能經(jīng)過納米熒光粉后更加明亮提高光效，因而可以在相同亮度的要求下，可以減少發(fā)光二極管使用的數(shù)量或功率，從而減少發(fā)光二極管燈具的散熱。(2)本實(shí)用新型散熱基板的散熱結(jié)構(gòu)可以最大限度導(dǎo)出有害熱量，延長了發(fā)光二極管的使用壽命以及保證了照明效果。(3)本實(shí)用新型由于具有良好的散熱效果，其可以起到降低結(jié)溫的目的，延長了發(fā)光二極管的使用壽命。

圖I是本實(shí)用新型高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管的散熱基板剖面圖；圖2是本實(shí)用新型高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管的部分分解示意圖；圖3是本實(shí)用新型高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管的剖面圖。附圖標(biāo)記說明I一發(fā)光二極管；11 一散熱連接部；12一連接腳；13 —Zns納米突光粉層；2—散熱基板；21—銅箔層；211—導(dǎo)電層；212—碳基復(fù)合散熱材料層；213—導(dǎo)熱孔；22—導(dǎo)熱金屬；3—焊料。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖I至圖3,對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明—種高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，包括發(fā)光二極管I和散熱基板2,發(fā)光二極管I焊接在散熱基板2上，在發(fā)光二極管I的表面涂敷有ZnS納米熒光粉層13。納米級的ZnS基熒光粉可以均勻的分布并且可以使得發(fā)光二極管發(fā)出光能經(jīng)過納米熒光粉后更加明亮提高光效，因而可以在相同亮度的要求下，可以減少發(fā)光二極管使用的數(shù)量，從而減少發(fā)光二極管燈具的散熱。散熱基板2的表面包裹銅箔層21,其中在一部分銅箔層21蝕刻形成有可與發(fā)光二極管連接腳12連接的導(dǎo)電層211，銅箔層21下方還設(shè)有碳基復(fù)合散熱材料層212，碳基復(fù)合散熱材料層212位于發(fā)光二極管I的散熱連接部11下方。碳基復(fù)合散熱材料層212由天然石墨制坯后和金屬離子復(fù)合構(gòu)成，和金屬的結(jié)合提高復(fù)合材料的體積密度和強(qiáng)度，適于制作半導(dǎo)體器件LED的散熱片和半導(dǎo)體器件散熱器，并且可以提升熱輻射能力。散熱基板2上還設(shè)有多個(gè)導(dǎo)熱孔213，多個(gè)導(dǎo)熱孔213貫穿散熱基板2。多個(gè)導(dǎo)熱孔213位于發(fā)光二極管I的散熱連接部11下方。多個(gè)導(dǎo)熱孔213的內(nèi)壁設(shè)有導(dǎo)熱金屬22。 多個(gè)導(dǎo)熱孔213可以將熱量通過對流的方式導(dǎo)出，并且導(dǎo)熱孔213內(nèi)壁設(shè)有的導(dǎo)熱金屬22 可以加快熱量的傳輸。發(fā)光二極管I的散熱連接部11和連接腳12通過焊料3與散熱基板 2表面包裹的銅箔層21焊接，焊料3滲入多個(gè)導(dǎo)熱孔213中以增加銅箔層21與散熱連接部 11之間的熱傳導(dǎo)面積。此外，在多個(gè)導(dǎo)熱孔213中還可以通過填充高導(dǎo)熱材料的方式加強(qiáng)散熱效果。在多個(gè)導(dǎo)熱孔213選擇填加高導(dǎo)熱材料對熱導(dǎo)將會有很大幫助，同時(shí)又對電路設(shè)計(jì)不會產(chǎn)生不利影響。填充高導(dǎo)熱材料可以選擇銅、銀、陶瓷或者石墨等。散熱基板2的材質(zhì)為金屬基印刷電路板，即是將原有的印刷電路板附貼在另外一種熱傳導(dǎo)效果更好的金屬上，可改善電路板層面的散熱。發(fā)光二極管I的封裝材料為有機(jī)硅材料。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性的描述，顯然本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，包括發(fā)光二極管(I)和散熱基板(2)， 所述發(fā)光二極管(I)焊接在所述散熱基板(2 )上，其特征在于在所述發(fā)光二極管(I)的表面涂敷有ZnS納米熒光粉層(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其特征在于所述散熱基板(2)的表面包裹銅箔層(21)，其中在一部分銅箔層(21)蝕刻形成有可與發(fā)光二極管連接腳(12)連接的導(dǎo)電層(211)，銅箔層(21)下方還設(shè)有碳基復(fù)合散熱材料層(212)，所述碳基復(fù)合散熱材料層(212)位于所述發(fā)光二極管(I)的散熱連接部(11)下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其特征在于所述散熱基板(2)上還設(shè)有多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)，所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)貫穿所述散熱基板(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其特征在于所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213 )位于所述發(fā)光二極管(I)的散熱連接部(11)下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其特征在于所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)的內(nèi)壁設(shè)有導(dǎo)熱金屬(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其特征在于在所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)中填充高導(dǎo)熱材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其特征在于所述填充高導(dǎo)熱材料為銅、銀、陶瓷或者石墨。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任何一項(xiàng)所述高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其特征在于所述發(fā)光二極管(I)的散熱連接部(11)和連接腳(12 )通過焊料(3 )與所述散熱基板(2)表面包裹的銅箔層(21)焊接，所述焊料(3)滲入所述多個(gè)導(dǎo)熱孔(213)中以增加銅箔層(21)與散熱連接部(11)之間的熱傳導(dǎo)面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其特征在于所述散熱基板(2)的材質(zhì)為金屬基印刷電路板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，其特征在于所述發(fā)光二極管(I)的封裝材料為有機(jī)娃材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高散熱、抗光衰及高光效的發(fā)光二極管，包括發(fā)光二極管(1)和散熱基板(2)，所述發(fā)光二極管(1)焊接在所述散熱基板(2)上，在所述發(fā)光二極管(1)的表面涂敷有ZnS納米熒光粉層(13)。本實(shí)用新型由于在發(fā)光二極管的表面涂敷有ZnS納米熒光粉層，納米級的ZnS基熒光粉可以均勻的分布并且可以使得發(fā)光二極管發(fā)出光能經(jīng)過納米熒光粉后更加明亮提高光效，因而可以在相同亮度的要求下，可以減少發(fā)光二極管使用的數(shù)量或功率，從而減少發(fā)光二極管燈具的散熱。
文檔編號F21S2/00GK202349696SQ201120510479
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者單春豐, 孔祥啟, 李順程 申請人:四川鋈新能源科技有限公司