專(zhuān)利名稱(chēng)：高功率led散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)一種高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，尤指一種使LED晶體熱源通過(guò)廣域熱導(dǎo)層而產(chǎn)生均熱、擴(kuò)散作用的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
眾所周知，熱對(duì)于LED晶體所產(chǎn)生的影響甚大，高功率LED熱源無(wú)法導(dǎo)出將嚴(yán)重影響LED的發(fā)光效率。70%的LED會(huì)因?yàn)檫^(guò)高的接面溫度而發(fā)生故障，LED產(chǎn)品的生命周期、 亮度、產(chǎn)品穩(wěn)定度等都會(huì)隨接面溫度提高而衰竭。當(dāng)LED熱源無(wú)法有效導(dǎo)出時(shí)，將導(dǎo)致LED 接面溫度(Junction Temperature)升高，隨之影響到的將是光的輸出效率衰減。因此，礙于高功率LED發(fā)熱密度大，為使熱源能有效率地散發(fā)，各廠家無(wú)不積極尋求解決之道，故有各種散熱技術(shù)應(yīng)用于LED燈具上。而降低熱阻的途徑歸納有下列幾種方式1)降低芯片的熱阻，降低本身所產(chǎn)生的熱；2)優(yōu)化熱通道；a.信道結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度越短越好，面積越大越好，可消除熱傳導(dǎo)上的瓶頸；b.通道材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大越好；C.改良封裝制程；3)強(qiáng)化導(dǎo)/散熱功能；4)選用導(dǎo)/散熱性能更高的材料；5)良好的二次散熱機(jī)構(gòu)；6)降低環(huán)境溫度；7)控制額定輸入功率；8)減少LED與第二次散熱機(jī)構(gòu)之間的熱阻。而現(xiàn)今高功率LED燈具在散熱技術(shù)的應(yīng)用，多通過(guò)將LED晶體以特定排列方式布設(shè)于一基板(導(dǎo)熱元件)上，而后使該基板(導(dǎo)熱元件)安裝于一散熱座(散熱元件)上， 在基板(導(dǎo)熱元件)與散熱座(散熱元件)之間夾設(shè)一導(dǎo)熱膠層，以期使LED晶體的熱源通過(guò)基板(導(dǎo)熱元件)順利傳導(dǎo)至散熱座(散熱元件)而達(dá)到散熱的目的。如中國(guó)臺(tái)灣第M413816號(hào)實(shí)用新型專(zhuān)利高亮度LED燈具散熱構(gòu)造、中國(guó)臺(tái)灣第M409367號(hào)實(shí)用新型專(zhuān)利散熱模塊以及具有散熱模塊的LED燈具等所揭示，該散熱模塊中用以傳導(dǎo)熱源的通路中，導(dǎo)熱元件與散熱元件之間的導(dǎo)熱膠層可能會(huì)造成熱阻，使熱傳效率降低，且增加制造工時(shí)與成本。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)導(dǎo)熱元件與散熱元件的一體設(shè)計(jì)，使高功率LED在散熱的熱傳導(dǎo)路徑避免發(fā)生累加的熱阻情況； LED晶體所散發(fā)的熱源可通過(guò)該散熱結(jié)構(gòu)迅速向外擴(kuò)散傳導(dǎo)，使LED發(fā)光效率得以維持，而不會(huì)發(fā)生色衰等情況，并能增進(jìn)LED的使用壽命。[0016]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其包含一基座、一介電層及一廣域熱導(dǎo)層，所述基座為高導(dǎo)熱材質(zhì)一體成型有散熱鰭片及布晶面的結(jié)構(gòu)，所述基座的布晶面披覆有一介電層，介電層外表以金屬漿液成型有用于供LED晶體直接配置于其上的一廣域熱導(dǎo)層，廣域熱導(dǎo)層布設(shè)有供LED晶體配置的導(dǎo)電線路。作為優(yōu)選方案，其中所述基座由鋁的材質(zhì)制成。作為優(yōu)選方案，其中所述介電層由氧化鋁的材質(zhì)制成。作為優(yōu)選方案，其中所述介電層由氮化鋁的材質(zhì)制成。作為優(yōu)選方案，其中所述金屬漿液由銀漿構(gòu)成。作為優(yōu)選方案，其中所述金屬漿液由銅漿構(gòu)成。作為優(yōu)選方案，其中所述廣域熱導(dǎo)層以大面積的覆蓋率成型于布晶面的介電層表作為優(yōu)選方案，其中所述廣域熱導(dǎo)層布設(shè)形成LED晶體電極的導(dǎo)電線路。作為優(yōu)選方案，其中所述基座在布晶面的LED晶體外側(cè)罩設(shè)有透鏡，并在透鏡外圍灌膠組成一防護(hù)層。本實(shí)用新型所提供的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，能通過(guò)該基座的布晶面表面披覆介電層及廣域熱導(dǎo)層的結(jié)構(gòu)，供LED晶體直接配置于該基座的布晶面上，致使LED晶體所散發(fā)的熱源可通過(guò)本實(shí)用新型的散熱結(jié)構(gòu)迅速向外擴(kuò)散傳導(dǎo)，以使LED發(fā)光效率得以維持，而不會(huì)發(fā)生色衰等情況，因此能達(dá)到增進(jìn)散熱效率及LED的使用壽命等功效。

圖1所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成剖面示意圖；圖2所示為本實(shí)用新型供LED晶體配置的實(shí)施例示意圖；圖3所示為本實(shí)用新型供LED晶體配置的另一實(shí)施例示意圖；圖4所示為本實(shí)用新型應(yīng)用實(shí)施于燈具的分解立體圖；圖5所示為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例剖面示意圖。主要部件名稱(chēng)基座-1 ；燈座-Γ ；散熱鰭片-11 ；散熱鰭片-11、；布晶面-12 ；布晶面-12、；介電層-2;廣域熱導(dǎo)層-3 ；導(dǎo)電線路-31 ；LED晶體-4 ；電極接腳_41 ；防護(hù)層-5;透鏡-51。
具體實(shí)施方式
為了能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而以下附圖及實(shí)施例僅提供參考與說(shuō)明之用，并非用于限制本實(shí)用新型。請(qǐng)參考如圖1所示，本實(shí)用新型的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其主要包含一基座1、一介電層2及一廣域熱導(dǎo)層3 ；基座1以高導(dǎo)熱材質(zhì)一體成型有散熱鰭片11及布晶面12等結(jié)構(gòu)，布晶面12主要供多顆高功率LED晶體4實(shí)施封裝的區(qū)域，其特征在于[0039]本實(shí)用新型在布晶面12的表面披覆有一介電層2以確保絕緣，介電層2主要以氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)等絕緣材質(zhì)所構(gòu)成，使基座1在布晶面12部分符合耐高壓及絕緣的規(guī)范。本實(shí)用新型并在介電層2的外表以金屬漿液熔合成型有一廣域熱導(dǎo)層3，使LED 晶體4配置于廣域熱導(dǎo)層3上，廣域熱導(dǎo)層3的金屬漿液為銀漿或銅漿，廣域熱導(dǎo)層3可供 LED晶體4直接貼附傳導(dǎo)熱源，且廣域熱導(dǎo)層3在成型的同時(shí)，規(guī)劃架構(gòu)出LED晶體4的導(dǎo)電線路31，供LED晶體4以支架型封裝型式配置或以COB封裝型式配置(如圖2及圖3所示)，將LED晶體4的電極接腳41與導(dǎo)電線路31焊結(jié)。利用上述結(jié)構(gòu)特征，使LED晶體4配置于廣域熱導(dǎo)層3上，通過(guò)廣域熱導(dǎo)層3將 LED晶體4所散發(fā)的熱源予以均溫?cái)U(kuò)散，使高功率LED晶體4熱源可快速穿透介電層2而經(jīng)由基座1的散熱鰭片11釋出。再者，本實(shí)用新型介電層2及廣域熱導(dǎo)層3通過(guò)電漿離子噴焊的技術(shù)，而依序直接相互成型附著于基座1的布晶面12表層，因此，在LED晶體4熱源傳導(dǎo)的路徑上，并無(wú)其它額外的熱阻(例如，導(dǎo)熱膠)產(chǎn)生，如此使LED晶體4所散發(fā)的熱源直接由廣域熱導(dǎo)層3吸收及擴(kuò)散，然后再直接傳導(dǎo)至介電層2及基座1，而后由基座1的散熱鰭片11向外散出，其熱傳導(dǎo)效率最佳、最快。廣域熱導(dǎo)層3主要以大面積的覆蓋率成型于布晶面12表層(其與布晶面12之間具有介電層2)，在廣域熱導(dǎo)層3成型的同時(shí)所規(guī)劃架構(gòu)出的導(dǎo)電線路31與其相互斷離不導(dǎo)通(如圖3所示)，廣域熱導(dǎo)層3大面積的設(shè)計(jì)有助于LED晶體4的熱源擴(kuò)散，使熱源自 LED晶體4底部直接貼觸廣域熱導(dǎo)層3傳出后，即能自發(fā)熱點(diǎn)迅速向外側(cè)擴(kuò)散達(dá)到均熱的作用，使熱源第一時(shí)間不會(huì)在發(fā)熱點(diǎn)產(chǎn)生累積造成LED晶體4散熱不佳。此外，本實(shí)用新型基座1所采用的高導(dǎo)熱材質(zhì)以鋁(Al)為較佳的實(shí)施例，通過(guò)鋁材在一體模造成型有散熱鰭片11的純熟技術(shù)下，令基座1在增加加工速率的達(dá)成與降低制造成本的優(yōu)勢(shì)兩方面，都有十足的競(jìng)爭(zhēng)力。依據(jù)本實(shí)用新型基座1為一體成型設(shè)計(jì)的情況下，基座1也可直接實(shí)施成高功率 LED燈具的燈座f (請(qǐng)參閱如圖4所示)，在燈座f表體成型有散熱鰭片1Γ，選定處成型有布晶面12、，布晶面12、表層一樣電漿離子噴焊有介電層2及廣域熱導(dǎo)層3，使LED晶體4 直接配置于廣域熱導(dǎo)層3上，再在布晶面12—的LED晶體4外側(cè)罩設(shè)透鏡51，在透鏡51外圍灌膠施以防潮密封形成一防護(hù)層5，令防護(hù)層5完整披覆于廣域熱導(dǎo)層3上(如圖5所示)，以組成一可直接利用燈座Γ完成散熱的高功率LED燈具。本實(shí)用新型所述的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除在基座1(燈座廠)在制程上具有符合大量生產(chǎn)、降低制造成本的優(yōu)勢(shì)外，其對(duì)于LED晶體4熱源的迅速輸導(dǎo)，則更具有大幅度的均熱、導(dǎo)熱表現(xiàn)，此一超高的導(dǎo)熱效果，當(dāng)可提供高功率LED來(lái)使用，使LED晶體4不會(huì)有因散熱不佳所導(dǎo)致的光衰、發(fā)光效率降低等情況產(chǎn)生。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用以限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍， 故舉凡運(yùn)用本實(shí)用新型專(zhuān)利精神和范圍所作的等效變化與修飾，同理皆應(yīng)屬于本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其包含一基座、一介電層及一廣域熱導(dǎo)層，所述基座為高導(dǎo)熱材質(zhì)一體成型有散熱鰭片及布晶面的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基座的布晶面披覆有一介電層，介電層外表以金屬漿液成型有用于供LED晶體直接配置于其上的一廣域熱導(dǎo)層， 廣域熱導(dǎo)層布設(shè)有供LED晶體配置的導(dǎo)電線路。
2.如權(quán)利要求1所述的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基座由鋁的材質(zhì)制成。
3.如權(quán)利要求1所述的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述介電層由氧化鋁的材質(zhì)制成。
4.如權(quán)利要求1所述的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述介電層由氮化鋁的材質(zhì)制成。
5.如權(quán)利要求1所述的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬漿液由銀漿構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬漿液由銅漿構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述廣域熱導(dǎo)層以大面積的覆蓋率成型于布晶面的介電層表面。
8.如權(quán)利要求1所述的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述廣域熱導(dǎo)層布設(shè)形成 LED晶體電極的導(dǎo)電線路。
9.如權(quán)利要求1所述的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基座在布晶面的LED晶體外側(cè)罩設(shè)有透鏡，并在透鏡外圍灌膠組成一防護(hù)層。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，其包含一基座、一介電層及一廣域熱導(dǎo)層，所述基座為高導(dǎo)熱材質(zhì)一體成型有散熱鰭片及布晶面的結(jié)構(gòu)，所述基座的布晶面披覆有一介電層，介電層外表以金屬漿液成型有用于供LED晶體直接配置于其上的一廣域熱導(dǎo)層，廣域熱導(dǎo)層布設(shè)有供LED晶體配置的導(dǎo)電線路。本實(shí)用新型所提供的高功率LED散熱結(jié)構(gòu)，能通過(guò)該基座的布晶面表面披覆介電層及廣域熱導(dǎo)層的結(jié)構(gòu)，供LED晶體直接配置于該基座的布晶面上，致使LED晶體所散發(fā)的熱源可通過(guò)本實(shí)用新型的散熱結(jié)構(gòu)迅速向外擴(kuò)散傳導(dǎo)，以使LED發(fā)光效率得以維持，而不會(huì)發(fā)生色衰等情況，因此能達(dá)到增進(jìn)散熱效率及LED的使用壽命等功效。
文檔編號(hào)H01L33/64GK202308056SQ20112044845
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者李承恩, 李茂碷 申請(qǐng)人:李承恩