CN201112406Y - 集成一体化发光二极管封装结构 - Google Patents

集成一体化发光二极管封装结构 Download PDF

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CN201112406Y CNU2007200744695U CN200720074469U CN201112406Y CN 201112406 Y CN201112406 Y CN 201112406Y CN U2007200744695 U CNU2007200744695 U CN U2007200744695U CN 200720074469 U CN200720074469 U CN 200720074469U CN 201112406 Y CN201112406 Y CN 201112406Y
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罗小兵
程婷
石雄
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Abstract

一种集成一体化发光二极管封装结构，主要包括基板、LED芯片、电路基板，其特征在于所述基板中设有微热管，其管壁直接作为LED芯片封装焊接部位的基板平面，LED芯片直接焊接在该平面上，电路基板覆盖在基板平面之上，基板与微热管形成一体化，微热管的一端与散热器连接。本实用新型的优点是采用基板与微热管一体化以及电路基板集成化的结构，减少了热介面和降低了热阻，减小了体积，增强了功能，并采用微热管即蒸汽腔的散热方式，提高了热传导效率和LED芯片的散热效果。

Description

集成一体化发光二极管封装结构
技术领域
本实用新型涉及一种半导体器件，特别涉及一种集成一体化发光二极管封装结构。
背景技术
发光二极管(LED)因为其显示出优于传统光源的节能效果，具有耗能低，使用寿命长、反应灵敏、不含有毒物质等特点，使得这种节能环保的新型光源得到了广泛的应用。
但是，LED不是100％把电能转换为光能，目前LED芯片在工作时约80％的电能转化成为热能，多数的LED芯片封装在荧光粉涂层及光学透镜中，整个装置在相对密封且有限的灯具内腔中，其工作时产生的热量较难及时的疏导热量。LED芯片的工作温度有较苛刻的要求，目前先进LED芯片技术的工作温度为120摄氏度，随着芯片工作温度的提高，芯片会出现衰减或变色的问题，控制芯片的工作温度是光品质得到保证的基础。与各种电子器件一样，芯片的寿命与工作温度成反比关系，因此控制工作温度也是芯片工作寿命的保障。
LED的散热一般采用散热翅片的被动式散热方案，而当LED功率升高时，普通散热翅片的散热效率并不理想，而且体积大、材料用量多，不能有效的将芯片工作温度控制在较低的温度。
随着微电子技术的发展而产生的微热管新技术，其不仅具有热管高效的散热能力，而且其在温度均匀性上也有良好的表现。但目前采用热管散热方案的封装多为LED芯片封装在基板上，数根传统热管埋设在LED封装基板中，基板较厚。同时封装中热管与基板之间的热阻，芯片与基板之间的热阻、基板热阻等多层界面上的热阻很大程度阻碍热量的通畅传导，降低了热管的散热效率。
发明内容
本实用新型的发明目的针对已有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种集成一体化发光二极管封装结构。
本实用新型采用微热管管壁作为LED芯片封装焊接部位，电路基板与基板紧密封装在一起的技术方案。当LED芯片工作时，LED芯片产生的热量通过微热管管壁传导至管内，热量使微热管内的液体迅速相变汽化，将热量导出，使得LED芯片的工作温度控制在较低的范围内。此外，微热管能将热量迅速的扩散至热管各处，热源的温度有较好的均匀性，不会出现局部的热点。
本实用新型主要包括：基板、发光二极管(LED)芯片、电路基板，其特征在于所述基板中设有微热管，微热管管壁直接作为LED芯片封装焊接部位的基板平面，LED芯片直接焊接在该平面上，电路基板覆盖在基板平面之上，处于LED芯片周围，基板与微热管形成一体化，微热管的一端与散热器连接。本实用新型的优点是采用基板与微热管一体化以及电路基板集成化的结构，减少了热介面和降低了热阻，减小了体积，增强了功能，并采用微热管即蒸汽腔的散热方式，提高了热传导效率和LED芯片的散热效果。同时将LED的电路部分也智能控制和传感控制。
附图说明
图1本实用新型的封装结构示意图；
图2带有凹槽形状的结构示意图；
图3本实用新型的封装系统结构示意图。
1 LED芯片，2 微热管，3 基板，4 电路基板，5 散热器，6 连管
具体实施方式
实施例1
下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例：
参见图1，基板3采用金属材质制作，通过压印、烧结等方法制作出微热管2阵列，微热管2的阵列布置随LED模块的散热需要布置。微热管2的直径尺寸为3mm～6mm之间。其毛细结构可为：烧结式，沟槽式、铜纤维式、金属丝网式。微热管2的管壁直接作为LED芯片1封装焊接部位的基板3的平面，电路基板4上加工有安装LED芯片1的孔，并形成光杯形状，收聚LED芯片1的光线。LED芯片1穿过电路基板4上的孔直接焊接在该基板3的平面上。LED芯片1通过金线与电路基板4上的线路相连接，电路基板4上制作有驱动电路、控制电路、传感电路，实现LED模块的智能和节能控制。电路基板4覆盖在基板3的平面之上，处于LED芯片1周围，基板3与微热管2形成一体化，微热管2的一端通过连管6与散热器5连接，参见图3。微热管2内充有受热易汽化的液体。LED芯片1工作时热量直接传导至基板3上，由于微热管2的一端埋设在基板3中，微热管2的一端通过连管6连接到散热器5，散热器5的翅片包裹着微热管2。LED芯片1的热量透过微热管2的金属壁(即基板3的平面)传导至微热管2中的液体，液体吸热由液态相变成气态，沿微热管2上升至散热器5的一端，在翅片的散热作用下冷却为液态，再流回热端进行循环。相变的高速高效热传导可将LED芯片1的工作温度控制在较低的安全值。通过基板3中的微热管2将热量迅速的传导至散热器5一端。其中热量通过的热介面和热介质少，很大程度的降低了热传导过程中的热阻，提高热传导效率。
实施例2
实施例2与实施例1相同，所不同的是基板3上可制作小凹槽，凹槽的形状可根据光学光杯的设计制作，LED芯片1封装在凹槽底部，凹槽可起光学反光镜的作用，参见图2。

Claims (6)

1.一种集成一体化发光二极管封装结构，主要包括：基板、发光二极管(LED)芯片、电路基板，其特征在于所述基板中设有微热管，微热管管壁直接作为LED芯片封装焊接部位的基板平面，LED芯片直接焊接在该平面上，电路基板覆盖在基板平面之上，处于LED芯片周围，基板与微热管形成一体化，微热管的一端与散热器连接。
2.根据权利要求1所述的集成一体化发光二极管封装结构，其特征在于所述微热管的直径为3mm～6mm。
3.根据权利要求1所述的集成一体化发光二极管封装结构，其特征在于所述微热管内充有受热易汽化的液体。
4.根据权利要求1所述的集成一体化发光二极管封装结构，其特征在于所述微热管的毛细结构为烧结式或沟槽式或铜纤维式或金属丝网式。
5.根据权利要求1所述的集成一体化发光二极管封装结构，其特征在于所述电路基板包含驱动电路、控制电路、传感通讯电路。
6.根据权利要求1所述的集成一体化发光二极管封装结构，其特征在于所述电路基板上设有安装LED芯片的孔或槽。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102135248A (zh) * 2011-01-23 2011-07-27 符建 基于液态金属散热的螺纹连接结构的大功率led光源
CN102386155A (zh) * 2010-08-27 2012-03-21 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体装置及形成发光二极管元件的方法
CN103423630A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 乐利士实业股份有限公司 发光装置
CN107240578A (zh) * 2017-07-21 2017-10-10 西安电子科技大学 三维集成电路的碳化硅微流道散热结构及其制作方法

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