專利名稱：多通道散熱的高功率led器件的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于基本電氣元件領域，尤其涉及一種照明用發(fā)光二極管光源器件的 散熱裝置。
背景技術：
LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)作為一種新型的節(jié)能型照明體，因體 積小、驅動電壓低、反應速度快、耐震特性佳、使用壽命長及對環(huán)境危害低等特點， 已被廣泛應用。高功率LED器件目前主要用于汽車照明、交通燈、建筑照明、特種照明等領域。 LED產生的光大致與強制通過二極管芯結的電流量成比例。故增加電流可以產生一個更大的光輸出流量，即當施加的電流增加時，二極管芯結區(qū)會產生更多的光。 然而，這種方式遺留有熱聚集問題，當熱量變得過量時，容易損壞LED。 實踐表明，LED不能加大輸入功率的基本原因，是由于LED在工作過程中會放出大量的熱，使管芯結溫迅速上升，輸入功率越高，發(fā)熱效應越大。溫度的升高將導致器件性能的變化與衰減，甚至失效。因而，如何有效解決高功率LED器件散熱問題變得日益突出。減小LED溫升效應的主要方法， 一是設法提高器件的電光轉換效率(又稱外量 子效率)，使盡可能多的輸入功率轉變成光能，另一個重要的途徑是設法提高器件的 熱散失能力，使結溫產生的熱，通過各種途徑散發(fā)到周圍環(huán)境中去。當前，市場上所采用的高功率LED發(fā)光燈，提高其器件熱散失能力主要是將LED 芯片產生的熱量通過熱傳導方式經(jīng)由芯片下方的印刷電路板傳輸?shù)轿挥谟∷㈦娐钒?下方的散熱裝置(俗稱熱沉)，再通過熱沉將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中，即熱量主要是 通過縱向方式進行傳輸，見圖l。公告日為2007年1月3日，公告號為CN2854812Y的中國專利中公開了一種"功 率型LED光源裝置"，其公開了一種"功率型LED光源裝置"，該功率型LED光源裝 置采用半包封結構，其電極套件其中部設置有臺階孔，采用純銅鍍銀材料制成的熱沉 式散熱器安裝在所述電極套件的臺階孔中，芯片位于熱沉上方，連線將芯片與陰極電 極和陽極電極連通；透鏡位于電極套件的上方，由于采用導熱與光、電系統(tǒng)分離的結 構，克服了傳統(tǒng)鋁基板表面覆蓋PCB線路結構的缺點，大大提高了發(fā)光效率。結構 簡單，采用純銅鍍銀材料作為熱沉，大大提高了導熱效率，提高了產品的抗衰老能力， 使產品與外接電源連接更方便，與散熱系統(tǒng)結合更靈活更高效，方便產品的集成，使 更大功率照明產品的實現(xiàn)成為可能?，F(xiàn)有技術方案的結構如圖l所，其中l(wèi)表示印刷電路板、2表示LED光源；黑色 實心箭頭表示熱量經(jīng)印刷電路板縱向傳輸方式，這導致熱量傳輸被局限在縱向，而忽 視了在印刷電路板中所含熱量的橫向傳遞，從而不利于熱量更快傳輸及散失，因而不 利于開發(fā)更高功率、更高亮度的LED照明器件。實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多通道散熱的高功率LED器件，其 具有更佳的熱量傳輸能力和散熱效果，有助于開發(fā)更高功率、更高亮度的LED照明 器件。本實用新型的技術方案是提供一種多通道散熱的高功率LED器件，包括載有 發(fā)光二極管光源的金屬基印刷電路板和位于金屬基印刷電路板下方的第一散熱器，其 特征是在金屬基印刷電路板上設置有至少一個發(fā)光二極管光源；在金屬基印刷電路 板的上方和/或側面，設置第二散熱器；在發(fā)光二極管光源上方設置光學透鏡；在發(fā) 光二極管光源與光學透鏡之間，設置熒光粉層；在發(fā)光二極管光源與熒光粉層以及發(fā) 光二極管光源與第一散熱器之間，設置硅膠層；其第二散熱器和第一散熱器通過緊固 件固定成為一體。其所述的發(fā)光二極管光源的正/負電極分別與金屬基印刷電路板的電路層相連， 再經(jīng)導線引出。 -其所述的金屬基印刷電路板與第二散熱器之間構成嵌入式/嵌合式結構。 在所述的金屬基印刷電路板與第二散熱器之間，設置第一絕緣導熱材料層。 在所述金屬基印刷電路板與第一散熱器之間，設置第二絕緣導熱材料層。 其所述的第二散熱器的表面，設置有溝槽式、溝道式或翼片式散熱結構。 其所述的第一散熱器為熱沉式散熱器。 所述的光學透鏡與第二散熱器固結。 所述的緊固件為螺絲。 與現(xiàn)有技術比較，本實用新型的優(yōu)點是
1. 利用具有多溝道散熱結構的散熱器，既增加了散熱面積，也使得LED光源所 產生的熱量可以通過縱向和橫向較快傳輸，增強了熱量傳遞效率。2. 因采用多溝道散熱結構的散熱器后，具有良好的散熱效果，有效降低了 LED 芯片結溫，增強了器件發(fā)光效率，具有較高亮度，適用于汽車照明、交通燈、建筑照 明、特種照明等領域。3. 可以充分利用LED主動發(fā)光的顯示方式，利用多個器件形成發(fā)光器件組件， 形成多色彩、高亮度的大面積發(fā)光面源。
圖1是現(xiàn)有技術中熱量傳遞路徑示意圖；圖2是本實用新型的結構示意圖； '圖3為實施例的具體結構示意圖。 .圖中l(wèi)為金屬基印刷電路板，2為發(fā)光二極管光源，3為第二散熱器，4為第一絕 緣導熱材料層，5為散熱結構，6為第二絕緣導熱材料層，7為緊固件，8為光學透鏡， 9為熒光粉層，IO為硅膠層，ll為第一散熱器。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。、圖l中，現(xiàn)有技術方案的結構如圖所示，其中印刷電路板l上設置有LED光源 2，圖中的黑色實心箭頭表示熱量經(jīng)印刷電路板的傳輸方式和傳遞方向，.這導致熱量 傳輸被局限在縱向，而忽視了在印刷電路板中所含熱量的橫向傳遞，從而不利于熱量 更快傳輸及散失，因而不利于開發(fā)更高功率、更高亮度的LED照明器件。圖2中，在金屬基印刷電路板l的上方和/或側面，設置了第二散熱器3，金屬 基印刷電路板與第二散熱器之間構成嵌入式/嵌合式結構，在金屬基印刷電路板與第 二散熱器之間，設置了第一絕緣導熱材料層4 。其第二散熱器的表面，設置有溝槽式、溝道式或翼片式散熱結構5 。 第二散熱器的材質可選鋁質、銅質或其它具有高導熱性能的材料。 由圖中空心箭頭所示的熱量傳遞路徑和方向可見，第二散熱器的設置，使得金屬 基印刷電路板中的熱量可進行多個通道/方向的熱傳導，不但可以縱向傳輸，而且可 以橫向傳輸和/或側向傳輸，其整體熱量傳遞快、散熱效果好。其第二散熱器表面，設置溝槽式、溝道式或翼片式散熱結構，增加了散熱面積， 滿足多個通道/方向的散熱需要，亦可采用有利于增加散熱面積或散熱速度的其它類 型的散熱結構。圖3中，在圖2的結構基礎上，在發(fā)光二極管光源上方設置了光學透鏡8，在發(fā) 光二極管光源與光學透鏡之間，設置了熒光粉層9，在發(fā)光二極管光源與熒光粉層以 及發(fā)光二極管光源與第一散熱器之間，設置了硅膠層10，第二散熱器和第一散熱器 11通過緊固件7 (圖中以螺絲為例)固定成為一體。其發(fā)光二極管光源的正/負電極分別與金屬基印刷電路板的電路層相連，再經(jīng)導 線引出(圖中未示出)。為了便于其導線引出，第二散熱器的一個側面可留有導線引 出通道或間隔。在金屬基印刷電路板與第一散熱器之間，設置了第二絕緣導熱材料層6。其第一散熱器為現(xiàn)有技術中的熱沉式散熱器或其他散熱裝置。所述的光學透鏡與第二散熱器固結。實際制造時，將至少一個發(fā)光二極管芯片配置于一印刷電路板上，通過固晶工藝 將發(fā)光二極管芯片粘結于印刷電路板上，芯片的正、負電極分別與印刷電路板的電路 層相連，再由導線引出；然后將印刷電路板嵌入具有散熱結構的第二散熱器中，兩者 之間的間隙用高導熱系數(shù)的絕緣導熱材料填充，再加入適量硅膠及放置一定形狀的光 學透鏡，即可封裝成器件；最后通過絕緣導熱材料粘在第一散熱器一鋁質熱沉上，通、 過螺絲固定在一起，使印刷電路板和輔助散熱器與熱沉粘結牢固，以更快傳輸熱量。設置第一、第二絕緣導熱材料層的目的是為了更好的進行熱量傳輸，確保散熱效果。由于本實用新型設置了第二散熱器及其附屬散熱結構，增加了散熱面積，使得其 具有了多通道散熱能力，金屬基印刷電路板中的熱量可進行多個通道/方向的熱傳 導，其整體熱量傳遞快、散熱效果好，有助于開發(fā)更高功率、更高亮度的LED照明 器件。對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述描述做出各種可能的等同替換或改 變，而所有這些改變或替換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。本實用新型可廣泛用于高功率照明用發(fā)光二極管光源器件的制造領域，在汽車照 明、交通燈、建筑照明、特種照明等領域，具有廣闊的應用前景。
權利要求1. 一種多通道散熱的高功率LED器件，包括載有發(fā)光二極管光源的金屬基印刷電路板和位于金屬基印刷電路板下方的第一散熱器，其特征是在金屬基印刷電路板上設置有至少一個發(fā)光二極管光源；在金屬基印刷電路板的上方和/或側面，設置第二散熱器；在發(fā)光二極管光源上方設置光學透鏡；在發(fā)光二極管光源與光學透鏡之間，設置熒光粉層；在發(fā)光二極管光源與熒光粉層以及發(fā)光二極管光源與第一散熱器之間，設置硅膠層；其第二散熱器和第一散熱器通過緊固件固定成為一體。
2. 按照權利要求1所述的多通道散熱的高功率LED器件，其特征是所述的發(fā)光二 極管光源的正/負電極分別與金屬基印刷電路板的電路層相連，再經(jīng)導線引出。
3. 按照權利要求1所述的多通道散熱的高功率LED器件，其特征是所述的金屬基 印刷電路板與第二散熱器之間構成嵌入式/嵌合式結構。 .
4. 按照權利要求1所述的多通道散熱的高功率LED器件，其特征是在所述的金屬 基印刷電路板與第二散熱器之間，設置第一絕緣導熱材料層。
5. 按照權利要求1所述的多通道散熱的高功率LED器件，其特征是在所述金屬基 印刷電路板與第一散熱器之間，設置第二絕緣導熱材料層。
6. 按照權利要求1所述的多通道散熱的高功率LED器件，其特征是所述的第二散 熱器的表面，設置有溝槽式、溝道式或翼片式散熱結構。
7. 按照權利要求1所述的多通道散熱的高功率LED器件，其特征是所述的第一散 熱器為熱沉式散熱器。
8. 按照權利要求1所述的多通道散熱的高功率LED器件，其特征是所述的光學透 鏡與第二散熱器固結。
9. 按照權利要求1所述的多通道散熱的高功率LED器件，其特征是所述的緊固件 為螺絲。
專利摘要一種多通道散熱的高功率LED器件，屬基本電氣元件領域。包括載有發(fā)光二極管光源的印刷電路板和位于印刷電路板下方的第一散熱器，其在印刷電路板的上方和/或側面，設置第二散熱器，在發(fā)光二極管光源上方設置光學透鏡，在發(fā)光二極管光源與光學透鏡之間，設置熒光粉層，在發(fā)光二極管光源與熒光粉層以及發(fā)光二極管光源與第一散熱器之間，設置硅膠層，其第二散熱器和第一散熱器通過緊固件固定成為一體。由于具有了多通道散熱能力，其整體熱量傳遞快、散熱效果好，有助于開發(fā)更高功率、更高亮度的LED照明器件，可廣泛用于高功率照明用發(fā)光二極管光源器件的制造領域，在汽車照明、交通燈、建筑照明、特種照明等領域，具有廣闊的應用前景。
文檔編號F21V17/00GK201081166SQ200720072510
公開日2008年7月2日 申請日期2007年7月17日 優(yōu)先權日2007年7月17日
發(fā)明者王九經(jīng), 弘 陳 申請人:華剛光電(上海)有限公司