專利名稱：一種大功率led的散熱封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率LED設(shè)備，具體涉及一種能有效地散發(fā)發(fā)光二極管工作中所產(chǎn)生的熱量的散熱封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體LED照明光源具有壽命長、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保、色彩豐富以及微型化等優(yōu)點而被稱為下一代光源倍受到關(guān)注。隨著LED二極管生產(chǎn)技術(shù)的更新，大功率白光LED芯片生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，冷光源替代白熾燈的綠色照明時代已經(jīng)到來。
大功率LED照明設(shè)備以不同于普通燈絲燈泡設(shè)備的導(dǎo)熱路徑散熱。具體地說，這些大功率LED照明設(shè)備經(jīng)由陰極(負向端)引線或通過固定在正向模(die)設(shè)備上的模來散發(fā)大部分熱量。所以，傳統(tǒng)的散熱方式不能充分減小大功率LED設(shè)備中的熱量。致使大功率LED設(shè)備不得不在較高的工作溫度下運行。試驗可知在室溫(25℃)下LED的使用壽命實際上可以達到10萬個小時，而在大約90℃下工作的話，LED的使用壽命可能減小到小于7000個小時。由此可見散熱對于功率型LED器件是至關(guān)重要的。如果不能將電流產(chǎn)生的熱量及時的散出，保持PN結(jié)的結(jié)溫度在允許范圍內(nèi)，將無法獲得穩(wěn)定的光輸出和維持正常的器件壽命。
大功率LED必須有效地散發(fā)在其操作過程中產(chǎn)生的熱量，以達到高可靠性。而現(xiàn)有技術(shù)中大功率LED的散熱封裝設(shè)計都建立在對金屬導(dǎo)熱能力上，德國Osram公司專利WO03019671公開了一種大功率LED設(shè)計，其原理是利用金屬塊的高導(dǎo)熱性，其支架為整塊銅片，使LED芯片散熱能力有大幅度提高，其后，其它公司陸續(xù)提出自己大功率LED設(shè)計，例如美國Cree公司專利WO2005043627、WO2005119707、WO20040539333，其原理大致相同，均為采用較大面積金屬塊作為其支架，加強芯片散熱，為進一步加強散熱能力，通常在應(yīng)用時會加裝散熱金屬片和風(fēng)扇。同樣中國CN200510075355.8號專利所公開大功率LED封裝，在該LED封裝中，硅底座被直接連接至散熱片，LED工作時產(chǎn)生的熱量也是通過散熱片來散發(fā)的。
綜上所述目前的大功率LED的散熱封裝大多局限于金屬片散熱結(jié)構(gòu)，有一定的局限性，散熱效果不過理想致使大功率LED的應(yīng)用大大受限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種散熱效率高、有效地提高大功率LED工作壽命的一種大功率LED的散熱封裝。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)設(shè)計一種大功率LED的散熱封裝，包括有LED，LED所產(chǎn)生的熱量通過與其連接的散熱裝置轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境，散熱裝置采用相變沸騰傳熱方式實現(xiàn)。
本方案中散熱裝置采用沸騰傳熱方式的熱管。散熱的熱管作為LED封裝體的支架，直接把晶片LED黏結(jié)或焊接固定在熱管熱源端面上，然后通過環(huán)氧樹脂把LED封裝體與熱管一體化封裝?；蛘咄ㄟ^LED封裝體的支架用導(dǎo)熱膠把LED封裝體與散熱的熱管連接。
本發(fā)明另一種技術(shù)方案是設(shè)計一種大功率LED的散熱封裝，與LED封裝體連接的散熱裝置中設(shè)置有低沸點液體，LED封裝體內(nèi)產(chǎn)生的熱量通過低沸點液體蒸發(fā)帶走。
本發(fā)明的再一種技術(shù)方案設(shè)計一種大功率LED的散熱封裝，與LED封裝體連接的散熱裝置為液滴沖擊散熱裝置。液滴沖擊散熱裝置包括有噴射機構(gòu)，噴射機構(gòu)中設(shè)置有溫度控制器，噴射機構(gòu)與液體儲存罐相聯(lián)接，液體儲存罐通過液體回流通道與散熱冷凝裝置連接，噴射機構(gòu)靠近支架端連接有與散熱冷凝裝置連通的氣體通道。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點本發(fā)明中采用了相變沸騰傳熱的散熱器件作為大功率LED封裝散熱支架，使傳熱速度大大提高，改善了LED對外界環(huán)境的散熱能力，提高單個LED封裝體的功率。
本發(fā)明的散熱封裝結(jié)構(gòu)采用沸騰傳熱方式，尤其以熱管為支架的LED封裝方式可以提高LED對外界環(huán)境的傳熱能力，在提高LED晶片輸入功率同時還可增加集中封裝的晶片LED的數(shù)量，從而提高了單個LED功率，擴大了LED的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明的散熱封裝可以有效地將熱量從晶片轉(zhuǎn)移到離晶片遠的地方，再進行散熱處理，使其使用方法更靈活，且可以擺脫傳統(tǒng)封裝需要的大塊散熱物。
本發(fā)明的散熱封裝在散熱的同時還可以在晶片LED及其封裝體外形成具有恒溫效果的熱環(huán)境，其溫度受到?jīng)_擊時較小，可以使LED受熱沖擊的情況得到改善。


圖1是本發(fā)明實施例1的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例2的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例3的示意圖；圖4是圖3的左視示意圖；圖5是本發(fā)明實施例4的示意圖。
具體實施方案下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述實施例1參見圖1所示，一種大功率LED的散熱封裝，包括有LED，LED所產(chǎn)生的熱量通過與其連接的散熱裝置轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境，本實施例中散熱裝置采用相變沸騰傳熱方式的來熱管實現(xiàn)。
晶片LED 2過黏結(jié)或焊接方式固定在熱管4熱源端面上，作為散熱器件的熱管同時作為LED封裝體的支架。晶片LED外設(shè)置有LED封裝體罩11，所述的LED封裝體罩采用玻璃罩體，當然也可以采用其他透明材質(zhì)加工的罩體。熱管熱源端外設(shè)置有金屬環(huán)22，金屬環(huán)與電極3相聯(lián)通，而晶片LED是通過金線21與金屬環(huán)22形成回路的。
最后通過環(huán)氧樹脂5把玻璃罩體，金屬環(huán)以及電極與熱管一體化封裝。本實施例中把晶片LED直接設(shè)置于作為LED封裝體支架的熱管熱源端面上，然后通過環(huán)氧樹脂一體化封裝，結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便。
LED兩電極通過環(huán)氧樹脂與熱管連接，兩電極在同一水平面，使本發(fā)明可以應(yīng)用于PCB或其他需要水平安置的地方，同時，可以使用絕熱材料將晶片所在熱源端和冷凝端隔離。
本發(fā)明把散熱的熱管作為LED封裝散熱支架使傳熱速度大大提高，改善LED對外界環(huán)境的散熱能力，可提高LED晶片輸入功率同時或增加集中封裝的晶片LED數(shù)量，從而提高了單個LED功率，擴大了LED的應(yīng)用范圍。
本實施例中熱管的外形是圓柱體狀，實際應(yīng)用中熱管的外形可以為方形或其他形狀。也可以在熱管冷凝端增設(shè)金屬片或風(fēng)扇等其他輔助性散熱器件，便于加快整個封裝體的散熱過程。熱管外壁上還設(shè)置有螺紋41，便于與其他設(shè)置有螺紋的散熱器件配合使用。
實施例2參見圖2所示，本實施例與實施例1不同之處在于，晶片LED 2封裝體1連接有支架6，所述支架通過導(dǎo)熱膠61與用于散熱的熱管4連接。
本實施例在常規(guī)的LED封裝體上采用沸騰傳熱方式的熱管作為散熱裝置，散熱效果好，通用性強。
實施例3參見圖3、4所示，一種大功率LED的散熱封裝，LED封裝體連接的散熱裝置包括有環(huán)氧樹脂封裝座體8，座體內(nèi)設(shè)有盛放低沸點液體9的密封的容器7，容器壁一側(cè)設(shè)置有碗杯10，晶片LED 2直接焊接或黏結(jié)在杯碗底，晶片LED通過金線21與電極3連接。
密封容器7內(nèi)設(shè)有一定的真空度，低沸點液體接收晶片LED發(fā)出的熱量汽化來散熱，汽化的低沸點液體再在容器上端利用重力作用凝結(jié)回流至容置底。
本實施例的容器可以改變形狀，例如改變成長方體或其他立體形狀，便于連接其他散熱器件。
實施例4參見圖5所示，一種大功率LED的散熱封裝，與LED封裝體連接的散熱裝置為液滴沖擊散熱裝置。液滴沖擊散熱裝置包括有噴射機構(gòu)100，噴射機構(gòu)連接有液體儲存罐102，液體儲存罐用于存貯沖擊散熱的低沸點液體。液滴沖擊散熱裝置的一端直接與LED封裝體的支架連接，液滴沖擊散熱裝置靠近支架端連接有與散熱冷凝裝置104連通的氣體通道105，散熱冷凝裝置通過液體回流通道103與液體儲存罐102連接。噴射機構(gòu)100將液體儲存罐102中的低沸點液滴噴射到LED封裝體支架上，吸收熱量后從氣體通道進入散熱冷凝裝置，放出熱量，并液化，再由液體回流通道重回液體儲存罐。
在LED封裝體支架側(cè)還設(shè)置有溫度檢測器106，溫度檢測器與噴射機構(gòu)100中設(shè)置的溫度控制器107相聯(lián)接，從而把檢測到的LED封裝體的溫度信號反饋到控制器，噴射機構(gòu)在控制器的控制下噴射出液滴100至LED封裝體，液滴遇熱汽化，使LED封裝體降溫。噴射機構(gòu)在控制器的控制下工作可以精確控制LED封裝體支架表面溫度，從而為制作標準照明體提供了穩(wěn)定可控的熱環(huán)境。而對于LED大屏幕顯示系統(tǒng)中，可以降低相變傳熱系統(tǒng)成本，使整個大屏幕顯示系統(tǒng)熱處理得到最佳控制。
以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。除了以上的結(jié)構(gòu)形式外，本發(fā)明的散熱裝置還可以采用其它方案。對于本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前題下，只要采用相變傳熱方式實現(xiàn)大功率LED封裝的散熱，并在其基礎(chǔ)上增加或改動一些部件，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大功率LED的散熱封裝，包括有LED，所述LED所產(chǎn)生的熱量通過與其連接的散熱裝置轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境，其特征在于所述的散熱裝置采用相變傳熱方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED的散熱封裝，其特征在于所述散熱裝置包括有沸騰傳熱方式的熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率LED的散熱封裝，其特征在于所述的LED(2)封裝于LED封裝體(1)內(nèi)，LED封裝體連接的支架(3)通過導(dǎo)熱膠(6)與散熱的熱管(4)熱源端面連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率LED的散熱封裝，其特征在于所述的散熱熱管作為LED(2)的支架，LED封裝體罩(11)采用環(huán)氧樹脂與熱管(4)一體化封裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率LED的散熱封裝，其特征在于所述的LED封裝體內(nèi)的晶片LED通過黏結(jié)或焊接方式固定在熱管(4)熱源端面上，與電極相聯(lián)接的金屬環(huán)(22)通過金線(21)與晶片LED連接成回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率LED的散熱封裝，其特征在于所述的晶片LED外設(shè)置有封裝體罩為玻璃罩體，玻璃罩體通過環(huán)氧樹脂(5)與熱管黏結(jié)為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的大功率LED的散熱封裝，其特征在于所述的熱管為圓柱體或者立方體，熱管冷凝端還設(shè)有作為散熱器件的金屬片或風(fēng)扇，熱管外壁上設(shè)置有螺紋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED的散熱封裝，其特征在于所述的散熱裝置包括有環(huán)氧樹脂封裝座體(8)，座體內(nèi)設(shè)有盛放低沸點液體(9)的容器(7)，所述容器為方形體或者圓形體，容器壁一側(cè)設(shè)置有碗杯(10)，晶片LED直接焊接或黏結(jié)在杯碗底，晶片LED通過金線(21)與電極(3)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED的散熱封裝，其特征在于所述的LED封裝體(1)連接的支架(3)連接有液滴沖擊散熱裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求10所述的大功率LED的散熱封裝，其特征在于所述的液滴沖擊散熱裝置包括有噴射機構(gòu)(100)，噴射機構(gòu)中設(shè)置有溫度控制器(107)，噴射機構(gòu)連接有液體儲存罐(102)，液體儲存罐(102)通過液體回流通道(103)與散熱冷凝裝置(104)連接，噴射機構(gòu)(100)靠近支架端連接有與散熱冷凝裝置連通的氣體通道(105)。
全文摘要
本發(fā)明涉及大功率LED的散熱封裝技術(shù)領(lǐng)域，包括LED，LED封裝體的熱量通過與其連接的散熱裝置轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境，散熱裝置采用相變沸騰傳熱方式實現(xiàn)。散熱裝置可采用沸騰傳熱方式的熱管，LED封裝體采用環(huán)氧樹脂與熱管一體化封裝；散熱裝置也可是盛有低沸點液體容器，LED封裝體內(nèi)產(chǎn)生的熱量通過使低沸點液體蒸發(fā)帶走；散熱裝置還可以采用液滴沖擊散熱裝置。本發(fā)明采用了相變沸騰傳熱的散熱器件作為大功率LED封裝體的散熱裝置，使傳熱速度大大提高，改善LED對外界環(huán)境的散熱能力，提高單個LED封裝體的功率。
文檔編號H01L23/427GK1828956SQ20061003450
公開日2006年9月6日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月16日
發(fā)明者胡志國 申請人:胡志國