CN205429008U - 一种金属导热柱cob led光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属导热柱COB LED光源，包括设置在基板发光区(11)的至少一个LED芯片(2)，荧光胶层(31)粘结所述基板发光区(11)，其中，所述基板发光区(11)还设置有至少一条金属导热柱(4)，所述荧光胶层(31)覆盖所述LED芯片(2)以及所述金属导热柱(4)。本实用新型通过金属导热柱将覆盖在LED灯芯片的荧光胶的热量传导给基板，从而降低LED芯片的PN结温度，具有散热快，出光效率高，易于产业化的优点。

Description

一种金属导热柱COB LED光源

技术领域

本实用新型属于光学照明灯具技术领域，尤其涉及一种金属导热柱COBLED光源。

背景技术

COBLED光源是一种将LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上，采用COB封装技术通过键合引线与电路板键合的高光效集成面光源，其相对于其他结构的LED光源，具有散热快、便于配光，免回流焊接、降低灯具设计难度等优点，因此在LED封装技术领域中得到越来越广泛的应用。

目前市场上对高功率、高集成、高光效的COBLED光源需求越来越广泛，而高功率、高集成、高光效的COBLED光源，其荧光胶面温度相对会更高，当处于较高温度时，荧光胶容易变性、老化、发黄影响LED灯的透光效果，而且导致LED芯片PN结结温随之增高，并增加LED芯片的损耗从而引起光电参数的退化，这样，就大大降低了COBLED光源的出光效率和产品的可靠性。现有技术主要根据不同材料的导热系数不同对LED灯具的不同结构在材料上进行替换，或者通过在灯具内部空间加入导热介质如水等液体，在提高散热效率方面作用有限。

专利号ZL201420193759.1的专利公开了一种具有散热结构的COBLED灯筒，包括一散热结构，所述散热机构包括散热器以及导热硅胶，所述散热器包括一中间部分以及通过多根肋条与中间部分连接的一圈散热鳍片，所述导热硅胶置于所述散热器中间部分。该方案的灯具结构相对复杂，安装不方便，散热结构与LED光源距离较远，导热不充分，不能有效降低LED光源的PN结结温。

实用新型内容

针对现有技术存在的不能降低发光芯片PN结结温的技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种对荧光胶散热效果好，降低LED芯片PN结的温度，提高产品使用寿命的金属导热柱COBLED光源，包括设置在基板发光区11的至少一个LED芯片2，荧光胶层31粘结所述基板发光区11；

其中，所述基板发光区11还设置有至少一条金属导热柱4，所述荧光胶层31覆盖所述LED芯片2以及所述金属导热柱4。

优选地，所述金属导热柱4通过一个连接点41相对于所述基板发光区11垂直或者倾斜设置。

优选地，所述金属导热柱4沿长度方向为如下形状的一种：

-圆柱形；

-长方体形；

-圆锥形；

-三角锥形；或者

-梯台形。

优选地，所述金属导热柱4的尺寸为如下的一种：

-所述金属导热柱4沿长度方向的形状为圆柱形，且所述金属导热柱4的横截面的直径为0.5mil～50mil；

-所述金属导热柱4沿长度方向的形状为长方体形，且所述金属导热柱4的横截面积为0.25mil²～2500mil²。

优选地，所述金属导热柱4通过至少两个连接点41固定在所述基板发光区11并形成桥式结构。

优选地，所述金属导热柱4的截面形状为矩形、梯形、圆柱形或者椭圆形。

优选地，所述金属导热柱4的截面形状为圆形，且所述金属导热柱的直径为0.5mil～20mil。

优选地，所述金属导热柱4通过两个连接点41固定在所述基板发光区11，且所述金属导热柱4沿长度方向的形状为矩形、梯形、弧形或者波浪形。

优选地，所述COBLED光源还包括基板1，所述LED芯片2通过正装或者倒装工艺设置在基板1上；

其中，所述基板1上设置有第一连接部111，所述透镜34设置有第二连接部112，所述第一连接部111和第二连接部112结构匹配并相互连接。

本实用新型通过在PCB基板上的LED芯片周边植上金属导热柱，且金属导热柱被荧光胶所包覆，通过金属导热柱将荧光胶的热量传导给基板，可以有效降低LED芯片的PN结结温，从而增加了COBLED光源的可靠性和提高了COBLED光源的出光效率，同时具有生产工艺简单，易于产业化的优点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了本实用新型的一种具体实施方式的，一种金属导热柱COBLED光源的爆炸图；

图2示出了本实用新型的一种实施例的，一种金属导热柱COBLED光源的爆炸图；

图3示出了本实用新型的一个实施例的，金属导热柱与LED芯片的分布图；

图4示出了本实用新型的一个实施例的，金属导热柱与LED芯片的分布图；以及

图5示出了本实用新型的一个实施例的，金属导热柱与LED芯片的分布图。

具体实施方式

为了更好的使本实用新型的技术方案清晰地表示出来，下面结合附图对本实用新型做进一步地说明。本领域技术人员理解，附图中所示结构示意图主要用以说明实施例，图中的组件并未按实际比例绘制，其形状和结构主要用以表示各组件及其相互关系，本领域技术人员可以参考附图所示实施例实现本实用新型的技术内容。

图1示出了本实用新型的一种具体实施方式的，一种金属导热柱COBLED光源的爆炸图，本领域技术人员理解，图1只是根据本实用新型的一种优选画法，所述金属导热柱COBLED光源还可以有其他表现形式。

具体地，图1示出了一种对荧光胶散热效果好，降低LED芯片PN结结温，提高产品使用寿命的金属导热柱COBLED光源的爆炸图，包括，基板发光区11、至少一个LED芯片2、至少一条金属导热柱4以及荧光胶层31，其中，所述LED荧光芯片2和所述金属导热柱4设置在所述基板发光区11上，所述荧光胶层31粘结所述基板发光区11并覆盖设置在所述基板发光区11的LED芯片2以及金属导热柱4。具体地，所述LED芯片2可以通过正装或者倒装在所述基板发光区11上，并与所述基板发光区11的线路连接，本领域技术人员理解，上述安装方法为本领域LED芯片常规的固定方式，在实际应用中，可以根据需要选择任意一种安装方式，在此不予赘述。

本领域技术人员理解，正装芯片通常用于小功率LED芯片的封装，而大功率LED芯片的封装通常采用倒装芯片工艺封装。具体地，正装工艺采用金线将所述LED芯片的PN结与支架正负极连接；倒装工艺将LED芯片的PN结直接与基板上的正负极共晶键合，没有使用金线。更为具体地，本领域技术人员理解，所述LED芯片的正装或倒装工艺属于现有技术，本领域技术人员可以根据现有技术实现本实用新型的技术内容，在此不予赘述。

进一步地，采用COB封装技术将所述LED芯片固定在所述基板发光区11上的方式主要包括以下流程，第一步，采用扩张机将LED晶片薄膜均匀扩张，使附着在薄膜表面紧密排列的LED晶粒拉开，以便于刺晶；接下来采用点胶机将适量的固晶胶点在基板上；然后将LED芯片用真空吸嘴固定在基板上点好固晶胶的位置；进一步地，对所述固晶胶烘干使其固化，具体地，可以将所述基板放置在恒温箱中处理一段时间；接下来采用金丝或铝丝焊接机将LED芯片与基板上对应的焊盘进行键合。所述基板优选地为圆形、正方形、正六边形或其他正多边形，所述基板的材料优选为铝基板，所述铝基板是一种散热功能良好的覆铜板，包括线路层、导热绝缘层以及金属基层，所述LED芯片2贴妆在所述线路层，所述线路层经过刻蚀形成印刷电路，使用过程中LED芯片产生的热量通过所述绝缘层传导到金属基层，再由金属基板扩散到模块外部，实现散热。其中，所述绝缘层由高导热、高绝缘的陶瓷介质填充的特殊聚合物构成。进一步地，本领域技术人员理解，所述基板还可以是铜或其他金属材料基板或者陶瓷、硅原料制备的基板。

进一步的，至少一个所述LED芯片2分布在所述基板1上，本领域技术人员可以根据需要任意设定所述LED芯片2在所述基板1上的排列方式。具体地，图1示出了3个LED芯片2呈线性分布在所述基板发光区11上，图2至图5示出了4个LED芯片2呈矩形分布在所述基板发光区11上，本领域技术人员可以在此基础上作不同的变化，满足不同的应用需要。本领域技术人员理解，采用COB封装LED芯片可以将多颗LED芯片集成封装，形成面光源且所述面光源的形状可以根据需要改变，使出光均匀、光线柔和。

进一步地，至少一条所述金属导热柱4固定在所述基板发光区11上，所述金属导热柱4的两端优选通过焊接固定在所述基板发光区11上。所述金属导热柱优选为铜、铝等散热率高的金属或它们的合金。所述金属导热柱4分布在所述LED芯片2周边，具体地，本领域技术人员理解，所述LED芯片2在所述基板发光区11中心向外辐射均匀排布在所述基板发光区11上，所述金属散热柱4分布在所述LED芯片分布区区域的四周。具体地，图2至图5示出中共有四条所述金属散热柱4，且所述金属散热柱4分置于所述LED芯片2的两侧。作为一种变化，所述LED芯片2和所述金属散热柱4交错均匀分布在所述基板发光区11上。在另一个变化例中，所述金属散热柱4在所述基板发光区11中所述LED芯片2排布区域以外的其它空余位置均匀分布。作为更多的变化，本领域技术人员可以根据需要对所述LED芯片2与所述金属散热柱4的数目以及在所述基板发光区11的排布方式做出各种变形，在此不予赘述。

进一步地，所述荧光胶层31覆盖所述LED芯片2。具体地，采用COB封装技术，将所述LED芯片2固定在所述基板1上后，再用点胶机载LED芯片2相应位置注入适量荧光胶形成荧光胶层31，再对所述荧光胶层进行固化处理，即使所述荧光胶层覆盖所述LED芯片2以及所述金属导热柱4并与所述基板1固定连接。进一步地，所述荧光胶层31的胶体材料选用环氧树脂、硅胶或其他高分子树脂材料，所述荧光胶层31通过在制备所述胶体时向所述胶体原料中混入荧光粉制备获得，所述荧光粉的颜色可以是红色、黄色、或绿色以及其他颜色。进一步地，本领域技术人员理解，采用硅胶作为所述荧光胶层31的材料具有不易老化、抗紫外辐射以及优良的透光率、折射率、耐腐蚀性、耐热性等优点。

进一步地，如图1至图5所示，单个所述荧光胶层31同时覆盖全部所述LED芯片2，具体地，一个所述荧光胶层31覆盖全部所述LED芯片2和全部所述金属导热柱4，所述LED芯片2在所述基板1上均匀分布，所述金属导热柱分布在所述LED芯片2周边，所述荧光胶层31为的半球形结构。更为具体地，所述荧光胶层的形状为椭圆形。在一个优选地变化例中，所述荧光胶层31的形状为方形，在这样的实施例中，相应地，所述LED芯片的形状为方块状，使得所述荧光胶层31与所述LED芯片更好地相适应。

进一步地，所述荧光胶层31的胶体顶面的形状可以是凸面、凹面或者平面，本领域技术人员理解，交界面曲度的变化会改变出射光线的出射角度，从而对出射光的光强分布和出光率产生影响，本领域技术人员可以根据实际需要，选择将所述荧光胶层31的顶面或其他部位的形状和曲率做出各种变形，在此不予赘述。

在一个变化例中，还可以通过多个荧光胶层覆盖全部所述LED芯片2和全部所述金属导热柱4，例如有两个彼此独立的荧光胶层，一个荧光胶层覆盖一部分所述LED芯片2和一部分所述金属导热柱4，另一个荧光胶层覆盖另一部分所述LED芯片2和另一部分所述金属导热柱4。又例如，有三个彼此独立的荧光胶层，每个荧光胶层对应覆盖1/3数量的所述LED芯片2和1/3数量的所述金属导热柱4。本领域技术人员可以在此基础上做不同的变化，在此不予赘述。

进一步地，如图1和图2所示，所述金属导热柱4通过一个连接点41相对于所述基板发光区11垂直或者倾斜设置。具体地，所述金属导热柱可以通过粘结或者共晶焊接等常规方式固定在所述基板发光区11上。更为具体地，图1和图2中示出的所述连接点41是点状，作为一种变化，所述连接点41还可以是面状，这样更有利于所述金属导热柱4的热量通过所述连接点41传递到所述基板发光区11。

进一步地，图1中示出的所述金属导热柱4是垂直于所述基板发光区11，图2中示出的所述金属导热柱4是倾斜于所述基板发光区11的，且图1和图2中示出的所述金属导热柱沿长度方向的形状是条状的，作为一些变化，所述金属导热柱4可以是圆柱形、长方体形、圆锥形、三角锥形或者梯台形。本领域技术人员理解，所述金属导热柱4靠近所述基板发光区11的部分的横截面越大，则越有利于热量传导到所述基板发光区11。

进一步地，所述金属导热柱4横截面的大小可以根据不同的应用情况做不同的变化，例如，当所述金属导热柱4沿长度方向的形状为圆柱形时，所述金属导热柱4的横截面的直径为0.5mil～50mil。又例如，当所述金属导热柱4沿长度方向的形状为长方体形，所述金属导热柱4的横截面积为0.25mil²～2500mil²。

在一个变化例中，所述金属导热柱4通过至少两个连接点41固定在所述基板发光区11上并形成桥式结构。具体地，所述连接点41为所述金属散热柱4的两个端点，两个所述连接点41通过焊接的方式固定在所述基板发光区11，所述金属导热柱4的其它部位悬空设置在所述基板发光区11上部。在这样的实施例中，所述金属散热柱4与所述基板发光区11形成一个桥式结构。作为一种变化，本所述金属导热柱4具有多个端点，例如具有3个、4个、5个甚至更多的端点，在所述金属导热柱4的多个所述端点中选取3个、4个或者更多与所述基板发光区11固定连接以形成桥式结构。本领域技术人员理解，所述金属导热柱的数目不宜过多，避免导致LED芯片的发光效果和数量受到影响。

在一个优选地实施例中，所述金属导热柱4的截面形状为圆形，本领域技术人员理解，当所述金属导热柱4的截面形状为圆形时，所述金属导热柱具有最大的比表面积，在这样的实施例中，更加有利于所述金属导热柱4吸收热量并传导给基板。具体地，所述金属导热柱的截面形状还可以为矩形或者梯形或者椭圆形，本领域技术人员理解，所述金属导热柱4的截面形状优选为规则的多面体等形状，可以使工艺简单，同时利于所述金属导热柱4散热且不影响美观。

进一步地，当所述金属导热柱4的截面形状为圆形时，所述金属导热柱的直径为0.5mil、10mil、20mil或者任意介于0.5mil至20mil之间的任意数值。本领域技术人员理解，当所述金属导热柱4的直径过小，例如，小于0.5mil对所述金属导热柱4的生产工艺的要求会大大提高，不利于产品的产业化，同时，所述金属散热柱4的直径小于0.5mil时，会导致所述金属散热柱4的表面积小，从而散热效果大大下降，而通过增加所述金属散热柱4的长度提高散热率会使得金属散热柱占用的空间增大，影响所述LED芯片2的发光效果，同时，在这样的情况下，所述金属散热柱4的强度也会下降，导致容易折断，尤其在高温环境下进一步加快所述金属散热柱的损耗；当所述金属散热柱4的直径过大时，例如，超过20mil时，所述金属散热柱4的不易通过弯折加工成形得到需要的形状，同时，直径过大，会导致占用空间增大，从而影响所述LED芯片2分布在所述基板发光区11的数目和发光效果。

进一步地，当所述金属导热柱4通过固定在所述基板发光区11上时，如图1至图4所示，所述金属导热柱沿长度方向的形状可以矩形、梯形、弧形或者波浪形。本领域技术人员理解，所述金属导热柱4沿长度方向的形状优选为规则的几何图形，在这样的实施例中，所述金属导热柱易于加工，且容易获得相应的形状，同时，避免因形状过于复杂导致挤占基板发光区域的空间从而影响所述LED芯片2的发光效果。具体地，本领域技术人员可以根据需要，对所述金属散热柱4的形状进行任意的设置和变形，然而这并不影响本实用新型的技术方案，在此不予赘述。进一步地，所述金属导热柱的高度或弧度尽量高，具体地，本领域技术人员理解，所述金属导热柱4的高度高于所述LED芯片2，但是所述金属导热柱4的高度不超出所述荧光胶层，以避免所述金属导热柱4与所述荧光胶层31接触导致所述荧光胶层受损破裂。本领域技术人员理解，所述金属导热柱高于所述LED芯片2可以使所述金属导热柱更接近所述荧光胶层，利于所述荧光胶层31的热量通过所述金属导热柱31传导至所述基板1上。

进一步地，本领域技术人员理解，所述金属导热柱COBLED光源的基板1上还安装有散热器，所述散热器可以进一步将传导到所述基板1上的热量传导到环境中，通过与所述金属导热柱的双重作用，进一步强化所述金属导热柱COBLED光源的散热效果，避免各部件因过热导致的故障，提高产品的使用寿命以及照明效果。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (9)

1.一种金属导热柱COBLED光源，其特征在于，包括设置在基板发光区(11)的至少一个LED芯片(2)，荧光胶层(31)粘结所述基板发光区(11)；

其中，所述基板发光区(11)还设置有至少一条金属导热柱(4)，所述荧光胶层(31)覆盖所述LED芯片(2)以及所述金属导热柱(4)。

2.根据权利要求1所述的COBLED光源，其特征在于，所述金属导热柱(4)通过一个连接点(41)相对于所述基板发光区(11)垂直或者倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的COBLED光源，其特征在于，所述金属导热柱(4)沿长度方向为如下形状的一种：

-圆柱形；

-长方体形；

-圆锥形；

-三角锥形；或者

-梯台形。

4.根据权利要求2或3所述的COBLED光源，其特征在于，所述金属导热柱(4)的尺寸为如下的一种：

-所述金属导热柱(4)沿长度方向的形状为圆柱形，且所述金属导热柱(4)的横截面的直径为0.5mil～50mil；

-所述金属导热柱(4)沿长度方向的形状为长方体形，且所述金属导热柱(4)的横截面积为0.25mil²～2500mil²。

5.根据权利要求1所述的COBLED光源，其特征在于，所述金属导热柱(4)通过至少两个连接点(41)固定在所述基板发光区(11)。

6.根据权利要求5所述的COBLED光源，其特征在于，所述金属导热柱(4)的截面形状为如下的一种：

-矩形；

-梯形；

-圆柱形；或者

-椭圆形。

7.根据权利要求6所述的COBLED光源，其特征在于，所述金属导热柱(4)通过两个连接点(41)固定在所述基板发光区(11)，且所述金属导热柱(4)沿长度方向的形状为如下的一种：

-矩形；

-梯形；

-弧形；或者

-波浪形。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的COBLED光源，其特征在于，所述金属导热柱(4)的截面形状为圆形，且所述金属导热柱(4)的直径为0.5mil～20mil。

9.根据权利要求8所述的COBLED光源，其特征在于，所述COBLED光源还包括基板(1)，所述LED芯片(2)通过正装或者倒装工艺设置在基板上。