CN203013798U - 一种相变恒温散热导热led封装模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及LED封装领域，特指一种相变恒温散热导热LED封装模块，包括灯珠，导热线路板，散热层，透镜；所述灯珠直接固晶在导热线路板上，所述的散热层密封在导热线路板下，所述透镜密封在模块外层，且散热层为蜂巢结构。采用上述结构后，实现了大功率半导体芯片持续更有效的降温。

Description

一种相变恒温散热导热LED封装模块

技术领域

本实用新型涉及LED封装领域，特指一种相变恒温散热导热LED封装模块。

背景技术

    现有的LED照明结构，主要通过封装灯珠，以焊接的工艺，焊在导热铝基线路板上（或其他材质线路板），同时再配上不同的单独光学透镜，组装到相应的灯具上，目前市面上LED照明灯，包括商业照明、户外照明等其他类产品，如LED球泡灯、LED天花灯、LED筒灯、LED路灯、LED隧道灯、LED汽车灯等上百种款式照明灯，均以此焊接工艺，组装成整灯。

如图1所示，一种属于现有LED焊接结构，包括如下部分：

灯珠01，导热线路板02，透镜03；灯珠01焊接在导热线路板02上；其中灯珠01和导热线路板02之间还包括塑料架04，铝支架05，引线脚06，锡膏07，焊锡条08，透镜03单独安装在整个LED结构之上。

采用如上结构的LED焊接结构，生产效率低，灯珠报废损耗多、受人工焊接影响，工艺粗糙、质量不稳定，产品同时依赖不同外加工厂家，大量工序必须依靠更多劳动力的配合，同时需要更多设备加工。而且此类结构在焊接过程中，LED芯片将多次受到回流焊（波峰焊）、高温烙铁焊枪的工艺影响，使芯片出现烧毁、降低寿命影响质量等现象。（高温回流焊或波峰焊设备、点焊机、或人工高温烙铁焊枪，是影响LED芯片质量的重要加工设备，同时带高压静电的设备及电烙铁对LED灯珠的加工，会受到致命的影响）。

此种结构的灯珠焊接后，由于热阻大，导热效果差，产生的热量过于集中，不利于扩散，物理学中散热形式主要有：主动散热和被动散热。主动散热技术主要有：风冷散热、电解制冷散热和液冷散热技术，而且这些技术已充分运用在众多高科技领域。被动散热技术主要有物理结构散热、自然降温散热等其他。

目前以LED照明应用范围内，均以被动物理散热技术为主要形式，以金属（特别是铝制散热层）、陶瓷或塑胶等其他材料，将热量传导到外部空间来散热，由众多半导体灯珠组成的更大功率LED灯具，长时间发光工作，会产生更多热量，影响LED芯片性能。

    因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种相变恒温散热导热LED封装模块，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种相变恒温散热导热LED封装模块，能够使大功率半导体芯片快速持续有效降温。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种相变恒温散热导热LED封装模块，包括灯珠，导热线路板，散热层，透镜；所述灯珠直接固晶在导热线路板上，所述的散热层密封在导热线路板下，所述透镜密封在模块外层，且散热层为蜂巢结构。

进一步，所述的散热层蜂巢空格中包含有相变恒温材料。

进一步，所述的灯珠包括芯片，所述芯片上层涂有荧光粉，且芯片通过固晶胶固定在导热线路板上。

进一步，所述封装模块还包括透明的树脂硅胶层，所述的芯片和荧光粉都被树脂硅胶层所包覆。

进一步，所述的导热线路板为铝基线路板。

进一步，所述的导热线路板为铜基线路板。

进一步，所述的导热线路板为玻纤线路板。

进一步，所述铝基线路板从上到下依次包括感光白油漆层，铜箔，绝缘层，铝板层；所述铜箔和芯片间用金线焊接。

采用上述方案后，本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

    本发明的一种固液态相变恒温导热散热（冰封液冷技术）LED应用模块，更有效主动的大量吸收LED芯片的热量，提供了很好的主动散热效果，有效降低芯片的工作温度，有效减缓了芯片的光衰。同时集成一体化模块，增加了更优的散热技术和恒温效果，而且易控制成本，结构简单易批量生产，方便后续LED照明灯具产品的安装及维护，提高企业生产效率。本发明模块，内部填充物无毒无味，安全可靠，对生态环境无污染。整个模块在后续照明应用工艺中，降低了部分物料成本（如LED灯珠的铝支架、耐高温塑料模具、正负极引脚线支架、耐高温PC罩、焊接锡膏锡条、钢网板材料）；大大减少了照明应用中焊接工艺的加工程序，使LED灯在制作工序中不再需要定制钢网板、线路板印刷锡膏、灯珠粘贴、过高温回流焊（波峰焊）、人工锡条焊接、多次检测手段，提高了生产效率。产品组装方便；同时模块不再需要高温回流焊（波峰焊）、高温电烙铁焊枪的焊接工艺，使芯片不再受高温损毁的现象、及高压静电致芯片受损现象，提高了芯片的原出厂性能质量，减少灯珠的损耗，降低芯片的受高温带来的质量不稳定性，延长了LED灯的寿命。而且还起到了更好的节能环保效益，因为LED灯珠在传统焊接工艺中，需要不同设备加工，设备损耗及电能消耗比较大，原材料浪费及资源消耗等；同时不再受外加工的依赖性。

附图说明

图1是现有LED焊接结构的示意图；

图2是本实用新型LED封装模块的结构示意图。

标号说明

灯珠01，导热线路板02，透镜03，塑料架04，铝支架05，引线脚06，锡膏07，焊锡条08；

灯珠1，芯片11，金线12，树脂硅胶层2，导热线路板3，感光白油漆层31，铜箔32，绝缘层33，铝板层34，散热层4，透镜5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图2所示，本实用新型揭示的一种相变恒温散热导热LED封装模块，包括灯珠1，导热线路板3，散热层4，透镜5；灯珠1直接固晶在导热线路板3上，散热层4密封在导热线路板3下，透镜5密封在模块外层，且散热层4为压铸成型的蜂巢结构，散热层4蜂巢空格中包含有相变恒温材料。

本封装模块可以为多边形，圆形或其它符合实际应用的形状，最底部为一次性压铸成型的蜂巢结构的散热层4，蜂巢结构的散热层4主要起到均匀内部温度，金属片能快速导热。散热层4上层空开下层密封，内部为正六边形完全分隔；空格内填充相变恒温材料。当芯片11工作升温时，结晶冰颗粒大量吸收温度，使芯片11快速降温（其散热方式表现为主动散热），如由更多大功率封装芯片11的大功率灯具工作持续升温时，芯片11温度持续超过相变温度时，相变恒温材料继续吸收温度，直至完全融化成液体，此时转变为液冷技术，液体持续吸收温度，保证LED芯片11的发光温度与液体的温度均衡，通过温度传导到外部铝制散热层4，再由散热层4将热量散发到外部空间。同时LED芯片11停止工作时，随着持续降温，液化的相变恒温材料将自动结晶为固态冰晶颗粒，这一物理现象可长期循环往复，同时此材料无色无味、无毒、化学稳定性好，成本低，具有较高的散热和导热性，易于大量推广应用。 

导热线路板3（可采用铝基线路板、铜基线路板或FR-4玻纤线路板等，本说明内容采用铝基线路板为例）包括：铝板层34、铜箔32、绝缘层33、感光白油漆层31，铝基线路板属于模块的基础部份，起到热传导作用，使芯片11热能下沉，通过铝材导热到散热层4。绝缘层33为一种低热阻导热绝缘材料，使铜箔32与铝材电气线路绝缘，同时又能起到导热作用。铜箔32是经过蚀刻工艺形成电气线路层，使用较厚的铜箔32，具有很大的载流能力；感光白油漆涂层，印刷在铝基板表面上，起到绝缘反光的作用。

芯片11通过固晶胶固定在导热铝基板上，铜箔32和芯片11间焊接有金线12。在芯片11上层均匀涂覆需要规格的荧光粉，同时在荧光粉涂层上覆盖透明树脂硅胶层2成半圆形，再高温固化封装。使半导体芯片11发出的光效通过硅胶透镜5光学扩散，同时还起到密封荧光粉封装，达到最高IP防护等级，保护荧光粉不受外界杂质污蚀。

最上层采用PMMA透镜5，替代原先功率型封装的PC防护罩及单独透镜，开好模具的透镜5防护罩保护LED芯片11封装不受外界影响，同时起到光折射扩散的作用。同时还起到密封荧光粉封装及整个模块，达到照明行业的最高IP防护等级。

上述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种相变恒温散热导热LED封装模块，其特征在于：包括灯珠，导热线路板，散热层，透镜；所述灯珠直接固晶在导热线路板上，所述的散热层密封在导热线路板下，所述透镜密封在模块外层，且散热层为蜂巢结构。

2.根据权利要求1所述的一种相变恒温散热导热LED封装模块，其特征在于：所述的散热层蜂巢空格中包含有相变恒温材料。

3.根据权利要求2所述的一种相变恒温散热导热LED封装模块，其特征在于：所述的灯珠包括芯片，所述芯片上层涂有荧光粉，且芯片通过固晶胶固定在导热线路板上。

4.根据权利要求3所述的一种相变恒温散热导热LED封装模块，其特征在于：还包括透明的树脂硅胶层，所述的芯片和荧光粉都被树脂硅胶层所包覆。

5.根据权利要求1所述的一种相变恒温散热导热LED封装模块，其特征在于：所述的导热线路板为铝基线路板。

6.根据权利要求1所述的一种相变恒温散热导热LED封装模块，其特征在于：所述的导热线路板为铜基线路板。

7.根据权利要求1所述的一种相变恒温散热导热LED封装模块，其特征在于：所述的导热线路板为玻纤线路板。

8.根据权利要求5所述的一种相变恒温散热导热LED封装模块，其特征在于：所述铝基线路板从上到下依次包括感光白油漆层，铜箔，绝缘层，铝板层；所述铜箔和芯片间用金线焊接。

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