CN201946596U - 一种具有热能与电能分离式散热的led光源封装结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构，其特征是包括支架外壳、金线、LED晶片、导热柱、导电层、外封硅，其中支架外壳底座内安放碗杯凹槽，该碗杯凹槽内安放LED晶片，安放LED晶片区域与金线引出点的位置是隔离的，LED晶片与导热柱相接，LED晶片与导电层之间通过金线焊接，外封胶灌装LED晶片。优点：适用于单晶或多晶的封装，具有良好的散热能力。热能通过中间安放LED晶片金属片直接导出，从而实现热能与电能真正意义上的分离，降低LED的光衰，延长LED的寿命，为LED后端运用解决了因热能而引起光衰的问题。

Description

一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构
技术领域
本实用新型涉及的是一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构，属于LED封装技术领域。
技术背景
第四代光源-半导体照明时代已来临，而传统照明难以满足现代人们的“节能环保，持久耐用”的生活理念和生活需要。普通LED由于封装结构局限性，导电极在导电的同时也起到导热的作用，使得散热效果不佳，若使用在照明灯管中或作为背光源运用在TV、Note Book背光上热量难以散去，其结温的上升会使发光复合的几率下降，亮度会下降，寿命和输出光通量也会随着温度的升高而下降。若PN结产生的热量能尽快的散发出去，不仅在“健康环保、低碳时尚、耐用节能的基础上大大的提高LED产品的发光效率，同时也大大提高了LED产品的可靠性和寿命，从而为人类照明事业做出贡献。基于上述要求，特别设计出一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构
发明内容
本实用新型提供一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构。其目的旨在克服现有封装结构中LED晶片PN结产生的热量无法很快的散发出去，且热能和电能共用一条通路导致散热效果不佳等缺陷。本结构中，导电通路和导热通路互相独立，而不是共用，采用与晶片直接相连的专用导热柱进行散热，能够大幅度提高散热性能。
本实用新型的技术解决方案：其结构是包括支架外壳、金线、LED晶片、导热柱、导电层、外封硅，其中支架外壳底座内安放碗杯凹槽，该碗杯凹槽内安放LED晶片，安放LED晶片区域与金线引出点的位置是隔离的，LED晶片与导热柱相接，LED晶片与导电层之间通过金线焊接，外封胶灌装LED晶片。
本实用新型的有益效果是：由于碗杯内空间较大，灵活性高，可以放置一颗或多颗LED晶片，易于实现LED的集成化、阵列化；热能通过中间安放LED晶片直接导出，而没有通过像传统的LED封装通过电能导出，从而实现热能与电能真正意义上的分离，解决了传统封装方式散热不良的问题，提高成品良率。结构较为简单，导热散热性能良好，无需特殊流程或工艺，降低成本，易于批量化生产。
附图说明
附图1是热电分离封装结构LED支架的正面示意图。
附图2是热电分离封装结构单晶片LED的剖面示意图。
附图3是热电分离封装结构LED的底面示意图。
附图4是热电分离封装结构LED的结构示意图。
附图5是一种单晶片封装结构LED的示意图。
附图6为一种多晶片封装结构LED的示意图。
图中的1是支架外壳、2是晶片、3是导热柱、4是导电层、5是金线、6是外封胶。
具体实施方式
对照附图，其结构是包括支架外壳1、金线5、LED晶片2、导热柱3、外封硅胶6，其中支架外壳1底座内安放碗杯凹槽，该碗杯凹槽内安放LED晶片2，安放LED晶片区域与金线5引出点的位置是隔离的，LED晶片2与导热柱3相接，LED晶片2与导电层4之间通过金线5焊接，外封胶6灌装LED晶片2。
碗杯凹槽两边设置有金属电极，金属电极通过金线与LED晶片的电极连接，且所述支架背面金属散热层裸露在外。
金线含有金元素的导线，直径：25.4微米。
LED晶片间通过并联连接。
LED晶片具有双电极水平结构，两个电极通过两根金线分别引出。
LED晶片是一颗或多颗，单色或多色的组合，形成LED集成化，阵列化。
为了进一步提高导热性能，对支架进行热电分离设计，支架1结构中，导电通路和导热通路互相独立，而不是共用，采用与LED晶片2直接相连的专用导热柱3进行散热，能够大幅度提高散热性能。导热柱为铜合金，热传导系数不小于150W/m*K，导热柱为方柱形，直径在2.0到2.3mm之间。
封装时，LED晶片放置在导热柱正上方，形成良好的热接触，底部用银胶与导热柱接触，银胶的热传导系数不小于40W/m*K。用金线焊接LED晶片的电极和基板上的电极，最后外封硅胶层。在整个热电分离的设计中，其中起散热作用最大的是中间的导热铜柱，通过导通铜柱将LED芯片产生的热量传到底部的散热装置；并且导热铜柱面积越大，相应导热效果会更好。为了便于LED晶片2的封装，支架有一个用于安放所述LED晶片的碗杯凹槽，LED晶片正置于其中；该凹坑为碗杯形，凹槽的深度和面积大小根据晶片需要确定，并且凹槽表面为镀银层，反射率极高，有利于晶片的出光；支架底部两侧具有焊线电极；LED晶片的数量可为一个或多个，并且不受大小、波长的限制。本发明的封装结构可用于单晶片或多晶片的封装。
参照图5，长方形热电分离结构支架在碗杯内固定一颗LED晶片2，晶片与导热铜柱间优先选用高导热性能银胶固定，也可通过共晶焊的方式，有效的降低结构的热阻。晶片与导电区域之间通过金线焊接，最后外封灌封胶用于保护晶片，灌封胶选用透光率高的硅胶，最大限度的减少光损。灌封胶内可以混合一定比例的荧光粉，通过激发特定波长的晶片以达到不同颜色的要求。
参照图6，和图5不同的是，碗杯内固定2颗LED晶片，电路连接方式为两并联，可选用不同波长，不同颜色的各类晶片组合使用，真正形成LED封装的集成化，模组化。

Claims (5)

1.一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构，其特征是包括支架外壳、金线、LED晶片、导热柱、导电层、外封硅，其中支架外壳底座内安放碗杯凹槽，该碗杯凹槽内安放LED晶片，安放LED晶片区域与金线引出点的位置是隔离的，LED晶片与导热柱相接，LED晶片与导电层之间通过金线焊接，外封胶灌装LED晶片。
2.根据权利要求1所述的一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构，其特征是碗杯凹槽两边设置有金属电极，所述金属电极通过金线与LED晶片的电极连接，且所述支架背面金属散热层裸露在外。
3.根据权利要求1所述的一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构，其特征是LED晶片间通过并联连接。
4.根据权利要求1所述的一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构，其特征是LED晶片具有双电极水平结构，两个电极通过两根金线分别引出。
5.根据权利要求1所述的一种具有热能与电能分离式散热的LED光源封装结构，其特征是LED晶片是一颗或多颗，单色或多色的组合，形成LED集成化，阵列化。 
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