焊接有半导体温差发电芯片的LED模组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种焊接有半导体温差发电芯片的LED模组，包括有LED、半导体温差发电芯片，所述温差发电芯片的一端表面设置有线路层，LED焊接在所述的线路层，最外侧温差发电芯片的外露端设置有金属层，在金属层上焊接有散热装置。所述半导体温差发电芯片的表面制作有金属层。本实用新型专利技术取消了传统的铝基板结构，由温差发电芯片直接代替基板，不仅进一步简化了结构和生产工序，降低材料成本，还可以有效提高生产效率。采用多片的温差发电芯片相互焊接，可以更加高效利用LED产生的多余热量，在散热的同时，将热量转化给电能反馈到驱动电源或主动散热中，驱动LED发光或驱动散热结构工作，提高散热效果。

LED module for welding semiconductor thermoelectric generator

The utility model discloses a semiconductor thermoelectric module welded with LED chip, including LED, semiconductor thermoelectric chip, one end surface of the thermoelectric power generation chip is provided with a circuit layer, LED welding on the circuit layer, the outermost thermoelectric chip exposed end is provided with a metal layer on the metal layer. On the welding heat radiation device. A metal layer is formed on the surface of the semiconductor thermoelectric chip. The utility model cancels the traditional aluminum base plate structure, and the temperature difference power generation chip directly replaces the substrate, which not only simplifies the structure and the production process, reduces the material cost, but also can effectively improve the production efficiency. The thermoelectric power generation chip multi piece welded to each other, can be more efficient and excess heat generated by LED, in the heat and heat conversion to electrical energy feedback to the power supply or active cooling, drive or drive LED light radiating structure, improve the cooling effect.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体温差发电芯片一端表面设置有线路层，LED焊接在线路层上，在最外侧温差发电芯片的露出端焊接有散热装置进行散热，温差发电芯片利用LED热量产生的温差发电的LED模组。
技术介绍
发光二极管(LED)作为新型的半导体发光器件，在以电致光的工作过程中，只有较少部分的能量转化为电能，其他大部分电能转化为了热能。如果这些热能不能有效的从LED芯片上传导并散热，将会造成LED的光衰减和色飘等问题，甚至是不可逆的损坏。因此，在LED光源的应用中，必须考虑如何快速将LED光源产生的热量导出，通过散热装置进行散热，保证LED在多种工作环境下工作状态的稳定性。在LED热量进行散发时，从热能利用的角度，考虑对其进行回收利用，尤其是利用半导体温差发电片装置，通过半导体热电器件把热能转换为电能的电源装置，它根据赛贝克效应原理，采用独特的薄膜技术加工制造而成，通过与LED产生的热源接触来产生温差发电，从而进行热能的回收再使用。在现有技术中，已公开有采用热管、半导体制冷片、或同时采用制冷片和热管结合等多种散热的技术方案。例如，在公告号为CN102810620A的一种以半导体制冷片为支架封装的LED，其特征在于包括半导体制冷片支架和封装于半导体制冷支架冷端外表面的LED芯片，所述半导体制冷支架冷端为导热绝缘板并且其外表面印制有用于电连接于LED芯片形成接线端子的印刷电路。上述专利中，将LED芯片固定在制冷片的冷端，是LED封装领域的人员通过基板材料的替换可以想到并实施应用的技术手段。虽然该方案能够有效保证LED芯片处于正常工作温度，但没有散热结构的设计，如果单纯通过制冷片工作降温，长时间工作将无疑增加能耗，与LED节能的特性相符。如果采用热管结构，也只是增加了热对流效率，无法对LED产生的热量进行回收发电再利用，从而在LED节能的基础上进一步进行节能优化。除去散热结构外，直接封装在制冷片的冷端，如果不在芯片与制冷片冷端之间设置电气连接，也不便于对LED芯片进行驱动发光。
技术实现思路
本技术针对上述不足，提供一种利用温差发电芯片对LED进行散热并对LED热量进行回收的LED模组。为了实现上述目的，本技术所采取的技术方案是：一种焊接有半导体温差发电芯片的LED模组，包括有LED、半导体温差发电芯片，其特征在于，所述温差发电芯片的一端表面设置有线路层，LED焊接在所述的线路层，最外侧温差发电芯片的外露端设置有金属层，在金属层上焊接有散热装置。所述线路层直接制作在温差发电芯片的一端。所述半导体温差发电芯片的表面制作有金属层。所述半导体温差发电芯片表面金属层的制作方式为电镀、印刷、复合或喷涂。线路层是通过线路板焊接在温差发电芯片一端的金属层来实现。所述的线路层上至少包括有可焊接部位和电气连接分布。所述温差发电芯片为一片及以上，彼此之间的接触面焊接。所述的散热装置为主动散热或被动散热。所述的温差发电芯片之间的电气连接为串联或并联。所述的LED为LED芯片、LED单芯片光源或多芯片集成(COB)光源。本技术的有益效果：本技术取消了传统的铝基板结构，由温差发电芯片直接代替基板，不仅进一步简化了结构和生产工序，降低材料成本，还可以有效提高生产效率。采用多片的温差发电芯片相互焊接，可以更加高效利用LED产生的多余热量，在散热的同时，将热量转化给电能反馈到驱动电源或主动散热中，驱动LED发光或驱动散热结构工作，提高散热效果。通过制作金属层的形式实现温差发电芯片和散热结构之间的间接焊接，能够最大限度的减少传统机械接触、粘结等产生的热阻，不仅有利于LED光源热量传递，更可以提高LED热量回收的效率。在实际的生产过程中，焊接可以通过回流焊等方式实现，不仅生产工艺简单，适合于批量化的大规模生产，而且有助于提高生产效率，降低成本。本技术作为一个独立的LED发光散热模块，在应用过程中，不受散热体积、形状的影响，可以单独或组合运用在路灯、隧道灯、筒灯、射灯等各种灯具中，应用领域广阔，市场前景良好。附图说明图1为本技术的一优选实施例的剖面示意图；图2为本技术的另一优选实施例的剖面示意图。具体实施方式如图1所示，本优选实施例主要由LED光源1、线路板2、散热器3、透镜4、温差发电芯片5、第一金属层6、第二金属层7、第三金属层8等部件组成。其中，在温差发电芯片5的冷端表面热喷涂有第一金属层6，线路板2直接焊接第一金属层6的表面，从而实现在温差发电芯片5的一端表面设置一线路层。在线路层也就是线路板2的表面分别设置有焊接部位和电气连接分布，LED光源1直接焊接在线路板2的可焊接部位上，并通过LED光源1支架上的引脚与电气连接分布相连，以实现与其他光源连接或是直接与驱动电源的连接。在LED光源1的上方固定有透镜4，对LED光源1进行配光，以达到设计期望的光斑和效果。在本实施例中，温差发电芯片5包括有两片，上下两片叠加，其数量为一片或一片以上，大小和厚度可根据需要通过计算进行调节。它们彼此之间的接触面分别热喷涂有第二金属层7，并彼此焊接，在半导体温差发电芯片之间的电气连接为为串联或并联。其中，在最外侧的温差发电芯片露出端热喷涂有第三金属层8，在第三金属层8上焊接有散热装置，即散热器3。半导体温差发电芯片的生产厂家：比如江西纳米克热电电子股份有限公司、常山县万谷电子科技有限公司等等。半导体温差发电芯片表面第二金属层7的制作方式可以为电镀、印刷、复合或喷涂，通过实际试验和对比，采用热喷涂的方式能够较好适应LED领域的应用，具有较好的焊接强度和耐久度，适合于批量化生产，因此优选热喷涂方式。本实施的工作原理主要是LED光源1产生热量，传到到第一金属层6和温差发电芯片5的一端，产生温差发电输出，同时热量传导到下温差发电芯片，并产生温差发电输出，以此类推，可以多层连接温差发电芯片进行发电，最后多余的热量通过散热装置散发掉，在此过程中，输出的电量可以直接反馈到驱动电源，用于驱动LED光源1发光，或是驱动主动散热装置，如风扇进行散热。LED光源1做为本实施例的优选，在实际应用过程中，可以直接采用LED芯片进行固晶、焊线等操作，形成一个LED光源的独立结构，或是采用已经封装完成的LED单芯片光源，如本实施例，或采用多芯片集成(COB)光源。在线路板2上除至少包括有可焊接部位和电气连接分布外，还可以设置有静电保护电路，整流、限压、电流控制等电路中的一种或多种，以满足不同的功能需要。线路板2材质可以为软性线路板、硬性线路板或软硬结合板中的一种。在本实施列中，散热装置为被动散热，即采用散热器3，优选采用常用的铝合金材质，由于铝合金材料具有较高导热系数，在230W/mK左右，而且金属稳定性较好，成本较低，通过铝挤压等工艺便于成型。第一金属层6在喷涂的过程中，对于温差发电芯片5焊接线路板2的一端热喷涂位置，可以采取局部定点喷涂或是全部喷涂。采用全部热喷涂，不需要制作夹具等辅助配件，可以直接喷涂操作；采用局部定点热喷涂，相对于全部喷涂，则需要制作专业的夹具，并控制好喷涂的准确度。在实际的应用过程中，第一金属层6喷涂位置主要根据线路板2的需要进行调整，而对于温差发电芯片间需焊接的冷端或热端，如第二金属层7和第三金属层8，对半导体温差发电芯片表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
焊接有半导体温差发电芯片的LED模组，包括有LED、半导体温差发电芯片，其特征在于，所述温差发电芯片的一端表面设置有线路层，LED焊接在所述的线路层，最外侧温差发电芯片的外露端设置有金属层，在金属层上焊接有散热装置。

【技术特征摘要】
1.焊接有半导体温差发电芯片的LED模组，包括有LED、半导体温差发电芯片，其特征在于，所述温差发电芯片的一端表面设置有线路层，LED焊接在所述的线路层，最外侧温差发电芯片的外露端设置有金属层，在金属层上焊接有散热装置。2.根据权利要求1所述焊接有半导体温差发电芯片的LED模组，其特征在于，所述线路层直接制作在温差发电芯片的一端。3.根据权利要求1所述焊接有半导体温差发电芯片的LED模组，其特征在于，所述半导体温差发电芯片的表面制作有金属层。4.根据权利要求2所述焊接有半导体温差发电芯片的LED模组，其特征在于，所述的线路层...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸建平，
申请(专利权)人：浙江聚珖科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33