本发明专利技术公开了散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管，包括LED芯片、透镜和金刚石粉-铜粉复合材料制成的散热基板；所述散热基板的下表面直接和空气接触，上表面设有凹坑，LED芯片通过固晶胶或金属共晶焊直接安置在散热基板上表面的所述凹坑底部；所述凹坑中填充有绝缘弹性透明物质，绝缘弹性透明物质覆盖整个LED芯片及其引线，透镜盖在凹坑上。复合材料以最短路径从大功率LED提取热量，并且直接向空气散热。由于该复合材料的热导率很大，再结合优化的结构设计，可以用来为单个大功率LED和LED模组散热，达到提高光输出功率和延长LED使用寿命的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及LED专利技术
，特别地，涉及一种直接采用金刚石粉-铜粉复合材料作为散热基板的大功率LED。
技术介绍
过去LED只能拿来做为状态指示灯的时代，其封装散热从来就不是问题，但近年来LED的亮度、功率皆积极提升，并开始用于背光与电子专利技术等应用后，LED的封装散热问题已出现。在相同的单颗封装内送入倍增的电流，发热自然也会倍增，如此散热情况当然会恶化。例如，由于要将白光LED拿来做照相手机的闪光灯、要拿来做小型专利技术用灯泡、要拿来做投影机内的专利技术灯泡，如此只是高亮度是不够的，还要用上高功率，这时散热就成了问题。更有甚者，在液晶电视的背光上，既是使用高亮度LED，也要密集排列，且为了讲究短小轻薄，使背部可用的散热设计空间更加拘限，且若高标要求来看也不应使用散热风扇，因为风扇的吵杂声会影响电视观赏的品味情绪。倘若不解决散热问题，而让LED的热无法排解， 进而使LED的工作温度上升，如此会有什么影响吗？关于此最主要的影响有二 (1)发光亮度减弱、( 使用寿命衰减。现有的大功率LED芯片封装材料多是铝基板和共烧陶瓷基板， 这是不能满足散热需求的，另外现有的封装结构还需要作出很多改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有LED芯片的散热问题，提供金刚石粉-铜粉复合材料做散热基板的大功率发光二极管。本专利技术主要通过如下技术方案来实现。散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管，包括LED芯片、透镜和金刚石粉-铜粉复合材料制成的散热基板；所述散热基板的下表面直接和空气接触，上表面设有凹坑，LED芯片通过固晶胶或金属共晶焊直接安置在散热基板上表面的所述凹坑底部；所述凹坑中填充有绝缘弹性透明物质，绝缘弹性透明物质覆盖整个LED芯片及其引线， 透镜盖在凹坑上。作为上述的散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管进一步优化的技术方案，散热基板下表面设有电极，所述凹坑开有贯穿至散热基板下表面的穿孔， LED芯片的引线通过穿孔与散热基板下表面的电极连接。作为上述的散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管进一步优化的技术方案，所述散热基板除所述凹坑外的上表面设有电路层，电路层通过粘合层粘在散热基板上表面，LED芯片的引线与电路层上的电极连接。作为上述的散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管进一步优化的技术方案，所述散热基板的下表面加工成散热鳍片。作为上述的散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管进一步优化的技术方案，所述透镜覆盖LED芯片及其引线。作为上述的散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管进一步优3化的技术方案，所述绝缘弹性透明物质为硅胶。作为上述的散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管进一步优化的技术方案，所述绝缘弹性透明物质中掺有荧光粉。作为上述的散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管进一步优化的技术方案，所述凹坑中安置有多个LED芯片。作为上述的散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管进一步优化的技术方案，所述金刚石粉-铜粉复合材料由如下方法制备把超高导热的金刚石20(Γ300目粉颗粒和高导热的铜粉30(Γ400目颗粒按混合，其中金刚石的体积比是 40%飞0%，利用磁控溅射的方法在混合颗粒表面镀覆质量比为0. 19Γ0. 3%的过渡族金属， 所述过渡族金属包括铬、钛或钼；把处理后的混合物放入模具中，然后置于等离子体真空高压烧结炉中烧结，升温时间l(Tl5min，温度达到100(Tl05(rC，压强2(T40MPa，烧结时间l(Tl5min ；烧结后的复合材料，再做氩气氛围下的热等静压，压强为15(T200MPa，温度 100(Tl04(rC，保温3 4h，得所述金刚石粉-铜粉复合材料。作为上述的散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管进一步优化的技术方案，所述超高导热的金刚石热导率为2000 W/m. K，所述高导热的铜粉热导率为 400 W/m. K。本专利技术的散热基板是金刚石粉和铜粉经过高压烧结制成，可以做出不同的尺寸和外形，增大散热基板与空气的接触面积，形成对流散热，增强散热效果。电路层和粘合层没有覆盖整个散热基板表面，在LED芯片下方及附近裸露出散热基板，LED芯片过(固晶胶)银胶或金属共晶焊与散热基板直接相连。LED芯片的热量直接通过散热基板向空气辐射，这样传热路径就很短，传热效率大大提高。而且结合散热基板的本身优良的热学特性，将极大地抑制LED芯片结温的上升。LED芯片被反射杯包围，反射杯把侧向光线反射出去，反射杯由高热导物质构成，比如金刚石分-铜粉复合材料做成，这样就有一个横向的散热效果。反射杯上方盖上透镜，透镜的结构对应光的出射角度。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果1)本专利技术使用金刚石粉和铜粉复合材料作为LED芯片的散热基板，而且，在基板上同时加工出鳍片和凹坑。2)本专利技术中，在金刚石粉和铜粉复合材料穿孔，把电极做到散热基板的底端，散热基板上表面进行设计出凹坑，LED芯片安放在凹坑内，凹坑有反射杯功能。而且，LED芯片可以倒装封装。3)本专利技术的LED芯片直接粘合在金刚石粉和铜粉复合材料上，两者之间没有小金属热沉块。并且，该散热基板不用安放在其它类型散热基板之上。4)本专利技术进一步优化的技术方案中，通过特定参数下制得的金刚石粉-铜粉复合材料，具有较高的热导率，远远高出现有的铝，共烧陶瓷等材料的热导率。其次，金刚石粉和铜粉复合材料的表面，十分粗糙，增大这种复合材料与空气的接触面积，增强对流热辐射。 再次，这种复合材料是有颗粒变成的块状结构，所以很容易制成各种需要的结构。这些特征都有利于用这种复合材料做LED照明装置的散热装置。这无疑得到散热效果很好的LED照明装置，一方面拓展了这种复合材料的应用领域，另一方面这种散热装置可以适用于不同的LED应用场合。总之，本专利技术在使用金刚石粉和铜粉复合散热基板的基础上，改变LED芯片的封装结构，从导热路径和散热板向空气散热等角度提供优化设计方案，有效地解决大功率LED 因为大量发热带来的亮度下降和寿命缩短的问题。以有效散热为主要目标，同时兼顾发光特性，可以为不同应用的LED专利技术提供帮助。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细描述。图1本专利技术第一实施例的剖面图。图加本专利技术第二实施例的剖面图。图2b本专利技术第二实施例的散热基板的剖面图。图3本专利技术第三实施例的剖面图。图如本专利技术第四实施例的剖面图。图4b本专利技术第四实施例的仰视图。本专利技术图注说明11散热基板；2粘合层；3电路层；4固晶胶；5引线；6LED芯片； 7透镜；8弹性透明物质；9下表面电极；111鳍片；112凹坑；113穿孔。具体实施例方式参阅图1至图4所示，本专利技术给出的采用金刚石粉-铜粉复合材料作为散热基板的大功率LED封装结构的较佳实施例，但本专利技术的实施方式和保护范围不限于此。如图1所示金刚石粉和铜粉复合材料制成的散热基板11上表面在中心位置有凹坑112，LED芯片6通过固晶胶4直接放置在凹坑112的底面上，凹坑112相当反射杯，凹坑112表面有高反射物质，比如聚合物，金属银，铝等，把LED芯片6侧向的光发射出去。凹坑里填充弹性透明物质8，通常用硅胶，硅胶有很多优点，它折射本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．散热基板为金刚石粉－铜粉复合材料的大功率发光二极管，包括ＬＥＤ芯片（６）和透镜（７），其特征在于还包括金刚石粉－铜粉复合材料制成的散热基板（１１）；所述散热基板（１１）的下表面直接和空气接触，上表面设有凹坑（１１２），ＬＥＤ芯片（６）通过固晶胶（４）或金属共晶焊直接安置在散热基板（１１）上表面的所述凹坑（１１２）底部；所述凹坑（１１２）中填充有绝缘弹性透明物质（８），绝缘弹性透明物质（８）覆盖整个ＬＥＤ芯片（６）及其引线，透镜（７）盖在凹坑上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚光锐，范广涵，郑树文，张涛，周德涛，赵芳，宋晶晶，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：81
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。