DE202010011428U1 - Kühlstruktur für Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat - Google Patents

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Abstract

Kühlstruktur für Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat, umfassend
ein Verbundsubstrat (1), das mit einer Leiterplattenschicht (2) verbunden ist, und
Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat (4), die über eine elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht (3) mit der Leiterplattenschicht (2) verbunden sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Kühlstruktur, insbesondere eine Kühlstruktur für Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlstruktur für Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat zu schaffen, die die Lebensdauer der Leuchtdioden verlängern und der Lichtverlust der Leuchtdioden verringern kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 eine Explosionsdarstellung der Erfindung,
  • 2 eine perspektivische Darstellung der Erfindung,
  • 3 eine Draufsicht der Erfindung,
  • 4 eine Schnittdarstellung der Erfindung beim Einsatz.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, umfaßt die Erfindung ein Verbundsubstrat 1, eine Leiterplattenschicht 2, eine elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht 3, Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 und eine isolierende wärmeleitende Schicht 5. Das Verbundsubstrat 1 ist über die isolierende wärmeleitende Schicht 5 mit der Leiterplattenschicht 2 verbunden. Die Leiterplattenschicht 2 ist über die elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht 3 mit den Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 verbunden. Die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 sind jeweils über eine elektrische Leitung 41 mit der Leiterplattenschicht 2 elektrisch verbunden. Die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 sind entsprechend der Kühlfläche gleichmäßig auf der Leiterplattenschicht 2 angeordnet. Die elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht 3 ist durch Silberpaste oder Zinnpaste gebildet. Das Verbundsubstrat 1 ist aus Verbundgraphit oder Keramik hergestellt. Die isolierende wärmeleitende Schicht 5 ist aus Glasfasern hergestellt. Dadurch entsteht die erfindungsgemäße Kühlstruktur für Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4.
  • Die 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein Verbundsubstrat 1, eine Leiterplattenschicht 2, eine elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht 3, Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 und eine isolierende wärmeleitende Schicht 5 umfaßt. Das Verbundsubstrat 1 ist über die isolierende wärmeleitende Schicht 5 mit der Leiterplattenschicht 2 verbunden. Die Leiterplattenschicht 2 ist über die elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht 3 mit den Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 verbunden. Die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 sind jeweils über eine elektrische Leitung 41 mit der Leiterplattenschicht 2 elektrisch verbunden. Die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 sind gleichmäßig auf der Leiterplattenschicht 2 angeordnet. Dadurch entsteht die erfindungsgemäße Kühlstruktur für Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4. Wie aus 3 ersichtlich ist, sind die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 entsprechend der Kühlfläche gleichmäßig auf der großflächigen kupferbeschichteten Leiterplattenschicht 2 angeordnet, so dass die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 eine gleiche Kühlfläche für die erststufige Wärmeableitung besitzen. Die Wärme der Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 wird somit zunächst durch die großflächige kupferbeschichtete Leiterplattenschicht 2 gleichmäßig in der Querrichtung ausgebreitet.
  • Wie aus 4 ersichtlich ist, kann die Wärme der Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 neben der großflächigen kupferbeschichteten Leiterplattenschicht 2 auch durch das Verbundsubstrat 1 gleichmäßig und schnell abgeleitet werden, wodurch eine zweitstufige, dreiachsige Wärmeableitung erreicht wird, so dass die Wärme der Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat 4 nicht nur schnell sondern auch gleichmäßig abgeleitet werden kann. Da die Wärmeableitung gleichmäßig ist, kann ein einheitlicher thermoelektrischer Effekt erreicht werden.
  • Daher weist die Erfindung folgende Vorteile auf:
    • 1. da die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat entsprechend der Kühlfläche gleichmäßig auf der großflächigen kupferbeschichteten Leiterplattenschicht 2 angeordnet sind, besitzen die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat eine gleiche Kühlfläche für die erststufige Wärmeableitung, so dass die Wärme der Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat zunächst durch die großflächige kupferbeschichtete Leiterplattenschicht gleichmäßig in der Querrichtung ausgebreitet wird;
    • 2. die Wärme der Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat kann durch das Verbundsubstrat gleichmäßig und schnell abgeleitet werden, wodurch eine zweitstufige, dreiachsige Wärmeableitung erreicht wird, so dass die Wärme der Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat nicht nur schnell sondern auch gleichmäßig abgeleitet werden kann; da die Wärmeableitung gleichmäßig ist, kann ein einheitlicher thermoelektrischer Effekt erreicht werden. Zudem kann die Lebensdauer der Leuchtdioden verlängert und der Lichtverlust verringert werden.
    • 1
    Verbundsubstrat
    2
    Leiterplattenschicht
    3
    elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht
    4
    Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat
    41
    elektrische Leitung
    5
    isolierende wärmeleitende Schicht

Claims (8)

  1. Kühlstruktur für Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat, umfassend ein Verbundsubstrat (1), das mit einer Leiterplattenschicht (2) verbunden ist, und Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat (4), die über eine elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht (3) mit der Leiterplattenschicht (2) verbunden sind.
  2. Kühlstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundsubstrat (1) über die isolierende wärmeleitende Schicht (5) mit der Leiterplattenschicht (2) verbunden ist.
  3. Kühlstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht (3) durch Schweißen die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat (4) mit der Leiterplattenschicht (2) verbunden ist.
  4. Kühlstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißverfahren ein Hochfrequenzschweißen oder Ultraschallschweißen ist.
  5. Kühlstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden mit polykristallinem Metallsubstrat (4) entsprechend der Kühlfläche gleichmäßig angeordnet sind.
  6. Kühlstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundsubstrat (1) aus Verbundgraphit oder Keramik hergestellt ist.
  7. Kühlstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende wärmeleitende Schicht (5) aus Glasfasern hergestellt ist.
  8. Kühlstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende und wärmeleitende Schicht (3) durch Silberpaste oder Zinnpaste gebildet ist.
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