CN205355073U

CN205355073U - 一种自散热大功率整体led封装

Info

Publication number: CN205355073U
Application number: CN201521102813.8U
Authority: CN
Inventors: 严其艳; 刘勇求; 杨立波; 王华荣
Original assignee: Guangdong University of Science and Technology
Current assignee: Guangdong University of Science and Technology
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2025-12-28

Abstract

本实用新型公开了一种自散热大功率整体LED封装，包括有金属散热底座，所述金属散热底座上设有多个LED外延片；所述LED外沿片，包括有金属衬底，所述金属衬底的底面设有进气开孔，所述金属衬底的两个侧面均设有出气开孔，所述两个出气开孔与进气开孔联通；其首先解决了整体封装的问题，通过散热孔以及散热通道的设置，实现了自散热功能。

Description

一种自散热大功率整体LED封装

技术领域

本实用新型涉及一种自散热大功率整体LED封装。

背景技术

目前，现有LED的制作中，LED芯片的成本占到了综合成本的一半以上；缩小蓝光LED芯片的尺寸，进而降低LED整体制作成本是目前多数厂家普遍采用的途径。LED芯片尺寸缩小后，为保证亮度不变，就需要提高输入给LED芯片的电流密度。这样一来，在这种大功率的电流密度前提下，申请人在做了很多次试验后发现，其会产生两个严重问题，第一、LED存在着电流抑制衰退现象，也就是电流密度越高LED芯片发光效率越低，提高电流密度，能量损失反而会变大。第二个就是散热问题，即热量非常大，对LED造成一定影响，因此，市场应该亟需解决上述两个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种大功率、自散热的整体LED封装。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：一种自散热大功率整体LED封装，包括有金属散热底座，所述金属散热底座上设有多个LED外延片；

所述LED外沿片，包括有金属衬底，所述金属衬底的底面设有进气开孔，所述金属衬底的两个侧面均设有出气开孔，所述两个出气开孔与进气开孔联通；

所述金属衬底顶面还延伸有凸壳，所述凸壳内填充设有压电陶瓷层；所述金属衬底上方设有GaN缓冲层；所述GaN缓冲层上设有P-GaN接触层；所述P-GaN接触层，其一侧设有第一多量子阱发光层，其另一侧设有第二多量子阱发光层；

所述第一多量子阱发光层远离P-GaN接触层的一侧设有第一N-GaN接触层；所述第二多量子阱发光层远离P-GaN接触层的一侧设有第二N-GaN接触层；所述P-GaN接触层的顶面电性连接有P型电极；所述第一N-GaN接触层远离第一多量子阱发光层的一侧电性连接有第一N型电极；所述第二N-GaN接触层远离第二多量子阱发光层的一侧电性连接有第二N型电极；

还包括有用于封装LED外延片的封装部，所述封装部上设有多个出气通道，所述出气通道用于将出气开孔与外界连通；所述金属散热底座设有多个进气通道，所述进气通道用于将进气开孔与外界连通。

其中，所述P-GaN接触层厚度为500-550nm。

其中，所述第一多量子阱发光层的厚度为13nm。

其中，所述第二多量子阱发光层的厚度为13nm。

其中，所述金属散热底座底面设有散热鳍片。

其中，所述金属散热底座内设有用于放置驱动器的放置腔。

本实用新型的有益效果为：通过设置，首先解决了整体封装的问题，通过散热孔以及散热通道的设置，实现了自散热功能；两个多量子阱发光层垂直设置，接触层两侧分别设有第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层，且两发光层分别设有第一N-GaN接触层和第二N-GaN接触层。也就是在P-GaN接触层的两面建立了发光层，这种并联设置的发光层带来的优点是在不增加芯面积的情况下有源发光层的面积增加了一倍，在相同的驱动电流下，流过发光层的电流密度下降了一半，使芯片内的电流密度均匀化程度提高，可有效降低电流抑制衰退现象，同时LED的正向压降降低，进而大幅度提高发光效果。

附图说明

图1是本实用新型的LED外延片的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图1至图2中的附图标记说明：1-金属衬底；11-进气开孔；12-出气开孔；13-凸壳；2-压电陶瓷层；3-GaN缓冲层；4-P-GaN接触层；51-第一多量子阱发光层；52-第二多量子阱发光层；61-第一N-GaN接触层；62-第二N-GaN接触层；71-第一N型电极；72-第二N型电极；8-P型电极；a1-金属散热底座；a2-LED外延片；a3-封装部；a4-进气通道；a5-出气通道。

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详细的说明，并不是把本实用新型的实施范围局限于此。

如图1至2所示，本实施例所述的一种自散热大功率整体LED封装，包括有金属散热底座a1，所述金属散热底座a1上设有多个LED外延片a2；

所述LED外沿片，包括有金属衬底1，所述金属衬底1的底面设有进气开孔11，所述金属衬底1的两个侧面均设有出气开孔12，所述两个出气开孔12与进气开孔11联通；所述金属衬底1顶面还延伸有凸壳13，所述凸壳13内填充设有压电陶瓷层2；所述金属衬底1上方设有GaN缓冲层3；所述GaN缓冲层3上设有P-GaN接触层4；所述P-GaN接触层4，其一侧设有第一多量子阱发光层51，其另一侧设有第二多量子阱发光层52；所述第一多量子阱发光层51远离P-GaN接触层4的一侧设有第一N-GaN接触层61；所述第二多量子阱发光层52远离P-GaN接触层4的一侧设有第二N-GaN接触层62；所述P-GaN接触层4的顶面电性连接有P型电极8；所述第一N-GaN接触层61远离第一多量子阱发光层51的一侧电性连接有第一N型电极71；所述第二N-GaN接触层62远离第二多量子阱发光层52的一侧电性连接有第二N型电极72；还包括有用于封装LED外延片a2的封装部a3，所述封装部a3上设有多个出气通道a5，所述出气通道a5用于将出气开孔12与外界连通；所述金属散热底座a1设有多个进气通道a4，所述进气通道a4用于将进气开孔11与外界连通。

通过设置，首先解决了整体封装的问题，通过散热孔以及散热通道的设置，实现了自散热功能；具体的，LED外延片A2自身产生的热量会传递至金属衬底1，由于出气开孔12与进气开孔11之间连通的管道的空气问题升高，热效应的帮助下，使得空气会自动从进气开孔11流进，从出气开孔12流出；形成循环的散热结构；另外，由于金属散热底座a1上设有的进气通道a4以及封装部a3上设有的出气通道a5，为空气流通创造条件；凸壳13内填充的压电陶瓷层2，能第一时间将感受到的电流转换成机械能，可以进一步降低温度；形成完整的自散热功能。

P-GaN接触层4、两个多量子阱发光层且垂直设置，接触层两侧分别设有第一多量子阱发光层51和第二多量子阱发光层52，且两发光层分别设有第一N-GaN接触层和第二N-GaN接触层62；也就是在P-GaN接触层的两面建立了发光层，这种并联设置的发光层带来的优点是在不增加芯面积的情况下有源发光层的面积增加了一倍，在相同的驱动电流下，流过发光层的电流密度下降了一半，使芯片内的电流密度均匀化程度提高，可有效降低电流抑制衰退现象，同时LED的正向压降降低，进而大幅度提高发光效果。经对比试验，其发光效率可提高10-15%；在同等亮度的情况下，芯片面积可以缩小45%，制作成本大幅降低。

本实施例所述的一种自散热大功率整体LED封装，所述P-GaN接触层4厚度为500-550nm。本实施例所述的一种自散热大功率整体LED封装，所述第一多量子阱发光层51的厚度为13nm。本实施例所述的一种自散热大功率整体LED封装，所述第二多量子阱发光层52的厚度为13nm。该数据的设置，在实验后发现，其能显著提高发光效率，其发光效率可提高25%。

本实施例所述的一种自散热大功率整体LED封装，所述金属散热底座a1底面设有散热鳍片。加强自散热功能，提高自散热强度。

本实施例所述的一种自散热大功率整体LED封装，所述金属散热底座a1内设有用于放置驱动器的放置腔。方便完成一体化封装。

以上所述仅是本实用新型的一个较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本实用新型专利申请的保护范围内。

Claims

1.一种自散热大功率整体LED封装，其特征在于：包括有金属散热底座（a1），所述金属散热底座（a1）上设有多个LED外延片（a2）；

所述LED外沿片，包括有金属衬底（1），所述金属衬底（1）的底面设有进气开孔（11），所述金属衬底（1）的两个侧面均设有出气开孔（12），所述两个出气开孔（12）与进气开孔（11）联通；

所述金属衬底（1）顶面还延伸有凸壳（13），所述凸壳（13）内填充设有压电陶瓷层（2）；所述金属衬底（1）上方设有GaN缓冲层（3）；所述GaN缓冲层（3）上设有P-GaN接触层（4）；所述P-GaN接触层（4），其一侧设有第一多量子阱发光层（51），其另一侧设有第二多量子阱发光层（52）；

所述第一多量子阱发光层（51）远离P-GaN接触层（4）的一侧设有第一N-GaN接触层（61）；所述第二多量子阱发光层（52）远离P-GaN接触层（4）的一侧设有第二N-GaN接触层（62）；所述P-GaN接触层（4）的顶面电性连接有P型电极；所述第一N-GaN接触层（61）远离第一多量子阱发光层（51）的一侧电性连接有第一N型电极（71）；所述第二N-GaN接触层（62）远离第二多量子阱发光层（52）的一侧电性连接有第二N型电极（72）；

还包括有用于封装LED外延片（a2）的封装部（a3），所述封装部（a3）上设有多个出气通道（a5），所述出气通道（a5）用于将出气开孔（12）与外界连通；所述金属散热底座（a1）设有多个进气通道（a4），所述进气通道（a4）用于将进气开孔（11）与外界连通。

2.根据权利要求1所述的一种自散热大功率整体LED封装，其特征在于：所述P-GaN接触层（4）厚度为500-550nm。

3.根据权利要求1所述的一种自散热大功率整体LED封装，其特征在于：所述第一多量子阱发光层（51）的厚度为13nm。

4.根据权利要求1所述的一种自散热大功率整体LED封装，其特征在于：所述第二多量子阱发光层（52）的厚度为13nm。

5.根据权利要求1所述的一种自散热大功率整体LED封装，其特征在于：所述金属散热底座（a1）底面设有散热鳍片。

6.根据权利要求1所述的一种自散热大功率整体LED封装，其特征在于：所述金属散热底座（a1）内设有用于放置驱动器的放置腔。