專利名稱：高散熱效率led光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種電子元件，尤其是一種高散熱效率LED光源。
背景技術(shù)：
所謂的LED (Light Emitting Diode)即為半導(dǎo)體發(fā)光二極管,是ー種能將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件，被廣泛的用作手電筒、顯示屏、指示燈等等。白光LED被譽(yù)為替代熒光燈和白熾燈的第四代照明光源。LED具有響應(yīng)速度快、對(duì)比度高、壽命長(zhǎng)，無(wú)輻射，低功耗等等特點(diǎn)。然而，LED燈的工作原理使得在大功率LED照明行業(yè)里散熱問(wèn)題變得非常突出，許多LED照明方案不夠重視散熱，所以目前量產(chǎn)的大功率LED燈普遍存在實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如理論值，性價(jià)比低于傳統(tǒng)燈具的尷尬情況。并且LED中的PN結(jié)的工作溫度越高，發(fā)光效率越低，LED壽命越短，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生光衰現(xiàn)象。一般情況下，當(dāng)正向電流流經(jīng)PN結(jié)，發(fā)熱性損耗使結(jié)區(qū)產(chǎn)生溫升。在室溫附近，溫度每升高1°C，LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少1%左右。另外，LED的發(fā)光波長(zhǎng)隨溫度變化為
0.2 0. 3nm/°C，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。LED可以在_40°C 85°C的環(huán)境中工作，一般發(fā)光效率最好的環(huán)境溫度是_40°C 40°C，超出此范圍發(fā)光效率將大幅降低。封裝散熱對(duì)保持色純度與發(fā)光強(qiáng)度非常重要，散熱設(shè)計(jì)是LED能否成功應(yīng)用的關(guān)鍵技木，LED封裝時(shí)必須充分重視，以保證PN結(jié)的溫度不超過(guò)允許溫度。常規(guī)的LED散熱裝置是通過(guò)鋁合金散熱器來(lái)散熱，由鋁合金材料實(shí)現(xiàn)集散熱的目的。但是散熱效果不是很理想。而水熱導(dǎo)管搭配散熱器對(duì)LED進(jìn)行散熱處理的方式散熱結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制作エ藝復(fù)雜，而且散熱效率不佳。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高散熱效率LED光源，它的散熱效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，生產(chǎn)成本低廉，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的高散熱效率LED光源，包括散熱器，在散熱器上設(shè)有導(dǎo)熱器，散熱器的頂部與導(dǎo)熱器的底部為對(duì)應(yīng)的齒形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱器的頂部為凹槽結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)熱器的頂面覆蓋有導(dǎo)熱陶瓷，在導(dǎo)熱陶瓷上設(shè)有導(dǎo)線層；在導(dǎo)熱器的凹槽中部設(shè)有LED芯片，LED芯片通過(guò)金線與導(dǎo)線層連接，在導(dǎo)熱器的凹槽中設(shè)有熒光粉層，在熒光粉層上方設(shè)有玻璃透鏡。散熱器及導(dǎo)熱器為鋁基板或者銅基板。導(dǎo)熱陶瓷為氧化鋁或氮化鋁。熒光粉層由環(huán)氧樹(shù)脂和熒光粉組成，環(huán)氧樹(shù)脂和熒光粉的混合比列根據(jù)LED芯片發(fā)光強(qiáng)度和波長(zhǎng)按照慣用比例進(jìn)行混合。所述的導(dǎo)線層的材料為Mo、Au、Cu、Ag、Ni或Al中的一種或幾種的搭配與組合，或
者它們的合金，或者金屬與合金的搭配與組合。由于采用了上述的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在導(dǎo)熱器的頂部設(shè)置凹槽結(jié)構(gòu)，使置于該凹槽中的LED芯片能充分與導(dǎo)熱器接觸，導(dǎo)熱器將LED芯片發(fā)出的熱量傳遞給散熱器，這樣的結(jié)構(gòu)能有效的將LED芯片發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱量散發(fā)掉，而且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低，所得到的產(chǎn)品具有較好的物理性能及化學(xué)穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)，制作成本較低，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

圖I為散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為導(dǎo)熱器頂部沒(méi)有進(jìn)行機(jī)加工前的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為導(dǎo)熱器頂部進(jìn)行機(jī)加工后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的A-A剖視圖；圖5為生長(zhǎng)了導(dǎo)熱陶瓷后的平面圖； 圖6為圖5的A-A剖視圖；圖7為沉積、掩膜、刻蝕出導(dǎo)線層后的平面圖；圖8為圖7的A-A剖視圖；圖9為裝入了 LED芯片并覆蓋了熒光粉層后的平面圖；圖10為圖9的A-A剖視圖；圖11為封裝了玻璃透鏡后的剖視圖；圖12為導(dǎo)熱器和散熱器進(jìn)行粘連后的平面圖；圖13為圖12的A-A剖視圖；圖14為本實(shí)用新型多芯片LED的平面圖；附圖標(biāo)記I-散熱器、2-導(dǎo)熱器、3-導(dǎo)熱陶瓷、4-導(dǎo)線層、5-玻璃透鏡、6-熒光粉層、7-金線、8-LED芯片。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例高散熱效率LED光源的結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括鋁基板為材料的散熱器I，在散熱器I上設(shè)有鋁基板為材料的導(dǎo)熱器2，散熱器I的頂部與導(dǎo)熱器2的底部為對(duì)應(yīng)的齒形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱器2的頂部為凹槽結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)熱器2的頂面覆蓋有氧化鋁為材料的導(dǎo)熱陶瓷3，在導(dǎo)熱陶瓷3上設(shè)有以Cu為材料的導(dǎo)線層4 ;在導(dǎo)熱器2的凹槽中部設(shè)有LED芯片8，LED芯片8通過(guò)金線7與導(dǎo)線層4連接，在導(dǎo)熱器2的凹槽中設(shè)有熒光粉層6，熒光粉層6由環(huán)氧樹(shù)脂和熒光粉組成，將環(huán)氧樹(shù)脂和熒光粉根據(jù)LED芯片發(fā)光強(qiáng)度和波長(zhǎng)按照現(xiàn)有技術(shù)中提供的比例進(jìn)行混合，在熒光粉層6上方設(shè)有玻璃透鏡5。帶散熱結(jié)構(gòu)的封裝LED光源的制備方法，步驟ー采用機(jī)械加工的方式將鋁基板加工成散熱器I及導(dǎo)熱器2，將散熱器I的頂部與導(dǎo)熱器2的底部加工為對(duì)應(yīng)的齒形結(jié)構(gòu)，并將導(dǎo)熱器2的頂部加工為凹槽結(jié)構(gòu)；步驟ニ 利用磁控濺射法，以氧化鋁為材料，在導(dǎo)熱器2的頂部生長(zhǎng)ー層導(dǎo)熱陶瓷3 ;步驟三利用磁控濺射法，以金屬銅為材料，在導(dǎo)熱陶瓷3的頂面沉積出ー層金屬層；[0032]步驟四在步驟三的基礎(chǔ)上，對(duì)金屬層進(jìn)行掩膜刻蝕，刻蝕深度至導(dǎo)熱陶瓷3表面，在導(dǎo)熱陶瓷3表面形成導(dǎo)線層4 ；步驟五用導(dǎo)熱硅膠把LED芯片8粘連到導(dǎo)熱器2頂部的凹槽內(nèi)，并用金線7將對(duì)LED芯片8和導(dǎo)線層4進(jìn)行連接，再將環(huán)氧樹(shù)脂和熒光粉根據(jù)LED芯片發(fā)光強(qiáng)度和波長(zhǎng)按照現(xiàn)有技術(shù)中提供的比例進(jìn)行混合，覆蓋到導(dǎo)熱器2頂部的凹槽中，形成熒光粉層；步驟六將玻璃透鏡5密封膠固定在導(dǎo)熱器2上，用密封膠將導(dǎo)熱器2和封裝外殼接觸的地方密封嚴(yán)實(shí)；步驟七將導(dǎo)熱器2與散熱器I之間用導(dǎo)熱硅膠進(jìn)行粘連。
權(quán)利要求1. 一種高散熱效率LED光源,包括散熱器(I),其特征在于在散熱器(I)上設(shè)有導(dǎo)熱器(2)，散熱器(I)的頂部與導(dǎo)熱器(2)的底部為對(duì)應(yīng)的齒形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱器(2)的頂部為凹槽結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)熱器(2)的頂面覆蓋有導(dǎo)熱陶瓷(3)，在導(dǎo)熱陶瓷(3)上設(shè)有導(dǎo)線層(4);在導(dǎo)熱器(2)的凹槽中部設(shè)有LED芯片(8)，LED芯片(8)通過(guò)金線(7)與導(dǎo)線層(4)連接，在導(dǎo)熱器(2)的凹槽中設(shè)有突光粉層(6),在突光粉層(6)上方設(shè)有玻璃透鏡(5)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高散熱效率LED光源，包括散熱器，在散熱器上設(shè)有導(dǎo)熱器，散熱器的頂部與導(dǎo)熱器的底部為對(duì)應(yīng)的齒形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱器的頂部為凹槽結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)熱器的頂面覆蓋有導(dǎo)熱陶瓷，在導(dǎo)熱陶瓷上設(shè)有導(dǎo)線層；在導(dǎo)熱器的凹槽中部設(shè)有LED芯片，LED芯片通過(guò)金線與導(dǎo)線層連接，在導(dǎo)熱器的凹槽中設(shè)有熒光粉層，在熒光粉層上方設(shè)有玻璃透鏡。本實(shí)用新型能有效的將LED芯片發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱量散發(fā)掉，而且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備工藝少，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低，所得到的產(chǎn)品具有較好的物理性能及化學(xué)穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)，制作成本較低，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK202660334SQ20122033198
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者鄧朝勇, 王新, 楊利忠 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)