CN204857786U - 一种led的散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种LED的散热装置，属于LED封装技术领域。它解决了现有LED灯的散热效果不好等技术问题。本LED的散热装置包括散热支架和LED芯片，LED芯片设于散热支架上，其特征在于，散热支架上固定有导热板，导热板的下表面与散热支架的上表面固定连接并且贴合，散热装置还包括金属化薄膜，金属化薄膜的下表面与导热板的上表面固定连接并且贴合，LED芯片与金属化薄膜的上表面通过固晶胶固定连接，金属化薄膜的上表面的面积大于LED芯片的下表面的面积。本实用新型增大了LED芯片的散热面积，能够较好的将LED芯片的热量导出，并散发出去，有效的降低LED芯片的温度，提高LED的散热性。
Description
技术领域
本实用新型属于LED封装技术领域，涉及一种LED的散热装置。
背景技术
LED(发光二极管)封装是指发光芯片的封装，相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不仅要求能够保护灯芯，而且还要能够透光。所以LED的封装对封装材料有特殊的要求。
进入21世纪后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新，红、橙LED光效已达到100Im/W，绿LED为501m/W，单只LED的光通量也达到数十Im。LED芯片和封装不再沿袭传统的设计理念与制造生产模式，在增加芯片的光输出方面，研发不仅仅限于改变材料内杂质数量，晶格缺陷和位错来提高内部效率，同时，如何改善管芯及封装内部结构，增强LED内部产生光子出射的几率，提高光效，解决散热，取光和热沉优化设计，改进光学性能，加速表面贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。
如申请号为“201410131483.9”的发明公开了一种LED封装方法，用于封装LED器件，该LED器件包括基板、安装在所述基板上的LED芯片、以及包裹于所述LED芯片外的透镜，包括以下步骤：在LED芯片上方进行第一次点胶，然后冷却到室温使其固化形成基础层，第一次点胶的点胶量至少包裹LED芯片但并不溢出基板边缘；多次重复执行以下子步骤在所述基础层上形成堆叠层以与基础层共同构成透镜：在所述基础层顶点上方进行再次点胶，然后冷却到室温使其固化。虽然该发明方法在不需要模具的情况下也能很好的控制透镜形状，形成较大高宽比的透镜，但封装后的LED散热性不高，无法应对越来越高的散热需求。
发明内容
本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种LED的散热装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提高LED的散热性。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
一种LED的散热装置，所述散热装置包括散热支架和LED芯片，所述LED芯片设于所述散热支架上，其特征在于，所述散热支架上固定有导热板，所述导热板的下表面与所述散热支架的上表面固定连接并且贴合，所述散热装置还包括金属化薄膜，所述金属化薄膜的下表面与所述导热板的上表面固定连接并且贴合，所述LED芯片与金属化薄膜的上表面通过固晶胶固定连接，所述金属化薄膜的上表面的面积大于所述LED芯片的下表面的面积。
其工作原理如下：上述散热支架由导热性较好的材质制成，上述固晶胶具有良好的耐热性和导热性，上述的导热板经过绝缘处理，具有较好的绝缘性；LED的基本结构是一个P-N结，当电流通过LED原件时，P-N结的温度会上升，由于LED芯片的尺寸较小，P-N结的温度近似于LED芯片的温度，本LED的散热装置能够将LED芯片的温度通过固晶胶传递给金属化薄膜，然后由于金属化薄膜的上表面的面积大于LED芯片的下表面的面积，且金属化薄膜具有很好的散热性和导热性，固晶胶传递过来的热量一部分从金属化薄膜的上表面散发出去，另一部分从金属化薄膜的下表面传递给导热板，并通过导热板传递给与导热板贴合的散热支架，并从散热支架的表面散发出去，该散热装置的设计增大了LED芯片的散热面积，能够较好的将LED芯片的热量导出，并散发出去，有效的降低LED芯片的温度，提高LED的散热性。
在上述的一种LED的散热装置中，所述散热支架包括第一支架、第二支架、第一散热板和第二散热板，所述第一支架和第二支架位于同一平面上且两者之间具有空隙，所述第一支架和第二支架通过导热板固连，所述第一散热板固定于第一支架的上表面且位于所述第一支架的外侧，所述第二散热板固定于第二支架的上表面且位于所述第二支架的外侧。上述第一支架和第二支架之间具有空隙是因为两者可以是由导电材料制成，若两者直接接触，则电流直接通过第一支架和第二支架通过，形成短路，产生危险隐患；第一散热板和第二散热板的设计能够进一步的增大散热面积，提高散热效果；作为另一种方案，上述的第一散热板和第二散热板也可以是散热片或者凸起等其他增加散热面积的结构。
在上述的一种LED的散热装置中，所述第一支架上设有正极触点，所述正极触点位于所述第一散热板和导热板之间，所述第二支架上设有负极触点，所述负极触点位于所述第二散热板和所述导热板之间，所述LED芯片通过导线分别与所述正极触点和负极触点电连接。上述正极触点和负极触点的设置不仅使本散热装置结构更加紧凑，而且正极触点和负极触点上产生的热量也能够通过散热支架迅速的发散出去，进一步提高了LED的散热效果；作为另一种方案，所述正极触点和所述负极触点的位置可以互换。
在上述的一种LED的散热装置中，所述金属化薄膜包括薄膜层、梨皮层和金属层，所述梨皮层由薄膜层粗化处理形成，且所述梨皮层位于薄膜层和金属层之间，所述金属层的下表面与所述梨皮层的上表面贴合，所述薄膜层与所述导热板固连，所述金属层的上表面固定有固晶胶，所述固晶胶将所述LED芯片的下表面覆盖且固晶胶的厚度在5μm-10μm之间。薄膜层经过粗化处理后形成类似梨皮表面一样凹凸不平的梨皮层，梨皮层的设计能够增大金属层与梨皮层连接的牢固度；固晶胶将LED芯片的下表面覆盖是为了增加LED芯片与固晶胶的连接面积，使两者之间热传递的效率更高；当固晶胶的厚度在5μm-10μm该范围内时，金属化薄膜的金属层与LED芯片的连接牢固度较好，同时固晶胶的热传递效率还较高，当固晶胶的厚度为7μm时，效果最好。
在上述的一种LED的散热装置中，所述薄膜层的厚度大于等于20μm，所述梨皮层的厚度的范围为10μm-20μm，所述金属层的厚度的范围为10μm-20μm。薄膜层的厚度大于等于20μm时，进行金属化时薄膜不会发生变形；梨皮层的厚度的范围为10μm-20μm时，金属层与梨皮层的连接牢固度较好，其中当梨皮层的厚度为15μm时最佳；金属层的厚度的范围为10μm-20μm时，金属化薄膜的导热性和防击穿效果较好，当金属层的厚度为15μm时在最佳。
与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
1、本LED的散热装置能够将LED芯片的温度通过固晶胶传递给金属化薄膜，然后由于金属化薄膜的上表面的面积大于LED芯片的下表面的面积，且金属化薄膜具有很好的散热性和导热性，固晶胶传递过来的热量一部分从金属化薄膜的上表面散发出去，另一部分从金属化薄膜的下表面传递给导热板，并通过导热板传递给与导热板贴合的散热支架，并从散热支架的表面散发出去，该散热装置的设计增大了LED芯片的散热面积，能够较好的将LED芯片的热量导出，并散发出去，有效的降低LED芯片的温度，提高LED的散热性；
2、第一散热板和第二散热板的设计能够进一步的增大散热面积，提高散热效果。
附图说明
图1是本LED的散热装置的结构示意图。
图2是本金属化薄膜的局部剖视图。
图中，1散热支架；2LED芯片；3导热板；4金属化薄膜；5固晶胶；6第一支架；7第二支架；8第一散热板；9第二散热板；10正极触点；11负极触点；12导线；13薄膜层；14梨皮层；15金属层。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
LED的基本结构是一个P-N结，当电流通过LED元件时，P-N结的温度会上升，由于LED芯片2的尺寸较小，P-N结的温度近似于LED芯片2的温度，本LED的散热装置能够有效的提高散热性，降低LED芯片2的工作温度。
如图1和图2所示，本LED的散热装置包括散热支架1、LED芯片2和金属化薄膜4，本实施例中的金属化薄膜4由聚酰亚胺或者聚酰亚胺改性材料制成，由聚酰亚胺制成的金属化薄膜4具有优良的耐高温性(耐高温达400℃以上)、电气绝缘性和耐辐射性，以及高温自粘密封等优点。散热支架1由导热性较好的材质制成，在本实施例中是由铜制成的，散热支架1上固定有导热板3，金属化薄膜4的下表面与导热板3的上表面固定连接并且贴合，LED芯片2与金属化薄膜4的上表面通过固晶胶5固定连接，该固晶胶5具有良好的耐热性和导热性，金属化薄膜4的上表面的面积大于LED芯片2的下表面的面积。
如图1所示，散热支架1包括第一支架6、第二支架7、第一散热板8和第二散热板9，第一支架6和第二支架7位于同一平面上且两者之间具有空隙，该第一支架6和第二支架7之间具有空隙是因为两者可以是由导电材料制成，若两者直接接触，则电流直接通过第一支架6和第二支架7通过，形成短路，产生危险隐患；导热板3的下表面分别与第一支架6的上表面和第二支架7的上表面固定连接并且贴合，该设计能够将导热板3的热量传递给第一支架6和第二支架7，增大散热面积，提高了LED的散热效果。
本散热装置中，第一散热板8固定于第一支架6的上表面且位于第一支架6的外侧，第一支架6上设有正极触点10，正极触点10位于第一散热板8和导热板3之间；第二散热板9固定于第二支架7的上表面且位于第二支架7的外侧，第二支架7上设有负极触点11，负极触点11位于第二散热板9和导热板3之间，LED芯片2通过导线12分别与正极触点10和负极触点11电连接；导热板3经过绝缘处理，具有较好的绝缘性，因此电流不会进过导热板3从正极触点10流向负极触点11，在本实施例中，导热板3由金锡合金材料制作而成；第一散热板8和第二散热板9的设计能够进一步的增大散热面积，提高散热效果，作为另一种方案，上述的第一散热板8和第二散热板9也可以是散热片或者凸起等其他增加散热面积的结构；正极触点10和负极触点11的设置不仅使本散热装置结构更加紧凑，而且正极触点10和负极触点11上产生的热量也能够通过散热支架1迅速的发散出去，进一步提高了LED的散热效果；作为另一种方案，正极触点10和负极触点11的位置可以互换。
如图2所示，金属化薄膜4包括薄膜层13、梨皮层14和金属层15，薄膜层13的厚度大于等于20μm，因为当薄膜层13的厚度大于等于20μm时，进行金属化时薄膜才不会发生变形；薄膜层13经过粗化处理后形成类似梨皮表面一样凹凸不平的梨皮层14，该梨皮层14位于薄膜层13和金属层15之间，金属层15的下表面与梨皮层14的上表面贴合，梨皮层14的设计能够增大金属层15与梨皮层14连接的牢固度，并且梨皮层14的厚度的范围为10μm-20μm，在该范围内金属层15与梨皮层14的连接牢固度较好，其中当梨皮层14的厚度为15μm时最佳；金属层15的厚度的范围为10μm-20μm，此时金属化薄膜4的导热性和防击穿效果较好，当金属层15的厚度为15μm时在最佳。
如图1和图2所示，薄膜层13与导热板3固连，金属层15的上表面固定有固晶胶5，固晶胶5将LED芯片2的下表面覆盖，该设计可以增加LED芯片2与固晶胶5的连接面积，使两者之间热传递的效率更高；固晶胶5的厚度在5μm-10μm之间，当固晶胶5的厚度在该范围内时，金属化薄膜4的金属层15与LED芯片2的连接牢固度较好，同时固晶胶5的热传递效率还较高，并且，当固晶胶5的厚度为7μm时，效果最好。
本LED的散热装置能够将LED芯片2的温度通过固晶胶5传递给金属化薄膜4，然后由于金属化薄膜4的上表面的面积大于LED芯片2的下表面的面积，且金属化薄膜4具有很好的散热性和导热性，固晶胶5传递过来的热量一部分从金属化薄膜4的上表面散发出去，另一部分从金属化薄膜4的下表面传递给导热板3，并通过导热板3传递给与导热板3贴合的散热支架1，并从散热支架1的表面散发出去，该散热装置的设计增大了LED芯片2的散热面积，能够较好的将LED芯片2的热量导出，并散发出去，有效的降低LED芯片2的温度，提高了LED的散热性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种LED的散热装置，所述散热装置包括散热支架（1）和LED芯片（2），所述LED芯片（2）设于所述散热支架（1）上，其特征在于，所述散热支架（1）上固定有导热板（3），所述导热板（3）的下表面与所述散热支架（1）的上表面固定连接并且贴合，所述散热装置还包括金属化薄膜（4），所述金属化薄膜（4）的下表面与所述导热板（3）的上表面固定连接并且贴合，所述LED芯片（2）与金属化薄膜（4）的上表面通过固晶胶（5）固定连接，所述金属化薄膜（4）的上表面的面积大于所述LED芯片（2）的下表面的面积。
2.根据权利要求1所述的一种LED的散热装置，其特征在于，所述散热支架（1）包括第一支架（6）、第二支架（7）、第一散热板（8）和第二散热板（9），所述第一支架（6）和第二支架（7）位于同一平面上且两者之间具有空隙，所述第一支架（6）和第二支架（7）通过导热板（3）固连，所述第一散热板（8）固定于第一支架（6）的上表面且位于所述第一支架（6）的外侧，所述第二散热板（9）固定于第二支架（7）的上表面且位于所述第二支架（7）的外侧。
3.根据权利要求2所述的一种LED的散热装置，其特征在于，所述第一支架（6）上设有正极触点（10），所述正极触点（10）位于所述第一散热板（8）和导热板（3）之间，所述第二支架（7）上设有负极触点（11），所述负极触点（11）位于所述第二散热板（9）和所述导热板（3）之间，所述LED芯片（2）通过导线（12）分别与所述正极触点（10）和负极触点（11）电连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种LED的散热装置，其特征在于，所述金属化薄膜（4）包括薄膜层（13）、梨皮层（14）和金属层（15），所述梨皮层（14）由薄膜层（13）粗化处理形成，且所述梨皮层（14）位于薄膜层（13）和金属层（15）之间，所述金属层（15）的下表面与所述梨皮层（14）的上表面贴合，所述薄膜层（13）与所述导热板（3）固连，所述金属层（15）的上表面固定有固晶胶（5），所述固晶胶（5）将所述LED芯片（2）的下表面覆盖且固晶胶（5）的厚度在5μm-10μm之间。
5.根据权利要求4所述的一种LED的散热装置，其特征在于，所述薄膜层（13）的厚度大于等于20μm，所述梨皮层（14）的厚度的范围为10μm-20μm，所述金属层（15）的厚度的范围为10μm-20μm。
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