本實(shí)用新型涉及己LED節(jié)能燈裝置的結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)，尤其是用于高瓦數(shù)燈泡的LED散熱封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

LED發(fā)光二極管封裝是指發(fā)光芯片的封裝，相比集成電路封裝有較大不同。LED的封裝不僅要求能夠保護(hù)燈芯，而且還要能夠透光。所以LED的封裝對封裝材料有特殊的要求。

一般來說，封裝的功能在于提供芯片足夠的保護(hù)，防止芯片在空氣中長期暴露或機(jī)械損傷而失效，以提高芯片的穩(wěn)定性；對于LED封裝，還需要具有良好光取出效率和良好的散熱性，好的封裝可以讓LED具備更好的發(fā)光效率和散熱環(huán)境，進(jìn)而提升LED的壽命。

一般情況下，LED的發(fā)光波長隨溫度變化為0.2-0.3nm/℃，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當(dāng)正向電流流經(jīng)pn結(jié)，發(fā)熱性損耗使結(jié)區(qū)產(chǎn)生溫升，在室溫附近，溫度每升高1℃，LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少1％左右，封裝散熱；時(shí)保持色純度與發(fā)光強(qiáng)度非常重要，以往多采用減少其驅(qū)動(dòng)電流的辦法，降低結(jié)溫，多數(shù)LED的驅(qū)動(dòng)電流限制在20mA左右。但是，LED的光輸出會(huì)隨電流的增大而增加，很多功率型LED的驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到70mA、100mA甚至1A級(jí)，需要改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)，全新的LED封裝設(shè)計(jì)理念和低熱阻封裝結(jié)構(gòu)及技術(shù)，改善熱特性。例如，采用大面積芯片倒裝結(jié)構(gòu)，選用導(dǎo)熱性能好的銀膠，增大金屬支架的表面積，焊料凸點(diǎn)的硅載體直接裝在熱沉上等方法。此外，在應(yīng)用設(shè)計(jì)中，PCB線路板等的熱設(shè)計(jì)、導(dǎo)熱性能也十分重要。

LED芯片及封裝向大功率方向發(fā)展，在大電流下產(chǎn)生比Φ5mmLED大10-20倍的光通量，必須采用有效的散熱與不劣化的封裝材料解決光衰問題，因此，管殼及封裝也是其關(guān)鍵技術(shù)，能承受數(shù)W功率的LED封裝已出現(xiàn)。5W系列白、綠、藍(lán)綠、藍(lán)的功率型LED從2003年初開始供貨，白光LED光輸出達(dá)1871lm，光效44.31lm/W綠光衰問題，開發(fā)出可承受10W功率的LED，大面積管；尺寸為2.5×2.5mm，可在5A電流下工作，光輸出達(dá)2001lm，作為固體照明光源有很大發(fā)展空間。

LED固態(tài)照明由電能產(chǎn)生光能的同時(shí)也產(chǎn)生很高的熱能，這些熱量又是造成LED燈的光衰與壽命減少的主要原因，所以需要即時(shí)處理散熱，往往需要體積龐大且重的散熱翅片3類金屬散熱結(jié)構(gòu)。在改進(jìn)技術(shù)中，主要需要解決的問題中包括有效的解決大功率LED照明的散熱問題，顯然LED的發(fā)熱問題與傳統(tǒng)白熾燈相比并不突出，但是，對于進(jìn)一步提高LED的要求，尤其是在大功率LED中比較顯現(xiàn)的缺陷。比如，現(xiàn)有高瓦數(shù)燈泡的LED應(yīng)用中，需要給LED配置較大的散熱翅片3，即使這樣也無法取得理想的散熱效果，散熱問題的改善也是提高產(chǎn)品品質(zhì)的主要目標(biāo)。在這一方面，如附圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的熱能靠通過空氣流動(dòng)導(dǎo)熱方式表面散熱，解決方式主要采用散熱翅片3，以增大LED燈粒1經(jīng)過后側(cè)固定的底板2傳導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)與空氣的熱交換面積，考慮到空氣是熱的不良導(dǎo)體，使得這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品中散熱結(jié)構(gòu)自重和成本遠(yuǎn)大于其它部件，而且體積很大。體積很大的的散熱翅片3作為散熱器，先把LED燈粒1和底板2封裝裝置所產(chǎn)生的高熱能快速吸收累積至散熱翅片3金屬散熱器大面積空氣接觸層，通過空氣流動(dòng)將熱量帶離開LED燈粒1和底板2散熱體，這樣增加很多的體積與重量也增加整體成本。而且，這種散熱方式存在很多設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)因其導(dǎo)熱路徑長，導(dǎo)熱速度也慢，多數(shù)情況下還需要配備風(fēng)機(jī)裝置以加速空氣流動(dòng)提高散熱效果，常常無法正確快速把燈具的熱能導(dǎo)出燈具之外，造成燈具存在很大的壽命風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供用于高瓦數(shù)燈泡的LED散熱封裝結(jié)構(gòu)，以簡潔結(jié)構(gòu)和較小的占用空間解決大功率高瓦數(shù)LED燈泡的LED燈粒的快速散熱問題。

本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：包括LED燈粒、底板和遠(yuǎn)紅外散熱層；LED燈粒封裝在底板上側(cè)表面，在底板下側(cè)表面有遠(yuǎn)紅外散熱層。

尤其是，LED燈粒底部有熱沉，底板上側(cè)表面有絕緣層，熱沉固定在絕緣層上。

尤其是，遠(yuǎn)紅外散熱層厚度不大于底板的厚度。

尤其是，在底板和遠(yuǎn)紅外散熱層之間有加速導(dǎo)熱層，加速導(dǎo)熱層導(dǎo)熱率大于底板的導(dǎo)熱率。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果：合理緊湊高效的設(shè)計(jì)燈具的支撐體系中的散熱結(jié)構(gòu)，有利于設(shè)計(jì)制造散熱要求突出的大功率、高瓦數(shù)或者功能復(fù)雜的的燈泡產(chǎn)品，以對LED燈粒正常發(fā)揮卓越的發(fā)光性能提供最大支持，減少浪費(fèi)，節(jié)能環(huán)保，遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品。在解決散熱問題的同時(shí)使得LED燈泡可以低成本的達(dá)到80瓦到150瓦的高瓦數(shù)要求，適合用于路燈、街燈、天井燈、工廠燈、工礦燈以及集魚燈等需要高功率燈泡照明。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中的LED散熱工作原理示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2中的LED散熱封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記包括：

LED燈粒1、底板2、散熱翅片3、遠(yuǎn)紅外散熱層4、熱沉5、絕緣層6、加速導(dǎo)熱層7。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型包括：LED燈粒1、底板2和遠(yuǎn)紅外散熱層4。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：如附圖2所示，LED燈粒1封裝在底板2上側(cè)表面，在底板2下側(cè)表面有遠(yuǎn)紅外散熱層4。

前述中，LED燈粒1底部有熱沉5，底板2上側(cè)表面有絕緣層6，熱沉5固定在絕緣層6上。

前述中，底板2為金、銀、銅或鋁板，金、銀或銅導(dǎo)熱系數(shù)在330～360之間，鋁的導(dǎo)熱系數(shù)是200左右,都是熱的良導(dǎo)體。

前述中，遠(yuǎn)紅外散熱層4為納米陶瓷粉體材料噴涂制成，能受熱時(shí)產(chǎn)生峰值波長在20nm左右的紅外線，進(jìn)行遠(yuǎn)紅外散熱。遠(yuǎn)紅外線散熱不需要透過空氣來當(dāng)作散熱介質(zhì)，所以在傳導(dǎo)途徑中是不存在邊界層的問題，用這高效率的熱輻射，來取代體積龐大的傳統(tǒng)散熱翅片。底板2散熱體的表面涂裝遠(yuǎn)紅外散熱層4，由于散熱速度快可減少散熱體的體積。

前述中，遠(yuǎn)紅外散熱層4厚度不大于底板2的厚度。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，將納米陶瓷粉體遠(yuǎn)紅外線粉體材料噴涂于LED散熱金屬薄片底板2的背面形成遠(yuǎn)紅外散熱層4。這種納米陶瓷粉體材料能受熱后在表面產(chǎn)生峰值在20nm左右的高發(fā)射率遠(yuǎn)紅外線波。

本實(shí)用新型實(shí)施例原理在于，如附圖3所示，LED燈粒1工作產(chǎn)生的熱量通過底板2導(dǎo)熱傳遞到遠(yuǎn)紅外散熱層4，然后，可由遠(yuǎn)紅外散熱層4產(chǎn)生之紅外線波把熱能非常快速度的以輻射方式用最短路徑把熱輻射出封裝結(jié)構(gòu)熱源之外。這種遠(yuǎn)紅外線散熱不需要透過空氣來當(dāng)作散熱介質(zhì)，所以在傳導(dǎo)途徑中是不存在邊界層的問題，用這高效率的熱輻射，來取代體積龐大的傳統(tǒng)散熱鰭片應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)散熱快速體積小，可擺脫金屬散熱翅片3不得不需要大體積散熱翅片3以滿足對巨大的散熱表面要求的限制，可用以設(shè)計(jì)更輕巧的燈具，以在較小體積要求基礎(chǔ)上取得更加優(yōu)秀的散熱效果。

實(shí)施例2：如附圖4所示，在底板2和遠(yuǎn)紅外散熱層4之間有加速導(dǎo)熱層7，加速導(dǎo)熱層7導(dǎo)熱率大于底板2的導(dǎo)熱率。

在本實(shí)施例中，由LED燈粒1產(chǎn)生的熱量傳遞給底板2，進(jìn)一步經(jīng)過加速導(dǎo)熱層7快速傳遞給遠(yuǎn)紅外散熱層4，最后由遠(yuǎn)紅外散熱層4輻射散熱。由底板2經(jīng)過加速導(dǎo)熱層7快速傳遞給遠(yuǎn)紅外散熱層4的過程形成單向加速散熱結(jié)構(gòu)。