CN201112412Y - 用于大功率发光二极管散热的封装结构 - Google Patents

用于大功率发光二极管散热的封装结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种用于大功率发光二极管散热的封装结构，用来解决现有技术由于使用焊接材料所带来的二极管芯片散热不充分的问题。为此，本实用新型公开了一种用于大功率发光二极管散热的封装结构，包括发光二极管芯片、用于固定发光二极管芯片的台座、与发光二极管芯片保持导热连接的金属散热板、发光二极管芯片的电极、与电极连接的线路板；所述台座与金属散热板一体成型而成，且台座自金属散热板的上表面凸出，所述金属散热板上至少有一个所述台座；所述线路板设在所述金属散热板的上表面。本实用新型可以显著提高大功率发光二极管的发光效率。

Description

用于大功率发光二极管散热的封装结构
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管灯具，特别是涉及一种用于大功率发光二极管散热的封装结构。
背景技术
半导体发光二极管是一种节能、环保、长寿命的固体光源，因此近十几年来对半导体发光二极管技术的研究一直非常活跃，希望将来能够取代目前普遍使用的日光灯、白炽灯。对于大功率发光二极管来说，其散热性能对最终器件的发光效率有着非常重要的影响。如果散热不好，全造成PN结的温度过高，导致发光效率下降。因上保持良好的散热性能是大功率发光二极管封装技术的一个关键。现在常用的封装结构是将发光二极管芯片固定在一个金属碗杯中，然后再用焊接材料将碗杯与金属散热板焊接。这种结构的缺点是从芯片传出的热量要经过导热性稍差的焊接材料传到散热板，使得传热性能受到影响。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于大功率发光二极管散热的封装结构，用来解决现有技术由于使用焊接材料所带来的二极管芯片散热不充分的问题。
为此，本实用新型公开了一种用于大功率发光二极管散热的封装结构，包括发光二极管芯片、用于固定发光二极管芯片的台座、与发光二极管芯片保持导热连接的金属散热板、发光二极管芯片的电极、与电极连接的线路板；所述台座与金属散热板一体成型而成，且台座自金属散热板的上表面凸出，所述金属散热板上至少有一个所述台座；所述线路板设在所述金属散热板的上表面。
优选地：所述金属散热板表面镀有一层银。银的导热性非常好，镀银后的金属散热板散热效果更好。
优选地：所述台座的顶端表面是平面或者凹面。台座的顶端表面是凹面，这种形状类似于反射杯所起到的聚光功效。
优选地：所述线路板与所述金属散热板通过粘接或螺栓连接的方式连接。其中螺栓连接方式方便拆卸，螺栓可采用非导体材质螺栓，如塑料。
优选地：所述金属散热板的边缘为平直的边缘或者为将所述线路板边沿包住的向内翻折的折边。其中，将所述线路板边沿包住的向内翻折的这边结构是为了加强散热。
优选地：所述金属散热板上有一个位于所述金属散热板中间的所述台座。这是一种台座的位置优选设置，当然，台座也可以设在散热板上非中间的其它部分。
优选地：所述金属散热板的底部有散热槽。散热槽增加金属散热板的散热面积，可以加强散热。
优选地：所述线路板上表面有一层金属散热片层。这种结构是为了加强线路板的散热。
本实用新型相比现有技术的有益效果：由于本实用新型的金属散热板是一个散热整体，中间没有混入其它诸如焊接材质的金属或金属氧化物，故这种结构的散热效果有较大提高。由于发光二极管芯片在温度过高的情况下会降低发光效率，并且容易发生损坏，所以本实用新型对提高大功率的功率型发光二极管灯具的发光效率的作用尤为明显。本实用新型的发明人准确的找出了大功率发光二极管发光效率不高的原因，提出了本实用新型的技术方案，成功地解决了大功率二极管灯具的发光效率不高的问题。
附图说明
图1是本实用新型的第一个实施例的剖面结构示意图。
图2是本实用新型的第二个实施例的剖面结构示意图。
图3是本实用新型的第三个实施例的剖面结构示意图。
图中标识说明：金属散热板1、线路板2、透镜3、电极引线4、发光二极管芯片5、焊接材料6、硅胶7、中心圆柱10、内折边11、凸起边100。
具体实施方式
本实用新型提供一种用于大功率发光二极管散热的封装结构。该结构包括发光二极管芯片、用于固定发光二极管芯片的台座、与发光二极管芯片保持导热连接的金属散热板、发光二极管芯片的电极、与电极连接的线路板。其中，台座与金属散热板一体成型而成，且台座自金属散热板的上表面凸出，金属散热板上至少有一个台座；线路板设在金属散热板的上表面。
本实用新型的进一步改进是在金属散热板表面镀一层银。银的导热性非常好，镀银后的金属散热板散热效果更好。
本实用新型的台座有两种优选方案，即台座的顶端表面是平面或者凹面。台座的顶端表面是凹面，这种形状类似于反射杯所起到的聚光功效。
本实用新型的线路板与金属散热板之间的连接方式有两种优选方案，即线路板与金属散热板通过粘接或螺栓连接的方式连接。其中螺栓连接方式方便拆卸，螺栓可采用非导体材质螺栓，如塑料。
本实用新型的金属散热板的边缘有两种优选方案：金属散热板的边缘为平直的边缘或者为将线路板边沿包住的向内翻折的折边。其中，将线路板边沿包住的向内翻折的这边结构是为了加强散热。
本实用新型的金属散热板上的台座的位置有一种最佳方案：金属散热板上有一个位于金属散热板中间的台座。这是一种台座的位置优选设置，当然，台座也可以设在散热板上非中间的其它部分。
本实用新型的金属散热板有一种散热结构的优选方案，即金属散热板的底部有散热槽。散热槽增加金属散热板的散热面积，可以加强散热。
本实用新型的线路板上有一种散热结构的优选方案，即线路板上表面有一层金属散热片层。这种结构是为了加强线路板的散热。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
在图1中，发光二极管芯片5通过焊接材料6固定在表面镀银的金属散热板1的中心圆柱10上。这样发光二极管芯片5产生的热量可以通过金属散热板1迅速地传到散热板的外表面。线路板2是用来将发光二极管芯片5的正负极通过电极引线4引出，以便在使用时连接外部引线。线路板2用粘结剂固定在金属散热板1上。透镜3固定在线路板2上，其内部充满硅胶7。金属散热板1的边沿有向上内侧翻折的内折边11，该内折边11将线路板2的边沿包合。
在图2的实施例中，金属散热板1的最外沿边没有台阶，未将线路板2包住。线路板2直接通过粘结剂固定在金属散热板1上。
在图3中实施例，金属散热板中心圆柱的上端有碗杯形的凸起边100。发光二极管芯片5固定在“碗杯”中。从发光二极管芯片5中发出的一部分光可以由“碗杯”的内壁反射出去。
在图1、图2与图3中，固定发光二极管芯片5的焊接材料可以是高导热银胶、有铅、无铅焊锡等。发光二极管芯片的数量可以是一个或多个。除中心圆柱外，还可以在其周围制作多个圆柱用来固定更多的发光二极管芯片。固定线路板2的粘结剂可以是导热胶、银胶、焊锡等，或者用螺丝固定。线路板2可以采用普通线路板，也可以采用金属制作的线路板。金属散热板可以采用纯铜、铜合金、铝合金或其它高导热材料。透镜内的透明胶是柔性硅胶或环氧树脂。在线路板2的上面可以再加上一块金属板以提高散热面积。此金属板通过螺丝与下面的金属散热板1连接并固定，在需要的地方开口以便引线可以连接到外部。金属散热板1的底部可以加工成各种形状的槽来增大散热面积。

Claims (8)

1、一种用于大功率发光二极管散热的封装结构，包括发光二极管芯片、用于固定发光二极管芯片的台座、与发光二极管芯片保持导热连接的金属散热板、发光二极管芯片的电极、与电极连接的线路板；其特征在于：所述台座与金属散热板一体成型而成，且台座自金属散热板的上表面凸出，所述金属散热板上至少有一个所述台座；所述线路板设在所述金属散热板的上表面。
2、根据权利要求1所述的用于大功率发光二极管散热的封装结构，其特征在于：所述金属散热板表面镀有一层银。
3、根据权利要求1所述的用于大功率发光二极管散热的封装结构，其特征在于：所述台座的顶端表面是平面或者凹面。
4、根据权利要求1所述的用于大功率发光二极管散热的封装结构，其特征在于：所述线路板与所述金属散热板通过粘接或螺栓连接的方式连接。
5、根据权利要求1所述的用于大功率发光二极管散热的封装结构，其特征在于：所述散热板的边缘为平直的边缘或者为将所述线路板边沿包住的向内翻折的折边。
6、根据权利要求1所述的用于大功率发光二极管散热的封装结构，其特征在于：所述金属散热板上有一个位于所述散热板中间的所述台座。
7、根据权利要求1所述的用于大功率发光二极管散热的封装结构，其特征在于：所述散热板的底部有散热槽。
8、根据权利要求1所述的用于大功率发光二极管散热的封装结构，其特征在于：所述线路板上表面有一层金属散热片层。
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