CN207967049U - 一种基于多芯片模块的大功率led光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多芯片模块的大功率LED光源，包括双面覆铜陶瓷基板和水冷热沉，双面覆铜陶瓷基板上设置有塑封透镜罩和若干芯片，芯片与双面覆铜陶瓷基板之间设置有钎料键合层，芯片的上方设置有荧光粉涂层，水冷热沉与双面覆铜陶瓷基板之间设置有钎料钎焊层，水冷热沉的内部设置有竖直隔板、水路回转区和若干水冷管道，水路回转区设置在水冷热沉内腔上端，竖直隔板的下端与水冷热沉内腔下端连接，上端与水路回转区的下端连接，水冷管道分别设置在竖直隔板的左右两侧，且水冷热沉的进水口和出水口分别设置在竖直隔板的左右两端，结构简单，能够实现对多芯片模块的大功率LED光源快速、高效散热的功能。

Description

一种基于多芯片模块的大功率LED光源

技术领域

本实用新型涉及LED照明技术领域，具体为一种基于多芯片模块的大功率LED光源。

背景技术

近年来，基于节能环保、效率高、小体积、长寿命等特点，LED灯越来越受到消费者的青睐，多芯片模块LED是将一个以上的LED芯片(或还包括信号控制芯片与防静电芯片)排列组合，通过工艺集成和安装在基片上，成一个大的可以控制的LED模块，安装方式为正装或倒装，单电极或者双电极，基片材料是铜、铝、银、硅、陶瓷或者复合材料，多芯片模块LED芯片的数量为一至数千个，多芯片模块LED相比较传统的LED具有功率大、平面或凸面发光、高光功率密度的优点，因此多芯片模块LED的应用越来越广。

多芯片模块LED光源在工作时，由于高的芯片集成度，正向工作电流可以达到5安培以上甚至更大，会产生很大的发热量，所以多芯片模块LED需要进行散热冷却的处理，散热冷却处理不好，会影响多芯片模块LED的寿命以及其工作过程的稳定性和可靠性，而且会直接减少芯片出射的光子，使得出光效率降低，尤其是对于目前所采用的荧光粉加蓝光芯片的白光方式，过高的温度会严重影响荧光粉的特性，最终导致波长漂移，颜色不纯等一系列问题，由于多芯片模块LED光源在使用时，通常是封闭在灯具外壳内的，自然对流散热不能采用。

现有技术常采用强制风冷散热的方式，对多芯片模块LED进行冷却散热，但是风冷散热需要有畅通的空气流通通道，这就大大增加了散热结构的附加体积，使得整体LED光源的结构变得复杂。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种基于多芯片模块的大功率LED光源，结构简单，能够实现对多芯片模块的大功率LED光源快速、高效散热的功能，且能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于多芯片模块的大功率LED光源，包括双面覆铜陶瓷基板和水冷热沉，所述双面覆铜陶瓷基板上设置有塑封透镜罩和若干芯片，所述塑封透镜罩设置在双面覆铜陶瓷基板上方，所述芯片与双面覆铜陶瓷基板之间设置有钎料键合层，芯片的上方设置有荧光粉涂层，所述水冷热沉设置在双面覆铜陶瓷基板的下方，且水冷热沉与双面覆铜陶瓷基板之间设置有钎料钎焊层，水冷热沉的内部设置有竖直隔板、水路回转区和若干水冷管道，所述水路回转区设置在水冷热沉内腔上端，所述竖直隔板的下端与水冷热沉内腔下端连接，上端与水路回转区的下端连接，所述水冷管道分别设置在竖直隔板的左右两侧，且水冷热沉的进水口和出水口分别设置在竖直隔板的左右两端。

进一步地，所述荧光粉涂层是氮化物荧光粉与YAG：CE荧光粉的分层结构，并利用脉冲分层喷涂混合涂覆技术将分层结构涂覆在芯片表面上的。

进一步地，所述塑封透镜罩呈倒立的碟形，中央部分为平板结构，边缘部分呈向下弯曲的弧形，且所述荧光粉涂层上表面与塑封透镜罩中央部分下表面接触。

进一步地，所述塑封透镜罩的上表面设置有散热器。

进一步地，所述水冷热沉的下方均匀设置有若干散热鳍片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过水冷热沉的设置，采用水作为对流换热流体，一方面，大大增强了该基于多芯片模块的大功率LED光源的散热效果，相比较风冷散热方式来说，该水冷散热的效率更高，从而大大延长了该LED光源的使用寿命，保证了LED光源的正常工作性能；另一方面，大大减少了因风冷散热所需要附加的散热结构的体积，不需要设置专门的流通风道，使得该LED光源的整体结构更加简单，质量更加轻巧。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的水冷热沉横截面结构示意图。

图中标号：

1-双面覆铜陶瓷基板；2-水冷热沉；3-塑封透镜罩；4-芯片；5-钎料键合层；6-荧光粉涂层；7-钎料钎焊层；8-竖直隔板；9-水路回转区；10-水冷管道；11-散热器；12-散热鳍片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种基于多芯片模块的大功率LED光源，包括双面覆铜陶瓷基板1和水冷热沉2，水冷热沉2采用纯铜材料加工而成，具有导热效果好的优点，所述双面覆铜陶瓷基板1上设置有塑封透镜罩3和若干芯片4，所述塑封透镜罩3设置在双面覆铜陶瓷基板1上方，塑封透镜罩3采用硅胶透镜，硅胶透镜具有高透光性的优点，所述芯片4与双面覆铜陶瓷基板1之间设置有钎料键合层5，钎料键合层5采用的是SnAgCu钎料，可实现芯片4与双面覆铜陶瓷基板1之间紧密结合的作用，芯片4的上方设置有荧光粉涂层6，所述水冷热沉2设置在双面覆铜陶瓷基板1的下方，且水冷热沉2与双面覆铜陶瓷基板1之间设置有钎料钎焊层7，钎料钎焊层7采用的是SnBi钎料，可实现水冷热沉2与双面覆铜陶瓷基板1之间紧密连接的功效。

水冷热沉2的内部设置有竖直隔板8、水路回转区9和若干水冷管道10，所述水路回转区9设置在水冷热沉2内腔上端，所述竖直隔板8的下端与水冷热沉2内腔下端连接，上端与水路回转区9的下端连接，所述水冷管道10分别设置在竖直隔板8的左右两侧，且水冷热沉2的进水口和出水口分别设置在竖直隔板8的左右两端，水冷管道10在水冷热沉2的内部整体呈现并联结构设置，由于水冷热沉2的进水口和出水口尺寸都比较小，导致冷水在各个水冷管道10内的流速分布极不均匀，大部分水流经过水阻最小的中间水冷管道10从水冷热沉2的出水口流出，称为“最短效应”，而边缘两侧的水冷管道10中水流速度较低，这种流速不均匀性大大影响了水冷热沉2对LED光源的散热效果，通过设置水路回转区9，使得水冷管道10总体来看是并联的形式，但通过水路回转区9，相当于两个并联水道串联在一起，从而保证了水流速均匀的效果，使得该水冷热沉2的散热效果也得到大大改善；而且，通过水冷热沉2实现对该基于多芯片模块的大功率LED光源高效散热的功能，采用水作为对流换热流体，不需要附加空气流动通道，从而大大减小了散热结构的体积。

所述荧光粉涂层6是氮化物荧光粉与YAG：CE荧光粉的分层结构，并利用脉冲分层喷涂混合涂覆技术将分层结构涂覆在芯片4表面上的，YAG：CE荧光粉是钇铝石榴石掺铈制成的，具有优良的热稳定性、良好的机械特性和发光性质，经分层荧光粉涂覆结构后，氮化物荧光粉与YAG：CE荧光粉间的再吸收问题得到了有效的改善，使得该LED光源发出的蓝光转换为黄绿光后逸出的概率增大，荧光粉涂层整体透光性增强，分层结构中氮化物荧光粉激发概率得到有效提升，仅需要较小的涂层厚度便可获得与混合结构相同的红光成分，这对降低多芯片模块LED光源的制造具有重要的实用价值。

所述塑封透镜罩3呈倒立的碟形，中央部分为平板结构，边缘部分呈向下弯曲的弧形，且所述荧光粉涂层6上表面与塑封透镜罩3中央部分下表面接触，以充分利用塑封透镜罩3散热。

需要说明的是，整个塑封透镜罩3还可以呈平板形设计，塑封透镜罩3的下表面进行旨在增强反光作用的表面处理。

所述塑封透镜罩3的上表面设置有散热器11，散热器11的设置，增强了该LED光源的散热效果。

值得指出的是，当该LED光源通过水冷热沉2能够达到足够的散热能力时，散热器11可以不安装。

所述水冷热沉2的下方均匀设置有若干散热鳍片12，散热鳍片12的设置，使得水冷热沉2的散热效果进一步得到提升，加快了热量的散失。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种基于多芯片模块的大功率LED光源，其特征在于：包括双面覆铜陶瓷基板(1)和水冷热沉(2)，所述双面覆铜陶瓷基板(1)上设置有塑封透镜罩(3)和若干芯片(4)，所述塑封透镜罩(3)设置在双面覆铜陶瓷基板(1)上方，所述芯片(4)与双面覆铜陶瓷基板(1)之间设置有钎料键合层(5)，芯片(4)的上方设置有荧光粉涂层(6)，所述水冷热沉(2)设置在双面覆铜陶瓷基板(1)的下方，且水冷热沉(2)与双面覆铜陶瓷基板(1)之间设置有钎料钎焊层(7)，水冷热沉(2)的内部设置有竖直隔板(8)、水路回转区(9)和若干水冷管道(10)，所述水路回转区(9)设置在水冷热沉(2)内腔上端，所述竖直隔板(8)的下端与水冷热沉(2)内腔下端连接，上端与水路回转区(9)的下端连接，所述水冷管道(10)分别设置在竖直隔板(8)的左右两侧，且水冷热沉(2)的进水口和出水口分别设置在竖直隔板(8)的左右两端。

2.根据权利要求1所述的一种基于多芯片模块的大功率LED光源，其特征在于：所述荧光粉涂层(6)是氮化物荧光粉与YAG：CE荧光粉的分层结构，并利用脉冲分层喷涂混合涂覆技术将分层结构涂覆在芯片(4)表面上的。

3.根据权利要求1所述的一种基于多芯片模块的大功率LED光源，其特征在于：所述塑封透镜罩(3)呈倒立的碟形，中央部分为平板结构，边缘部分呈向下弯曲的弧形，且所述荧光粉涂层(6)上表面与塑封透镜罩(3)中央部分下表面接触。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于多芯片模块的大功率LED光源，其特征在于：所述塑封透镜罩(3)的上表面设置有散热器(11)。

5.根据权利要求1所述的一种基于多芯片模块的大功率LED光源，其特征在于：所述水冷热沉(2)的下方均匀设置有若干散热鳍片(12)。