CN102810620A - 以半导体制冷片为支架封装的led - Google Patents

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邓明鉴
邬华
邹鹏
曾凡文
苏承勇
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Abstract

本发明公开了一种以半导体制冷片为支架封装的LED，包括半导体制冷支架和封装于所述半导体制冷支架冷端外表面的LED芯片，所述半导体制冷支架冷端为导热绝缘板并且其外表面印制有用于电连接于LED芯片形成接线端子的印刷电路，本发明的以半导体制冷片为支架封装的LED，直接将LED芯片封装于半导体制冷片结构的支架上，LED芯片与支架之间无其他导热部件，结构紧凑，重量轻，制造成本低，能提高热中和效率及制冷利用率，达到最佳冷却效果，通过电制冷和热交换的形式对LED芯片进行冷却和散热，能有效确保LED芯片处于正常工作温度，避免结温过高，保证LED的使用性能和使用寿命。

Description

以半导体制冷片为支架封装的LED
技术领域
本发明涉及一种LED封装，尤其涉及一种以半导体制冷片为支架封装的LED。
背景技术
LED灯珠与传统的白炽灯、日光灯等照明工具相比具有发光率高、耗能少、适用性强、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点，在照明领域中得到越来越广泛的应用，LED灯珠的核心结构为P-N结半导体晶片，在电流作用下以发光和放热的形式释放出能量，因此LED灯珠在持续发光过程中产生大量热，一般情况下，LED灯珠的发光波长随结温变化为0.2-0.3nm/℃，结温每升高1℃，LED灯珠的发光强度会相应地减少1%左右，结温达到55℃时LED灯珠使用寿命会缩短一半，所以结温的变化是影响LED灯珠发光强度、光色纯度及使用寿命的主要元素之一，目前多采用LED芯片封装于铜质支架的结构，利用铜质支架较好的导热性能吸收LED芯片产生的热量然后通过自然对流散热的方式将热量排出，对于大功率LED灯一般还需要将以铜质支架封装的LED灯珠安装于半导体制冷片上，使铜质支架导热贴合于半导体制冷支架冷端，通过半导体制冷片的冷却作用对铜质支架进行冷却，再通过铜质支架吸收LED芯片的热量实现LED芯片的散热，基本上能够解决LED芯片的散热问题，但LED芯片与半导体制冷片之间需要经过铜质支架的热传导作用，热中和效率不高，铜质支架两端会形成温差，达不到最佳的冷却效果，电制冷利用率低。
因此，需要对现有的LED灯珠结构加以改进，通过制冷和热交换的形式直接对LED芯片进行冷却散热，提高热中和效率及制冷利用率，达到最佳冷却效果，有效避免结温过高，使其正常发光，保证LED灯珠的使用性能和使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种以半导体制冷片为支架封装的LED，直接将LED芯片封装于半导体制冷片结构的支架上，通过制冷和热交换的形式直接对LED芯片进行冷却散热，能提高热中和效率及制冷利用率，达到最佳冷却效果，有效确保LED灯珠处于正常工作温度，避免结温过高，保证LED灯珠的使用性能和使用寿命。
本发明的以半导体制冷片为支架封装的LED，包括半导体制冷支架和封装于所述半导体制冷支架冷端外表面的LED芯片，所述半导体制冷支架冷端为导热绝缘板并且其外表面印制有用于电连接于LED芯片形成接线端子的印刷电路。
进一步，所述LED芯片贴于半导体制冷支架冷端的印刷电路封装；
进一步，所述半导体制冷支架的冷端为绝缘陶瓷板，半导体制冷支架的热端也为绝缘陶瓷板；
进一步，位于半导体制冷支架冷端和热端之间设置有均匀相间排布的P极半导体和N极半导体以及压合于半导体制冷支架冷端和热端内表面导热连接并将P极半导体和N极半导体串联的导电金属块，串联后的半导体链两端通电制冷；
进一步，所述印刷电路与LED芯片连接电极印制为对口嵌入式电极。
本发明的有益效果是：本发明的以半导体制冷片为支架封装的LED，直接将LED芯片封装于半导体制冷片结构的支架上，LED芯片与支架之间无其他导热部件，结构紧凑，重量轻，制造成本低，能提高热中和效率及制冷利用率，达到最佳冷却效果，通过电制冷和热交换的形式对LED芯片进行冷却和散热，能有效确保LED芯片处于正常工作温度，避免结温过高，保证LED的使用性能和使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的平面图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的平面图，如图所示：本发明的以半导体制冷片为支架封装的LED，包括半导体制冷支架1和封装于所述半导体制冷支架1冷端11外表面的LED芯片2，所述半导体制冷支架1冷端11为绝缘板并且其外表面印制有用于电连接于LED芯片2形成接线端子的印刷电路3，LED芯片2采用现有的封装技术，先位于半导体制冷支架1上粘结管芯，再将LED芯片2置于管芯内并与印刷电路3点连接，最后将环氧树脂材料注于管芯内将LED芯片2包封，封装于半导体制冷支架1的LED芯片可以是一个或多个，LED芯片为多个时可印制不同的印刷电路使各LED芯片之间串联、并联或部分串联后再整体并联，均在本发明保护范围之内。
本实施例中，所述LED芯片2贴于半导体制冷支架1冷端11的印刷电路3封装，LED芯片2与半导体制冷支架1冷端11直接接触，中间无其他导热部件，不仅结构紧凑，重量轻，制造成本低，而且可通过热交换的形式对LED芯片2进行冷却，效果较好，能有效确保LED芯片2处于正常工作温度，避免结温过高，保证LED的使用性能和使用寿命。
本实施例中，所述半导体制冷支架1的冷端11为绝缘陶瓷板，半导体制冷支架1的热端12也为绝缘陶瓷板，绝缘陶瓷板具有较好的导热、耐高温和耐腐蚀性能，不仅能够通过热交换作用对LED灯芯进行较好的冷却，而且能够适应灯体内部高温高光强环境，使用寿命久，不易损坏，而且硬度高，不易变形，利于保证灯体的封装固化结构。
本实施例中，位于半导体制冷支架1冷端11和热端12之间设置有均匀相间排布的P极半导体13和N极半导体14以及压合于半导体制冷支架1冷端11和热端12内表面导热连接并将P极半导体13和N极半导体14串联的导电金属块15，串联后的半导体链两端通电制冷，采用现有的半导体制冷片结构，性能稳定，加工工艺成熟，制造成本低。
本实施例中，所述印刷电路3与LED芯片2连接电极印制为对口嵌入式电极，如图2所示，对口嵌入式为相互对应设置的凹凸形，使LED芯片2置于管芯内与电极电连接的轴向转动调节角度范围较大，便于LED芯片2多方位包封，当然通常的设置为平头对口式电极、弧形对口式电极均在本发明保护范围之内。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种以半导体制冷片为支架封装的LED，其特征在于：包括半导体制冷支架和封装于所述半导体制冷支架冷端外表面的LED芯片，所述半导体制冷支架冷端为导热绝缘板并且其外表面印制有用于电连接于LED芯片形成接线端子的印刷电路。
2.根据权利要求1所述的以半导体制冷片为支架封装的LED，其特征在于：所述LED芯片贴于半导体制冷支架冷端的印刷电路封装。
3.根据权利要求2所述的以半导体制冷片为支架封装的LED，其特征在于：所述半导体制冷支架的冷端为绝缘陶瓷板，半导体制冷支架的热端也为绝缘陶瓷板。
4.根据权利要求3所述的以半导体制冷片为支架封装的LED，其特征在于：位于半导体制冷支架冷端和热端之间设置有均匀相间排布的P极半导体和N极半导体以及压合于半导体制冷支架冷端和热端内表面导热连接并将P极半导体和N极半导体串联的导电金属块，串联后的半导体链两端通电制冷。
5.根据权利要求4所述的以半导体制冷片为支架封装的LED，其特征在于：所述印刷电路与LED芯片连接电极印制为对口嵌入式电极。
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