CN103594606A - 一种发光二极管飞盘状支架 - Google Patents

Abstract

本发明是一种发光二极管飞盘状支架。包括有内部热沉（2）、金属引脚（3），其中金属引脚（3）装设在内部热沉（2）的两端，且内部热沉（2）和金属引脚（3）通过基座（1）封装成一体，内部热沉（2）包括有导热柱体（21）及若干薄圆片（4），若干薄圆片（4）设置在导热柱体（21）的四周，并以多层状有序分布为圆片层状，导热柱体（21）的顶部凸起形成安装LED芯片的台阶（5）。本发明的LED飞盘状支架，采用间隔分布的大面积圆片翅片结构，使LED晶片工作时产生的热量通过中心柱体向各个相间隔的大面积圆片进行传递，再通过热传导和热对流的形式将热量很好地向空气和基板散发，有效地降低LED晶片工作时的结温。

Description

一种发光二极管飞盘状支架

技术领域

本发明是一种发光二极管飞盘状支架，属于发光二极管飞盘状支架的改造技术。

背景技术

发光二极管Light Emitting Diode（简称LED），是一种固体发光器件。白光LED被誉为替代荧光灯和白炽灯的第四代照明光源。LED利用电场发光，具有光效高、无辐射、寿命长、低功耗和环保的优点。要使LED完全代替传统照明光源，首先就是光效以及光通量要大大提高，而光通量的提高仅依靠传统的小功率芯片是无法达到的，因此大功率LED的研究显得尤为重要。但是,目前由于半导体制造技术的限制，大功率LED的输入功率70%～80%以热能的形式被耗散掉了。巨大的热量，如果不断积累，会导致LED结温升高，严重影响LED的光通量、寿命、可靠性等，并会导致发射光谱红移、封装材料黄化等。

此外，由于封装方面的技术问题，许多采用较高质量的芯片封装的LED并不能得到较长的使用寿命。现有的LED支架一般包括有片状铜支架，铜支架上设有铜热沉，铜热沉之间通过胶体基座封装成一体，LED晶片安装在铜热沉的上端面，这种LED支架的内部热沉导热能力有限，热阻阻塞问题较大，因此，从封装结构上提高芯片LED散热降低结温具有重要的实际意义。

业内人士都提出通过利用翅片结构对LED加强散热的方法。如美国专利US8,8076,92, B2，提出将LED内部热沉外表面设计成相间凸出的翅片结构。在一定程度上，该结构通过翅片结构，有助于LED晶片的散热。但是由于该结构的内部热沉中心圆柱体积太大，导致晶片产生的热量容易积聚在中心圆柱内部，难以直接将热量传导到外部的间隔翅片部分，再将热量散发到空气中去。中国专利CN 102290520 A，提出多个晶片安装在一个该热沉的翅片上，在该结构中，晶片产生的热量很容易散发到中心柱体内部和空气中，但由于是一热沉多晶片的安装形式，当LED晶片长时间工作后，过多的热量将集聚在中心柱体上难以散发，过多的热量将影响到其他晶片的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可以提高LED封装支架的散热效果和降低LED芯片结温的发光二极管飞盘状支架。本发明不仅节省空间、成本低、使用安全、操作方便，使用寿命长。

本发明的技术方案是：本发明的发光二极管飞盘状支架，包括有内部热沉、金属引脚，其中金属引脚装设在内部热沉的两端，且内部热沉和金属引脚通过基座封装成一体，内部热沉包括有导热柱体及若干薄圆片，若干薄圆片设置在导热柱体的四周，并以多层状有序分布为圆片层状，导热柱体的顶部凸起形成安装LED芯片的台阶。

上述若干薄圆片与导热柱体直接一体做出；或分开做出，再连接为一体。

上述若干薄圆片的层与层之间设置有散热间隙。

上述基座的内部是和薄圆片形成互补的多层薄圆环结构，或是仅起绝缘作用的单一圆环。

上述内部热沉和金属引脚的材料是铝、铜、铁、银或是这些金属的合金。

上述基座的材料是塑料、陶瓷、金刚石。

上述内部热沉的两端各设有2根金属引脚，金属引脚穿入基座内部与内部热沉封装成一体。

所述的封装结构可以应用于LED表面贴装封装，功率型封装，COB型封装，食人鱼型封装，倒装焊型封装等LED各类封装技术中。

本发明有益效果在于：本发明提供的LED支架，包括有圆片层状内部热沉，两端的金属引脚。圆片层状内部热沉和金属引脚之间通过基座封装成一体。内部热沉以中心导热柱体为基准向四周延伸大面积薄圆片并以多层状有序分布，顶部凸起形成安装LED芯片的台阶。封装时将LED芯片安装在台阶上，内部热沉采用中心圆柱体进行径向导热，加强了热能导出能力，解决了现有的热阻阻塞问题，同时薄圆片间隙分布设计，增加了接触面积，进行横向导热，进一步提高了LED支架的散热性能。LED芯片工作时，通过内部热沉的圆片层状结构，产生的热量更快地散发到基座上，同时基座采用高热导率材料，热量将迅速散发到空气中去。LED芯片使用所述的飞盘状LED支架结构工作时结温比使用现有结构工作的要低20～30℃。由于LED芯片结温的减少，使得LED的光衰得以降低，延长了LED的寿命，并且具有结构简单，使用方便特点。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的带发光二极管飞盘状支架。

附图说明

图1为本发明采用的大功率LED封装支架的结构示意图；

图2为本发明采用的大功率LED封装支架结构图的剖面图；

图3为本发明具体实施方法1采用的大功率LED封装支架结构的分解图；

图4为本发明采用的大功率LED封装支架结构示意图；

图5为本发明采用的大功率LED封装支架结构图的剖面图；

图6为本发明采用的大功率LED封装支架结构的分解图；

图7为本发明大功率LED封装支架结构中的内部热沉；

图8为本发明大功率LED封装支架结构内部热沉的剖面图。

具体实施方式

实施例1：

本发明的结构示意图如图1、2、3所示，本发明的LED支架，包括有圆片层状内部热沉2，两端的金属引脚3。圆片层状内部热沉2和金属引脚3之间通过基座1封装成一体。内部热沉2以中心导热柱体21为基准向四周延伸大面积薄圆片4并以多层状有序分布，顶部凸起形成安装LED芯片的台阶5，大面积薄圆片4如图7～8所示。具体实施中，层状薄圆片的层与层之间设置有散热间隙，层状薄圆片的层数和厚度没有硬性规定，厚度越薄越好，层数越多越好。

本实施例中，LED封装支架的基座两侧各设有2根金属引脚，金属电极引脚3穿入基座1内部与内部热沉2封装成一体。基座1的两侧各设有2根电极引脚3，电极引脚3穿入基座1的内部，与内部热沉2封装成一体,LED晶片通过导线与电极引脚3连接，使LED正常工作。

如图1～3所示，基座1的内部是与层状薄圆片4形成互补的多层薄圆环结构。

本发明在具体实施时，LED封装支架的内部热沉2和金属引脚3的材料可以是铝、铜、铁、银、等热导率高金属以及其相应的合金。基座1的材料可以是塑料，陶瓷，金刚石等热导率高的绝缘物质。

本发明LED封装结构可以应用于LED表面贴装封装，功率型封装，COB型封装，食人鱼型封装，倒装焊型封装等LED各类封装技术中。

本发明封装时，将单个LED晶片安装在芯片台阶5上，使LED晶片正常工作发光，产生的热量通过内部热沉2以及基座1向外传输。LED芯片使用所述的飞盘状LED支架结构工作时结温比使用现有结构工作的要低20～30℃。由于LED芯片结温的减少，使得LED的光衰得以降低，延长了LED的寿命，并且具有结构简单，使用方便特点。

当然，以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造，特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

实施例2：

本发明的结构示意图如图4-8所示，本实施例与实施例1相似，与实施例1不同的地方在于：基座1是单一的圆环。由于基座1为一绝缘圆环薄片，也即为内部热沉2的导热柱体21和大面积薄圆片4是暴露在空气当中。本实施例所描述结构也能有效的降低LED芯片的结温，且结构更为简单，易于生产制作。LED芯片使用本发明实施例所述的LED支架结构工作时，也可使LED芯片的结温比使用现有结构要低20～30℃。

当然，以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造，特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种发光二极管飞盘状支架，包括有内部热沉（2）、金属引脚（3），其中金属引脚（3）装设在内部热沉（2）的两端，且内部热沉（2）和金属引脚（3）通过基座（1）封装成一体，其特征在于内部热沉（2）包括有导热柱体（21）及若干薄圆片（4），若干薄圆片（4）设置在导热柱体（21）的四周，并以多层状有序分布为圆片层状，导热柱体（21）的顶部凸起形成安装LED芯片的台阶（5）。

2.根据权利要求1所述的发光二极管飞盘状支架，其特征在于上述若干薄圆片（4）与导热柱体（21）直接一体做出；或分开做出，再连接为一体。

3.根据权利要求1所述的发光二极管飞盘状支架，其特征在于上述若干薄圆片（4）的层与层之间设置有散热间隙。

4.根据权利要求1所述的发光二极管飞盘状支架，其特征在于上述基座（1）的内部是与薄圆片（4）形成互补的多层薄圆环结构，或是仅起绝缘作用的单一圆环。

5.根据权利要求1所述的发光二极管飞盘状支架，其特征在于上述内部热沉（2）和金属引脚（3）的材料是铝、铜、铁、银或是这些金属的合金。

6.根据权利要求1所述的发光二极管飞盘状支架，其特征在于上述基座（1）的材料是塑料、陶瓷、金刚石。

7.根据权利要求1所述的发光二极管飞盘状支架，其特征在于上述内部热沉（2）的两端各设有2根金属引脚（3），金属引脚（3）穿入基座（1）内部与内部热沉（2）封装成一体。

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