带散热结构的封装LED光源及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种带散热结构的封装LED光源及其制备方法，包括散热器，在散热器上设有导热器，散热器的顶部与导热器的底部为对应的齿形结构，导热器的顶部为凹槽结构，在导热器的顶面覆盖有导热陶瓷，在导热陶瓷上设有导线层；在导热器的凹槽中部设有LED芯片，LED芯片通过金线与导线层连接，在导热器的凹槽中设有荧光粉层，在荧光粉层上方设有玻璃透镜。本发明专利技术能有效的将LED芯片发光时所产生的热量散发掉，而且产品的结构简单，制备工艺少，适合产业化生产，生产成本低，所得到的产品具有较好的物理性能及化学稳定性，使用寿命长，制作成本较低，具有广泛的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电子元件及其制备方法，尤其是一种带散热结构的封装LED光源及其制备方法。
技术介绍
所谓的LED (Light Emitting Diode)即为半导体发光二极管,是一种能将电能转化为光能的半导体器件，被广泛的用作手电筒、显示屏、指示灯等等。白光LED被誉为替代荧光灯和白炽灯的第四代照明光源。LED具有响应速度快、对比度高、寿命长，无辐射，低功耗等等特点。然而，LED灯的工作原理使得在大功率LED照明行业里散热问题变得非常突出，许多LED照明方案不够重视散热，所以目前量产的大功率LED灯普遍存在实际使用寿命远远不如理论值，性价比低于传统灯具的尴尬情况。并且LED中的PN结的工作温度越高，发光效率越低，LED寿命越短，同时还会产生光衰现象。 一般情况下，当正向电流流经PN结，发热性损耗使结区产生温升。在室温附近，温度每升高1°C，LED的发光强度会相应地减少1%左右。另外，LED的发光波长随温度变化为O.2 O. 3nm/°C，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度。LED可以在_40°C 85°C的环境中工作，一般发光效率最好的环境温度是_40°C 40°C，超出此范围发光效率将大幅降低。封装散热对保持色纯度与发光强度非常重要，散热设计是LED能否成功应用的关键技术，LED封装时必须充分重视，以保证PN结的温度不超过允许温度。常规的LED散热装置是通过铝合金散热器来散热，由铝合金材料实现集散热的目的。但是散热效果不是很理想。而水热导管搭配散热器对LED进行散热处理的方式散热结构较复杂，制作工艺复杂，而且散热效率不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带散热结构的封装LED光源及其制备方法，它的散热效果好，结构简单，制成工艺少，生产成本低廉，以克服现有技术的不足。本专利技术是这样实现的带散热结构的封装LED光源，包括散热器，在散热器上设有导热器，散热器的顶部与导热器的底部为对应的齿形结构，导热器的顶部为凹槽结构，在导热器的顶面覆盖有导热陶瓷，在导热陶瓷上设有导线层；在导热器的凹槽中部设有LED芯片，LED芯片通过金线与导线层连接，在导热器的凹槽中设有荧光粉层，在荧光粉层上方设有玻璃透镜。散热器及导热器为铝基板或者铜基板。导热陶瓷为氧化铝或氮化铝。荧光粉层由环氧树脂和荧光粉组成，环氧树脂和荧光粉的混合比列根据LED芯片发光强度和波长按照惯用比例进行混合。所述的导线层的材料为Mo、Au、Cu、Ag、Ni或Al中的一种或几种的搭配与组合，或者它们的合金，或者金属与合金的搭配与组合。带散热结构的封装LED光源的制备方法， 步骤一采用机械加工的方式将铝基板或铜基板加工成散热器及导热器，将散热器的顶部与导热器的底部加工为对应的齿形结构，并将导热器的顶部加工为凹槽结构； 步骤二 利用磁控溅射法在导热器的顶部生长一层导热陶瓷； 步骤三利用磁控溅射法在导热陶瓷的顶面沉积出一层金属层； 步骤四在步骤三的基础上，对金属层进行掩膜刻蚀，刻蚀深度至导热陶瓷表面，在导热陶瓷表面形成导线层； 步骤五用导热硅胶把LED芯片粘连到导热器顶部的凹槽内，并用金线将对LED芯片和导线层进行连接，再将环氧树脂和荧光进行混合，然后将该混合物覆盖到导热器顶部的凹槽中，形成荧光粉层； 步骤六将玻璃透镜密封胶固定在导热器上，用密封胶将导热器和封装外壳接触的地方密封严实； 步骤七将导热器与散热器之间用导热硅胶进行粘连。所述的刻蚀的方法采用湿法刻蚀或法刻蚀、以及湿法刻蚀和法刻蚀相结合的方法。由于采用了上述的技术方案，与现有技术相比，本专利技术在导热器的顶部设置凹槽结构，使置于该凹槽中的LED芯片能充分与导热器接触，导热器将LED芯片发出的热量传递给散热器，这样的结构能有效的将LED芯片发光时所产生的热量散发掉，而且产品的结构简单，制备工艺少，适合产业化生产，生产成本低，所得到的产品具有较好的物理性能及化学稳定性，使用寿命长，制作成本较低，具有广泛的应用价值。附图说明图I为散热器的结构示意 图2为导热器顶部没有进行机加工前的结构示意 图3为导热器顶部进行机加工后的结构示意 图4为图3的A-A剂视 图5为生长了导热陶瓷后的平面 图6为图5的A-A剖视 图7为沉积、掩膜、刻蚀出导线层后的平面 图8为图7的A-A剖视 图9为装入了 LED芯片并覆盖了荧光粉层后的平面 图10为图9的A-A剖视 图11为封装了玻璃透镜后的剖视 图12为导热器和散热器进行粘连后的平面 图13为图12的A-A剖视 图14为本专利技术多芯片LED的平面 附图标记 I-散热器、2-导热器、3-导热陶瓷、4-导线层、5-玻璃透镜、6-突光粉层、7-金线、8-LED芯片。具体实施例方式本专利技术的实施例I :带散热结构的封装LED光源的结构如图I所示，包括铝基板为材料的散热器1，在散热器I上设有铝基板为材料的导热器2，散热器I的顶部与导热器2的底部为对应的齿形结构，导热器2的顶部为凹槽结构，在导热器2的顶面覆盖有氧化铝为材料的导热陶瓷3，在导热陶瓷3上设有以Cu为材料的导线层4 ;在导热器2的凹槽中部设有LED芯片8，LED芯片8通过金线7与导线层4连接，在导热器2的凹槽中设有荧光粉层6，荧光粉层6由环氧树脂和荧光粉组成，将环氧树脂和荧光粉根据LED 芯片发光强度和波长按照现有技术中提供的比例进行混合，在荧光粉层6上方设有玻璃透镜5。带散热结构的封装LED光源的制备方法， 步骤一采用机械加工的方式将铝基板加工成散热器I及导热器2，将散热器I的顶部与导热器2的底部加工为对应的齿形结构，并将导热器2的顶部加工为凹槽结构； 步骤二 利用磁控溅射法，以氧化铝为材料，在导热器2的顶部生长一层导热陶瓷3 ；步骤三利用磁控溅射法，以金属铜为材料，在导热陶瓷3的顶面沉积出一层金属层；步骤四在步骤三的基础上，对金属层进行掩膜刻蚀，刻蚀深度至导热陶瓷3表面，在导热陶瓷3表面形成导线层4; 步骤五用导热硅胶把LED芯片8粘连到导热器2顶部的凹槽内，并用金线7将对LED芯片8和导线层4进行连接，再将环氧树脂和荧光粉根据LED芯片发光强度和波长按照现有技术中提供的比例进行混合，覆盖到导热器2顶部的凹槽中，形成荧光粉层； 步骤六将玻璃透镜5密封胶固定在导热器2上，用密封胶将导热器2和封装外壳接触的地方密封严实； 步骤七将导热器2与散热器I之间用导热硅胶进行粘连。本专利技术的实施例2 :带散热结构的封装LED光源的制备方法， 步骤一采用机械加工的方式将铜基板加工成散热器I及导热器2，将散热器I的顶部与导热器2的底部加工为对应的齿形结构，并将导热器2的顶部加工为凹槽结构； 步骤二 利用磁控溅射法，以氮化铝为材料，在导热器2的顶部生长一层导热陶瓷3 ； 步骤三利用磁控溅射法，以铜银合金为材料，在导热陶瓷3的顶面沉积出一层金属层； 步骤四在步骤三的基础上，对金属层进行掩膜刻蚀，刻蚀深度至导热陶瓷3表面，在导热陶瓷3表面形成导线层4; 步骤五用导热硅胶把LED芯片8粘连到导热器2顶部的凹槽内，并用金线7将对LED芯片8和导线层4进行连接，再将环氧树脂和荧光粉根据LED芯片发光强度和波长按照现有技术中提供的比例进行混合，覆盖到导热器2顶部的凹槽中，形成荧光粉层； 步骤六将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带散热结构的封装LED光源，包括散热器（1），其特征在于：在散热器（1）上设有导热器（2），散热器（1）的顶部与导热器（2）的底部为对应的齿形结构，导热器（2）的顶部为凹槽结构，在导热器（2）的顶面覆盖有导热陶瓷（3），在导热陶瓷（3）上设有导线层（4）；在导热器（2）的凹槽中部设有LED芯片（8），LED芯片（8）通过金线（7）与导线层（4）连接，在导热器（2）的凹槽中设有荧光粉层（6），在荧光粉层（6）上方设有玻璃透镜（5）。

【技术特征摘要】
1.一种带散热结构的封装LED光源，包括散热器(I )，其特征在于在散热器(I)上设有导热器(2)，散热器(I)的顶部与导热器(2)的底部为对应的齿形结构，导热器(2)的顶部为凹槽结构，在导热器(2)的顶面覆盖有导热陶瓷(3)，在导热陶瓷(3)上设有导线层(4)；在导热器(2)的凹槽中部设有LED芯片(8)，LED芯片(8)通过金线(7)与导线层(4)连接，在导热器(2)的凹槽中设有突光粉层(6),在突光粉层(6)上方设有玻璃透镜(5)。2.根据权利要求I所述的带散热结构的封装LED光源，其特征在于散热器(I)及导热器(2)为铝基板或者铜基板。3.根据权利要求I所述的带散热结构的封装LED光源，其特征在于导热陶瓷(3)为氧化招或氣化招。4.根据权利要求I所述的带散热结构的封装LED光源，其特征在于荧光粉层(6)由环氧树脂和荧光粉组成。5.根据权利要求I所述的带散热结构的封装LED光源，其特征在于所述的导线层(4)的材料为Mo、Au、Cu、Ag、Ni或Al中的一种或几种的搭配与组合，或者它们的合金，或者金属与合金的搭配与组合。6.一种带散热结构的封装LED光源的制备方法，其特征在于 步骤一采用机械加工的方式将铝基板或铜基板加工成...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓朝勇，王新，杨利忠，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：