TWM442467U - Modular LED chip structure - Google Patents

Description

M442467 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作是關於一種led散熱結構，特別係指一種適用 於低溫共燒陶瓷（LTCC)芯片直接熔接於均溫板上的LED 芯片封裝結構。 【先前技術】 近年來全球資源日漸短缺，政府提倡節能減碳政策， 現有照明裝置已逐漸改採LED照明裝置。LH)照明裝置的 優點為省電、壽命長、易維修，即過去燈泡損壞需整組更 換，但LED陣列若僅有數顆LED損壞，仍可維持正常運 作’替換新零件也較方便，故此，LED照明裝置更是目前 照明工業發展主流。 惟，習知LED芯片通常使用導線架封裝結構，大致需 要經過： 1·固晶：將LED晶片固定在導線架上。低功率LED的封 裝接合材料可使用熱導係數約3W/mK的銀膠，而iw以 上的高功率LED封裝，則可選用熱導係數較高的錫膏、 金錫焊料等，以降低整體封裝的熱阻抗； 2. 打線鍵合：利用熱壓合、超音波楔合或以超音波辅助的 熱壓合方式，把直徑約1〇/zm的金線或鋁線的兩端分別 連結到晶片及導線架或基板上；及 3. 模造·把完成固晶及打線鍵合的導線架，填充環氧樹酯 保護晶片，接著在約攝氏150度的條件下使環氧樹酯進 行交聯反應’增加環氧樹酯的硬度，並降低吸濕性。 3 此類結構都使用導線架，加上固晶、打線等製程，整 ϋ成本提高，其中，環氧樹財長時間高溫下會有黃變= 現象，造成穿透率下降，使整體的光輸出t減少，更=不 耐冷、熱衝擊的缺點。 LED陣列的散熱問題對於LED照明裝置影響甚鉅，封 衰後增加更多熱阻’ LED溫度增加，亮度就會下降，而职 明裝置上LED _累積的熱更可能造成燒毁，前述封裝技 術及材質無法姐娜LED 置運作時的散熱效率， 以致若未能及時使廢熱散出，累積在元件中勢必對元件的 特性、壽命及可靠度產生不良的影響。 有鑒於此，本案創作人認為實有必要對咖照明裝置 進行改進之必要。 【新型内容】 茇疋，本創作之主要目的在於低溫共燒陶瓷（LTCc) 芯片直接溶接於均溫板上的LED芯片封裝結構，藉此有效 發揮散熱效率，並簡化製成，進而減少製造成本。 為達上揭目的，本創作設有一均溫板，上述均溫板於 外側设有至少-第-連接裝置，並於上端面設有一導熱 層上述導熱層δ又為可炫接之銀夥層或錫膏層或金鍚焊料 層，以及一低溫共燒陶瓷Temperature c〇 fired Ceramics ’ LTCC)封裝之LED芯片，上述Lm)芯片設有至 少一組電極接點，並於上端面形成一光源面及下端面形成 一貼合面，上述光源面設有陣列排設的複數個LED，除此 之外’上述LED芯片之貼合面由導熱層配合低溫熔接技術 緊密結合於均溫板之上端面，藉此提供本創作更佳的傳導 效果’以取代其他連接方式，進轉低成本。 上述均溫板於中心設有一真空腔體，並於上述真空腔 體内設有複數個金屬支料及流體，藉由流體的蒸發及凝 結的特性使均溫板職均勻傳導，於本雛實施财，上 述流體設為散熱液或純水。 π上述均溫板於下端面組接—設有複數個散熱縛片之散 熱器’並且上述散魅另設有至少—與上述第-連接裝置 相互對應之第二連接裝置，於本較佳實施射，上述第一 連接裝置與第二連接裝置係設為gj定孔洞，並由複數個鎖 固件細，上述_件設為獅，如此—來上述均溫板將 熱均勻傳導散熱紅，並錄絲將熱散發，使得本創 作具有更㈣散熱效果，並可由連接裝置作LED的置換。 於另-較佳實施例中，上述LED芯片之貼合面另設有 金屬薄片，上述金屬薄片設為高導熱係數之金屬。 本創作的特縣於，LED芯片直接低溫炫接於均溫板 之上端面，無齡何支架及連接裝置，除了簡化了製程及 成本，更減少熱阻，且均溫板下端面另設有一具有散熱鰭 片之散熱器’並由連接裝置蚊，使鋪由良好的傳導並 有效的散熱，並進一步使LED維持預期的長久使用壽命、 局可靠度及南歡性’另外，均溫彳破散絲設有之連接 裝置，是本創作達到模組化固定方式及快速維修之目的。 M442467 【實施方式】 茲為便於更進一步對本創作之構造、使用及其特徵有 更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例， 配合圖式詳細說明如下： 請參閱第1圖至第2圖的所示第一較佳實施例，本創 作之模組化LED芯片結構1，包括一均溫板20，上述均溫 板20於外側設有至少一第一連接裝置221，並於上端面21 設有一導熱層35,上述導熱層35設為可熔接之銀膠層或錫 膏層或金錫焊料層’以及一低溫共燒陶瓷(L〇wTemperature

Co-fired Ceramics ’ LTCC)封裝之 LED 芯片 30，上述 LED 芯片30设有至少一組電極接點34，上述電極接點34供連 接電源作動，並於LED芯片30之上端面形成一光源面31 及LED怒片30之下端面形成一貼合面32，上述光源面31 設有陣列排設的複數個LED33，除此之外，上述LED芯片 30之貼合面32由導熱層35配合低溫炫接技術緊密結合於 均溫板20之上端面21，藉此提供本創作更佳的傳導效果， 並取代其他連接方式，進而降低成本。 本創作採用低溫共燒喊封裝的LED糾3()，是因陶 究熱膨脹係數與辨導體最為接近，對LED *言是散熱性 極佳的基材，除狀外，本_之均溫板2()於本較佳實施 例中H高導油材質，並由1設之上基板以及一 凹叹之下基她朗焊結合_，使上财溫板如中心形 成-½腔體(圖未示）’並於真空腔體内設有複數個金屬支 撑件(圖未示)及流體(圖未示），上述金屬支擇件係由金屬銅 6 M442467 . 成㈣毛細結構，搭配設為㈣液錢水之流 體並由机體的洛發及凝結的特性使均溫板如將熱均勾傳 導’更使均溫板20具有極佳的熱導性。 叫接β參閱第2圖至第3圖所示，上述均溫板2〇於下 端面22另組接一設有複數個散熱鳍片4ι之散熱器4〇，並 且上述散熱器40另設有至少一與上述第一連接裝置功相 互對應之第二連接裝置42，於本較佳實施例t，上述第-

連接裝置221與第二連接襄置42係設為固定孔洞，並由複 數個綱件43鎖固’上述鎖固件43設為螺絲，如此一來 上述均溫板20將熱均勻傳導至散熱器4〇上，並由散執器 4〇將熱散發’使得本創作具有更佳的散熱效果，並可由模 組化固定作快速維修之目的。 於另-較佳實施例中(圖未示），上述⑽芯片之貼合 面32另設有—金屬薄片（圖未示），上述金屬籼設為^ ’、、、係數之i屬’如銀或金，並以低跳接於上述導熱層％

上用以減少LED糾％所產生_阻，使熱傳導更加迅 速。 一、.二上述拥 < 可明瞭本創作透過低溫共燒陶竟封裝的 二政熱性及配合均溫板高導熱與散熱^散發熱能達到的高 率政熱方式K果，為具進步性之創作改良，祈審查委 員早日准予專利，至感德便。 以上所舉實施例，僅用為方便說明本創作並非加以限 制，在不離本創作精神範嘴，熟悉此-行業技藝人士依本 創作申請專纖圍及創作說騎作之各_易變形與修 7 M442467 飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第1圖係本創作模組化LED芯片結構之立體分解圖1; 第2圖係本創作模組化LED芯片結構之立體分解圖 2 ;以及 第3圖係本創作模組化LED芯片結構之立體圖。 【主要元件符號說明】 1-模組化LED芯片結構 鲁 20--均溫板 21- -上端面 22- 下端面 221—第一連接裝置 30--LED 芯片 .31 --光源面 32—貼合面

• 33-LED 34- 電極接點 35— 導熱板 40- 散熱器 41- 散熱鰭片 42- 第二連接裝置 43- 鎖固件

Claims (1)

1. M442467 六、申請專利範圍： 1. 一種模組化LJED芯片結構，包括： 一均溫板，上述均溫板於外側設有至少一第一連接 裝置，並於上端面設有一導熱層，更於中心設有一真空 腔體；以及 一低溫共燒陶瓷封裝之LED芯片，上述LED芯片 設有至少一組電極接點，並於上端面形成一光源面及下 端面形成一貼合面，上述光源面設有陣列排設的複數個 • LED。 2. 如申請專利範圍第1項所述之模組化LED芯片結構，其 中，上述真空腔體内具有複數個金屬支撐件及流體。 3. 如申明專利範圍第1項所述之模組化LEd芯片結構，其 中，上述導朗^為可雜之轉層或齡層或金錫焊 料層。 4. 如申請專利範圍第1項所述之模組化LED芯片結構，其 _ I ’上述均溫板於下端面設有—散熱器，並且上述散熱 器另設有至少—與上述第—連接裝置相互對應之第二連 接裝置。 •士申μ專利|&圍第4項所述之模組化LED w結構，其 中，上述散熱器設有複數個散熱鰭片。 ★申明專贱®第4項所述之模组化LED芯結構，其 、中’上述第-連接裝置與第二連接裝置係設為固定孔 /同，並由複數個鎖固件鎖固。 7.如申請專利範固第6項所述之模組化⑽怒片結構，其 9 M442467 中，上述鎖固件設為螺絲。 8.如申請專利範圍第1項所述之模組化LED芯片結構，其 中，上述貼合面另設有一金屬薄片，上述金屬薄片設為 南導熱係數之金屬。