CN2590181Y - 大功率白光二极管 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种大功率白光二极管，主要结构包括散热板、聚光罩、大功率芯片、荧光粉层、正电极、负电极、绝缘圈、导电粘合层，采用了大功率芯片、空心填充型和实心型散热板及倒置法安装设计，体积小、功率大，低电压驱动、可节约电力80％，寿命长，无污染，使用范围广，可广泛用于井下采煤高亮度照明、普通灯具及信号指示，是理想的直接发光的大功率白光固体电源。

Description

大功率白光二极管

技术领域

本实用新型为一种大功率白光二极管，属电照明固体光源的设计与制造的技术领域。

背景技术

目前，国内生产和使用的电照明灯具品种越来越多，其光源设计也较繁杂，但常用的光源照明仍是白炽灯、日光灯、节能灯等，不仅转换效率低，驱动电压高，而且寿命短，还会有环境污染。

自白光二极管问世以来，人们一直在追求实现固体光源，以达到体积小、低消耗、寿命长、无污染、绿色照明的目的，但目前普通功率的白光二极管，通常采用0.2×0.2mm²蓝光或紫外光芯片涂覆一层荧光粉来实现白光照明，制成的白光二极管发光效率小，需要数支甚至数十支组合才能达到照明灯具的要求，且制造工艺复杂，成本高、使用不便。

发明内容

本实用新型的发明目的就是针对现有技术的不足，设计一种新型的大功率的白光二极管，采用大尺寸芯片，倒置法设计，并设有特殊的散热结构，使其在一只芯片上涂覆荧光粉后，即可达到一般灯具的照明要求，如果进行组合，还可满足特殊的大功率要求，以达到节约电力，减少体积，低电压驱动、安全可靠、增加使用寿命、扩大使用范围，无污染的目的。

本实用新型的主要结构由散热板、聚光罩、大功率芯片、荧光粉层、正电极、负电极、绝缘圈、导电粘合层组成，其特征为在散热板1的上面装有圆弧形聚光罩2，在散热板1的上面、聚光罩2的里面装有大功率芯片3，散热板1的左侧上面通过正极导电粘合层5与大功率芯片3上的导电接触面4粘合联结，散热板1的左侧下面装有正电极8，散热板1的右侧装有绝缘圈7，T型负电极9穿过散热板1上的绝缘圈7与负极导电粘合层6联结，大功率芯片3的上面为荧光粉层14。

所述的散热板1有两种结构形式，一为实心型散热板，二为空心填充型散热板；实心型散热板1为圆盘形，左侧中部设有正电极安装孔10，右侧中部设有负电极安装孔11；空心填充型散热板1呈圆盘形，在其内部设有圆环形槽状空心腔12，在空心腔12内填充导热液22，在散热板1的左侧、空心腔12的侧壁上设有进出液口20、堵头21，在散热板1内的实体部位设有正电极安装孔10、负电极安装孔11。

所述的大功率芯片3呈方体形，其面积可为2×2mm²，在载体基板15的上面为荧光粉层14，在基板15的下面为正电极层16，在正电极层16的下面为发光层17，在发光层17的下面为负电极层18，在负电极层18的左侧下面为导电接触面4，在导电接触面4的下面有导电粘合层5，在负电极层18的右侧下面有导电粘合层6。

本实用新型与背景技术相比具有明显的先进性，它克服了现有技术结构上的不合理，采用了大尺寸芯片，并使发光结构呈倒置法设计和安装，防止了元器件自身的互相遮掩，还采用了特殊的散热结构，使散热板呈实心型或空心填充型，并在空心型散热板内填充优良的导热材料，有效的保证了大功率白光二极管的良好散热，正、负电极联结采用了铁基合金，并和银导电粘合层联结，其导电性能十分优良，由于采用了这些结构上技术上的措施，从而使白光二极管产生了大功率，一只白光二极管其功率可达5-8瓦，如果进行数只组合，还可满足特殊大功率照明要求，此大功率白光二极管体积小，驱动电压低，节约电力可达80％，安全可靠、使用寿命是现有白炽灯的6-10倍，无污染、使用范围广，可广泛用于井下采煤高亮度照明、普通灯具照明、信号指示等，是理想的直接发光的大功率的白光固体电源。

附图说明

图1为大功率白光二极管整体结构主视图

图2为图1的顶视图

图3为实心型散热板顶视图

图4为图3的A-A剖面图

图5为空心填充型散热板顶视图

图6为图5的B-B剖面图

图7为大功率芯片顶视图

图8为图7的C-C剖面图

图9为绝缘圈底视图

图10为图9的D-D剖面图

以下结合附图对本实用新型做进一步叙述：

图中所示：

1.散热板，2.聚光罩，3.大功率芯片，4.导电接触面，5.正极导电极粘合层，6.负极导电粘合层，7.绝缘圈，8.正电极，9.负电极，10.正电极安装孔，11.负电极安装孔，12.空心腔，13.绝缘圈孔，14.荧光粉层，15.基板，16.正电极层，17.发光层，18.负电极层，19.电极触板，20.进出液口，21.堵头，22.导热液。

具体实施方式

图1、2所示，大功率白光二极管的整体结构，改变了现有技术中通常使用的在芯片上部焊接导线的正、负极，而是采用了倒置设计，在芯片3的下部增设正极导电粘合层5和负极导电粘合层6，正极导电粘合层5，直接联接散热板1，负极导电粘合层6与T型负电极9的电极触板19联结，使芯片3上的荧光粉层14、基板15、发光层17直接凸现在聚光罩2中间正面顶部位置，防止了因导线焊接而造成的遮掩，这种倒置形式，增加了二极管的发光亮度。

散热板1和聚光罩2可密闭粘结封装，根据需要可调整封装角度，防水防潮，聚光罩2可用环氧树脂材料注塑成型制作。

正电极8、负电极9均用铁基合金材料制作。

图3、4、5、6所示，散热板1呈圆盘形，可用铝等散热好的金属或合金制作，散热板1因和铜正电极8直接联结，故也是二极管的正电极；实心型散热板结构较简单，起承托和散热作用；空心填充型散热板1在其内部增设了环形槽状空心腔12，空心腔12内填充导热液22，导热液22由导热性能好的酒精，乙醚组成，也可在空心腔12内填充空气，空心腔12外部设有进出液口20，并用堵头21封堵，以防泄漏；散热板1上的正极安装孔10为盲孔，负极安装孔11为通孔。

图7、8所示，大功率芯片3的基板15是蓝宝石晶体，基板15上面的荧光粉层14是用钇铝石榴石或硫化锌镉银制作，基板15的下面是起过渡作用的正电极层16，正电极层16的下面是最主要的一层发光层17，发光层17的下面是起过渡作用的负电极层18，并和导电接触面4、正极导电粘合层5、负极导电粘合层6联结；电极与电极层之间是由压合、压焊形式制作的；芯片3是采用金属有极化学沉积工艺，在反应腔内逐层沉积而成，层与层之间以固溶体形式生长而成型；二极管的白光是由芯片3发出的蓝光或紫外光与激发荧光粉产生的黄光混合而形成白光的；芯片3发出的蓝光波长为470钠米。

大功率芯片3以2×2mm²为佳，亦可做成5mm²甚至10mm²的芯片，以提高功率。

通常使用的芯片是0.2×0.2mm²，其面积只有0.04mm²，最大功率只有4mw(毫瓦)，当芯片为2×2mm²时，其面积为4mm²，它的功率可达到400mw(毫瓦)，与0.2×0.2mm²的芯片相比，它的功率提高了400∶4，即100倍；聚光罩2调整好封装角度，聚光后，比聚光前可提高二极管的亮度20倍。

此大功率白光二极管使用电压为3伏、电流20毫安即可启动。

大功率白光二极管可直接发白光，不需常规的电能→热能→光能的转换程序。

图9、10所示，绝缘圈为T型圈，可用橡胶或塑料材料制作。

Claims (3)

1、一种大功率白光二极管，主要结构由散热板、聚光罩、大功率芯片、荧光粉层、正电极、负电极、绝缘圈、导电粘合层组成；其特征为在散热板(1)的上面装有圆弧形聚光罩(2)，在散热板(1)的上面、聚光罩(2)的里面装有大功率芯片(3)，散热板的左侧上面通过正极导电粘合层(5)与大功率芯片(3)上的导电接触面(4)粘合联结，散热板(1)的左侧下面装有正电极(8)，散热板(1)的右侧装有绝缘圈(7)，T型负导电粘合层(9)穿过散热板(1)上的绝缘圈(7)与负极导电粘合层(6)联结，大功率芯片(3)的上面为荧光粉层(14)。

2、根据权利要求1所述的大功率白光二极管，其特征在于所述的散热板(1)有两种结构形式，一为实心型散热板，二为空心填充型散热板；实心型散热板(1)为圆盘形，左侧中部设有正电极安装孔(10)，右侧中部设有负电极安装孔(11)；空心填充型散热板(1)呈圆盘形，在其内部设有圆环形槽状空心腔(12)，在空心腔(12)内填充导热液(22)，在散热板(1)的左侧，空心腔(12)的侧壁上设有进出液口(20)、堵头(21)，在散热板(1)内的实体部位设有正电极安装孔(10)、负电极安装孔(11)。

3、根据权利要求1所述的大功率白光二极管，其特征在于所述的大功率芯片(3)呈方体形，其面积可为2×2mm²，在载体基板(15)的上面为荧光粉层(14)，在基板(15)的下面为正电极层(16)，在正电极(16)的下面为发光层(17)，在发光层(17)的下面为负电极层(18)，在负电极层(18)的左侧下面为导电接触面(4)，在导电接触面(4)的下面有导电粘合层(5)，在负电极层(18)的右侧下面有导电粘合层(6)。

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