CN206347537U - 用于高瓦数灯泡的led散热封装结构 - Google Patents

Abstract

用于高瓦数灯泡的LED散热封装结构,LED灯粒(1)封装在底板(2)上侧表面，在底板(2)下侧表面有远红外散热层(4)。合理紧凑高效的设计灯具的支撑体系中的散热结构，有利于设计制造散热要求突出的大功率、高瓦数或者功能复杂的灯泡产品，以对LED灯粒正常发挥卓越的发光性能提供最大支持，减少浪费，节能环保，远优于现有产品。在解决散热问题的同时使得LED灯泡可以低成本的达到80瓦到150瓦的高瓦数要求，适合用于路灯、街灯、天井灯、工厂灯、工矿灯以及集鱼灯等需要高功率灯泡照明。

Description

用于高瓦数灯泡的LED散热封装结构

技术领域

本实用新型涉及己LED节能灯装置的结构改进技术，尤其是用于高瓦数灯泡的LED散热封装结构。

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。

一般来说，封装的功能在于提供芯片足够的保护，防止芯片在空气中长期暴露或机械损伤而失效，以提高芯片的稳定性；对于LED封装，还需要具有良好光取出效率和良好的散热性，好的封装可以让LED具备更好的发光效率和散热环境，进而提升LED的寿命。

一般情况下，LED的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度。另外，当正向电流流经pn结，发热性损耗使结区产生温升，在室温附近，温度每升高1℃，LED的发光强度会相应地减少1％左右，封装散热；时保持色纯度与发光强度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数LED的驱动电流限制在20mA左右。但是，LED的光输出会随电流的增大而增加，很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级，需要改进封装结构，全新的LED封装设计理念和低热阻封装结构及技术，改善热特性。例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导热性能好的银胶，增大金属支架的表面积，焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外，在应用设计中，PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。

LED芯片及封装向大功率方向发展，在大电流下产生比Φ5mmLED大10-20倍的光通量，必须采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题，因此，管壳及封装也是其关键技术，能承受数W功率的LED封装已出现。5W系列白、绿、蓝绿、蓝的功率型LED从2003年初开始供货，白光LED光输出达1871lm，光效44.31lm/W绿光衰问题，开发出可承受10W功率的LED，大面积管；尺寸为2.5×2.5mm，可在5A电流下工作，光输出达2001lm，作为固体照明光源有很大发展空间。

LED固态照明由电能产生光能的同时也产生很高的热能，这些热量又是造成LED灯的光衰与寿命减少的主要原因，所以需要即时处理散热，往往需要体积庞大且重的散热翅片3类金属散热结构。在改进技术中，主要需要解决的问题中包括有效的解决大功率LED照明的散热问题，显然LED的发热问题与传统白炽灯相比并不突出，但是，对于进一步提高LED的要求，尤其是在大功率LED中比较显现的缺陷。比如，现有高瓦数灯泡的LED应用中，需要给LED配置较大的散热翅片3，即使这样也无法取得理想的散热效果，散热问题的改善也是提高产品品质的主要目标。在这一方面，如附图1所示，现有技术的热能靠通过空气流动导热方式表面散热，解决方式主要采用散热翅片3，以增大LED灯粒1经过后侧固定的底板2传导热结构与空气的热交换面积，考虑到空气是热的不良导体，使得这种结构的产品中散热结构自重和成本远大于其它部件，而且体积很大。体积很大的的散热翅片3作为散热器，先把LED灯粒1和底板2封装装置所产生的高热能快速吸收累积至散热翅片3金属散热器大面积空气接触层，通过空气流动将热量带离开LED灯粒1和底板2散热体，这样增加很多的体积与重量也增加整体成本。而且，这种散热方式存在很多设计机构的风险因其导热路径长，导热速度也慢，多数情况下还需要配备风机装置以加速空气流动提高散热效果，常常无法正确快速把灯具的热能导出灯具之外，造成灯具存在很大的寿命风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供用于高瓦数灯泡的LED散热封装结构，以简洁结构和较小的占用空间解决大功率高瓦数LED灯泡的LED灯粒的快速散热问题。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：包括LED灯粒、底板和远红外散热层；LED灯粒封装在底板上侧表面，在底板下侧表面有远红外散热层。

尤其是，LED灯粒底部有热沉，底板上侧表面有绝缘层，热沉固定在绝缘层上。

尤其是，远红外散热层厚度不大于底板的厚度。

尤其是，在底板和远红外散热层之间有加速导热层，加速导热层导热率大于底板的导热率。

本实用新型的优点和效果：合理紧凑高效的设计灯具的支撑体系中的散热结构，有利于设计制造散热要求突出的大功率、高瓦数或者功能复杂的的灯泡产品，以对LED灯粒正常发挥卓越的发光性能提供最大支持，减少浪费，节能环保，远优于现有产品。在解决散热问题的同时使得LED灯泡可以低成本的达到80瓦到150瓦的高瓦数要求，适合用于路灯、街灯、天井灯、工厂灯、工矿灯以及集鱼灯等需要高功率灯泡照明。

附图说明

图1为现有技术中LED封装结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中的LED封装结构示意图。

图3为本实用新型实施例1中的LED散热工作原理示意图。

图4为本实用新型实施例2中的LED散热封装结构示意图。

附图标记包括：

LED灯粒1、底板2、散热翅片3、远红外散热层4、热沉5、绝缘层6、加速导热层7。

具体实施方式

本实用新型包括：LED灯粒1、底板2和远红外散热层4。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如附图2所示，LED灯粒1封装在底板2上侧表面，在底板2下侧表面有远红外散热层4。

前述中，LED灯粒1底部有热沉5，底板2上侧表面有绝缘层6，热沉5固定在绝缘层6上。

前述中，底板2为金、银、铜或铝板，金、银或铜导热系数在330～360之间，铝的导热系数是200左右,都是热的良导体。

前述中，远红外散热层4为纳米陶瓷粉体材料喷涂制成，能受热时产生峰值波长在20nm左右的红外线，进行远红外散热。远红外线散热不需要透过空气来当作散热介质，所以在传导途径中是不存在边界层的问题，用这高效率的热辐射，来取代体积庞大的传统散热翅片。底板2散热体的表面涂装远红外散热层4，由于散热速度快可减少散热体的体积。

前述中，远红外散热层4厚度不大于底板2的厚度。

本实用新型实施例中，将纳米陶瓷粉体远红外线粉体材料喷涂于LED散热金属薄片底板2的背面形成远红外散热层4。这种纳米陶瓷粉体材料能受热后在表面产生峰值在20nm左右的高发射率远红外线波。

本实用新型实施例原理在于，如附图3所示，LED灯粒1工作产生的热量通过底板2导热传递到远红外散热层4，然后，可由远红外散热层4产生之红外线波把热能非常快速度的以辐射方式用最短路径把热辐射出封装结构热源之外。这种远红外线散热不需要透过空气来当作散热介质，所以在传导途径中是不存在边界层的问题，用这高效率的热辐射，来取代体积庞大的传统散热鳍片应用。这种结构散热快速体积小，可摆脱金属散热翅片3不得不需要大体积散热翅片3以满足对巨大的散热表面要求的限制，可用以设计更轻巧的灯具，以在较小体积要求基础上取得更加优秀的散热效果。

实施例2：如附图4所示，在底板2和远红外散热层4之间有加速导热层7，加速导热层7导热率大于底板2的导热率。

在本实施例中，由LED灯粒1产生的热量传递给底板2，进一步经过加速导热层7快速传递给远红外散热层4，最后由远红外散热层4辐射散热。由底板2经过加速导热层7快速传递给远红外散热层4的过程形成单向加速散热结构。

Claims (4)

1.用于高瓦数灯泡的LED散热封装结构,包括LED灯粒(1)、底板(2)和远红外散热层(4)；其特征在于，LED灯粒(1)封装在底板(2)上侧表面，在底板(2)下侧表面有远红外散热层(4)。

2.如权利要求1所述的用于高瓦数灯泡的LED散热封装结构，其特征在于，LED灯粒(1)底部有热沉(5)，底板(2)上侧表面有绝缘层(6)，热沉(5)固定在绝缘层(6)上。

3.如权利要求1所述的用于高瓦数灯泡的LED散热封装结构，其特征在于，远红外散热层(4)厚度不大于底板(2)的厚度。

4.如权利要求1所述的用于高瓦数灯泡的LED散热封装结构，其特征在于，在底板(2)和远红外散热层(4)之间有加速导热层(7)，加速导热层(7)导热率大于底板(2)的导热率。