一種遠紅外散熱發(fā)光二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種半導體裝置，具體涉及一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的散熱方式。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導體產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，各種各樣的電子元件、半導體器件包括發(fā)光元件被開發(fā)出來，但是這些產(chǎn)品在工作中均會發(fā)熱，熱量過高勢必影響產(chǎn)品的性能和壽命，因此需要考慮元器件的散熱問題。
[0003]現(xiàn)有的發(fā)光二極管(LED)在通電發(fā)光的過程中產(chǎn)生大量熱能，引起LED芯片內(nèi)部溫度持續(xù)上升，并導致LED芯片壽命大幅快速衰減。
[0004]世界LED行業(yè)現(xiàn)在普遍使用金屬散熱片與導熱膠緊貼至LED芯片底部已熱傳導方式散熱來降低芯片溫度，或者利用熱管裝置附著于LED芯片底部，借助流體加快熱量傳導，但是，由于芯片底部面積很小，熱傳導速度及導熱量受到限制，使得無法將大功率LED發(fā)光模塊的熱量有效導出，影響了其應用。因此，大功率發(fā)光二極管的散熱成了大功率LED燈具應用的一個技術(shù)瓶頸。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型旨在提供一種具有遠紅外散熱結(jié)構(gòu)的熒光粉的新型散熱結(jié)構(gòu)，以克服傳統(tǒng)發(fā)光二極管的散熱設計缺點。
[0006]經(jīng)檢測，納米礦物微粒具有低溫遠紅外線，在常溫25°C即可放射2-22 μπι的低溫遠紅外線，釋放率可達94%以上。
[0007]通過將納米礦物微粒層設置在材料表面或其中，因其具有釋放遠紅外線的功能，可以有指向性地將材料本體的熱輻射傳導對流分散至空氣中。其優(yōu)異的散熱及冷卻效果，可以將材料本身的散熱效率提高20%以上，因此，若將納米礦物微粒應用于LED光源封裝，可使其壽命提尚20%以上。
[0008]納米礦物微?？梢赃x自任何礦物材料，但優(yōu)選納米矽，這是因為納米矽具有絕緣不導電的特點，適用于金屬、鋁件、塑料凳相關(guān)材料，因此適用范圍更廣。并且具有良好的遠紅外輻射能力，在溫度達到25°C時開始激發(fā)降溫效果。而這激發(fā)溫度剛巧是保護發(fā)光二極管節(jié)溫的適當溫度，確保芯片節(jié)溫不超過25°C。這樣，發(fā)光二極管保持在25°C下正常操作，壽命不會受損。
[0009]根據(jù)用于實現(xiàn)本實用新型目標的一個方面，提供了一種遠紅外散熱發(fā)光二極管，包括:基板；發(fā)光二極管芯片，安裝在該基板表面；在該發(fā)光二極管芯片外圍具有一層混有納米礦物微粒的復合熒光粉層；
[0010]其中，所述納米礦物微粒復合層包括包覆所述發(fā)光二極管芯片的熒光粉層，以及設置在該熒光粉層上方的納米礦物微粒層或混在熒光粉膠層的納米礦物微粒。
[0011]所述納米礦物微粒復合層包括多層熒光粉層，以及多層納米礦物微粒層，所述熒光粉層與納米礦物微粒層交替設置。
[0012]所述熒光粉層包括樹脂及散布于該樹脂中的熒光粉微粒；所述納米礦物微粒層包括聚合物及散布于其中的納米礦物微粒。
[0013]所述熒光粉層所用樹脂與納米礦物微粒層所用聚合物材料相同。
[0014]所述納米礦物微粒復合層還可以是包括包覆所述發(fā)光二極管芯片的熒光粉層，所述熒光粉層包括多個熒光粉微粒，在每一至少一個熒光粉微粒集團外周具有一納米礦物微粒層。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一實施例的側(cè)剖視圖；
[0016]圖2是本實用新型另一實施例的側(cè)剖視圖；
[0017]圖3是本實用新型另一實施例的側(cè)剖視圖；
[0018]圖4是本實用新型另一實施例的側(cè)剖視圖；
[0019]圖5是本實用新型納米礦物微粒復合層結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)在，將參照附圖更為全面地描述本實用新型，其中，示出了本實用新型的優(yōu)選實施例。然而，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，而不應該理解為局限于在此描述的實施例。相反地，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，提供這些實施例，使得本實用新型充分公開并且完全覆蓋本實用新型的范圍。在附圖中，為了清楚起見，可以放大層和區(qū)域的大小和相對大小，并且文中相同的參考標號用于表示相同或者相似的部件。
[0021]圖1是示出根據(jù)本實用新型的實施例的LED100的側(cè)剖視圖。參照圖1，LED100包括具有封裝體101，封裝體可由聚合物或者陶瓷制成。該封裝體101具有凹進部109。電極103和104設置在凹進部109的底表面上，并且凹進部109的側(cè)壁表面形成有反射面105。在該凹進部的底表面上安裝有LED芯片107，LED芯片107連接至電極103和104.
[0022]如圖1所示，在凹進部109中填充有包含有熒光粉的樹脂層110，該樹脂層具有散布于其中的熒光粉，從而轉(zhuǎn)換從LED芯片107發(fā)射的光的波長。例如，樹脂層110可由其中散布有諸如YAG:Ce的黃色熒光粉的硅樹脂和環(huán)氧樹脂制成。藍光LED芯片可以與黃色熒光粉一起用于實現(xiàn)白光LED。
[0023]根據(jù)該實施例，在該包含有熒光粉的樹脂層上設置有一層納米礦物微粒層111。其中該納米礦物微粒層由納米礦物微粒分散于聚合物中形成。如將納米矽分散于聚乙烯PE、高聚物丙烯酸PP、或聚對苯二甲酸乙二醇酯PET中。該聚合物也可采用與熒光粉的樹脂層相同的材料。
[0024]由于納米礦物微粒具有遠紅外輻射，可以將LED芯片所產(chǎn)生的熱量很快散射出去，起到了降溫效果，對LED芯片有很好的保護作用，延長了 LED的壽命。
[0025]圖2示出了根據(jù)本實用新型另一個實施例的LED側(cè)剖視圖。參照圖2，該實施例的LED200進一步包括有一透鏡118，透鏡118形成于包含有熒光粉的樹脂層110上，在該透鏡118的表面形成有一層納米礦物微粒層121。其中該納米礦物微粒層由納米礦物微粒分散于聚合物中形成。如將納米矽分散于聚乙烯PE、高聚物丙烯酸PP、或聚對苯二甲酸乙二醇酯PET中ο
[0026]圖3示出了根據(jù)本實用新型另一個實施例的LED側(cè)剖視圖。參照圖3，該實施例的LED300的透鏡128中包含有散布于其中的熒光粉，使得光穿過透鏡時進行波長轉(zhuǎn)換。在該透鏡128的表面上形成有一層納米礦物微粒層131。其中該納米礦物微粒層由納米礦物微粒分散于聚合物中形成。如將納米矽分散于聚乙烯PE、高聚物丙烯酸PP、或聚對苯二甲酸乙二醇酯PET中。
[0027]為了進一步提高納米礦物微粒的散熱效果，可以將該納米礦物微粒層與包含有熒光粉的樹脂層交替設置，如在附圖4中所示，該實施例的發(fā)光二極管LED400的封裝體101的凹進部109中交替設置有熒光粉樹脂層110及納米礦物微粒層111。其中該納米礦物微粒層由納米礦物微粒分散于聚合物中形成。如將納米矽分散于聚乙烯PE、高聚物丙烯酸PP、或聚對苯二甲酸乙二醇酯PET中。該聚合物也可采用與熒光粉的樹脂層相同的材料。
[0028]更進一步，可以將該納米礦物微粒包覆在熒光粉團周圍，如圖5所示，在熒光粉微集團510的周圍包覆一納米礦物微粒層511，在此實施例中，熒光粉微集團510是一個小微集團，其是包括至少一個熒光粉微粒5101的樹脂顆粒，而納米礦物微粒層511是將至少一個納米礦物微粒5111散布在聚乙烯PE、高聚物丙烯酸PP、或聚對苯二甲酸乙二醇酯PET等聚合物中，該聚合物也可以采用與熒光粉微集團的樹脂相同的材料。由于納米礦物微?？梢愿咏鼰晒夥畚⒘＃虼?，能夠更好地進行散熱。
[0029]雖然結(jié)合優(yōu)選實施例示出和描述了本實用新型，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白，在不背離由所附權(quán)利要求所限定的本實用新型的精神和范圍的情況下，可以進行修改和變化。
【主權(quán)項】
1.一種遠紅外散熱發(fā)光二極管，包括: 基板； 發(fā)光二極管芯片，安裝在該基板表面； 其特征在于: 在該發(fā)光二極管芯片外圍具有一層納米礦物微粒復合層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠紅外散熱發(fā)光二極管，其特征是，所述納米礦物微粒復合層包括包覆所述發(fā)光二極管芯片的熒光粉層，以及設置在該熒光粉層上方或里面的納米礦物微粒層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠紅外散熱發(fā)光二極管，其特征是，所述納米礦物微粒復合層包括多層熒光粉層，以及多層納米礦物微粒層，所述熒光粉層與納米礦物微粒層交替設置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的遠紅外散熱發(fā)光二極管，其特征是，所述熒光粉層所用樹脂與納米礦物微粒層所用聚合物材料相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的遠紅外散熱發(fā)光二極管，其特征是，納米礦物微粒為納米矽。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的遠紅外散熱發(fā)光二極管，其特征是，納米礦物微粒為納米矽。
【專利摘要】本實用新型提供了一種遠紅外散熱發(fā)光二極管，包括：基板；發(fā)光二極管芯片，安裝在該基板表面；在該發(fā)光二極管芯片外圍具有一層納米礦物微粒復合層的熒光粉。利用納米礦物的遠紅外輻射，對發(fā)光二極管所產(chǎn)生的熱量進行有效傳導，有效降低發(fā)光二極管的運行熱量，延長發(fā)光二極管的壽命。
【IPC分類】H01L33-50
【公開號】CN204289522
【申請?zhí)枴緾N201420222103
【發(fā)明人】盧漢雄
【申請人】盧漢雄
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年5月4日