一種大功率led芯片主動對流散熱式板級封裝結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，包括LED芯片、金屬熱沉、基板、透光封蓋和散熱器；LED芯片設置在金屬熱沉上，金屬熱沉下端與散熱器連接，上端設置在基板上；基板上端設有透光封蓋；基板周邊設有通槽，基板中部的金屬熱沉周圍設有通孔，通孔和通槽連通基板上下端的空腔，基板上端的空腔為基板到透光封蓋之間的空腔，基板下端的空腔為基板到散熱器之間的空腔，基板下端的空腔內(nèi)設有工作氣體，所述工作氣體為空氣、氮氣或惰性氣體。本實用新型使氣體周而復始地在LED芯片和外散熱器之間發(fā)生對流而強化換熱，有效地降低LED芯片的工作溫度，提高大功率LED照明產(chǎn)品的使用壽命及安全性。
【專利說明】一種大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及照明及LED散熱裝置【技術領域】，特指一種大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構。
【背景技術】
[0002]在LED芯片向著高亮度、大功率發(fā)展的同時，其發(fā)熱量也隨之上升；特別是對于多個大功率LED芯片組成的照明產(chǎn)品中的散熱問題，是現(xiàn)有技術中亟待解決的關鍵問題之
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型克服了現(xiàn)有技術的不足，提供一種大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，解決現(xiàn)有技術中LED芯片及照明產(chǎn)品散熱效果不好的技術問題。
[0004]為解決上述的技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]一種大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，包括LED芯片、金屬熱沉、基板、透光封蓋和散熱器；所述LED芯片設置在金屬熱沉上，金屬熱沉下端與散熱器連接，上端設置在基板上；基板 上端設有透光封蓋；基板周邊設有通槽，基板中部的金屬熱沉周圍設有通孔，通孔和通槽連通基板上下端的空腔，基板上端的空腔為基板到透光封蓋之間的空腔，基板下端的空腔為基板到散熱器之間的空腔，基板下端的空腔內(nèi)設有工作氣體，所述工作氣體為空氣、氮氣或惰性氣體。
[0006]優(yōu)選地，所述LED芯片直接焊接在金屬熱沉上。
[0007]所述LED芯片上設有熒光粉。
[0008]所述LED芯片外周通過塑封密封在金屬熱沉上。
[0009]所述基板為金屬芯印制電路板、金屬基復合材料基板或陶瓷基板。
[0010]所述陶瓷基板為低溫共燒陶瓷基板。
[0011]LED封裝基板上通孔的金屬熱沉可直接與外散熱器焊接連為一體，所述的LED封裝基板上設置有氣體對流孔，使LED的外散熱器到芯片和透光封蓋之間形成有利于氣體對流的空腔。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點和有益效果:
[0013]本實用新型的大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構設計，使氣體周而復始地在LED芯片和外散熱器之間對流換熱，達到加強風冷的主動散熱效果，使金屬熱傳導和氣體對流散熱兩種機制同時存在，可有效地降低LED芯片的工作溫度，提高大功率LED照明產(chǎn)品的使用壽命及安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構的結構示意圖。
[0015]圖2為圖1中從透光封蓋下看的俯視圖。[0016]圖中示出:通孔1、LED芯片2、金屬熱沉3、基板4、透光封蓋5、散熱器6、塑封7、熒光粉8和通槽9。
【具體實施方式】
[0017]為更好的理解本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0018]如圖1、2所示，一種大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，包括LED芯片
2、金屬熱沉3、基板4、透光封蓋5、散熱器6 ;還包括塑封7和熒光粉8 ;LED芯片2設置在金屬熱沉3上，優(yōu)選LED芯片2直接焊接在金屬熱沉3上；優(yōu)選地在LED芯片2上設有熒光粉8，在LED芯片2外周通過塑封7密封在金屬熱沉3上，金屬熱沉3下端與散熱器6連接，上端設置在基板4上，基板4上端設有透光封蓋5 ;基板4周邊設有通槽9，基板4中部的金屬熱沉3周圍設有通孔1，通孔I和通槽9連通基板4上下端的空腔，基板4上端的空腔為基板4到透光封蓋5之間的空腔，基板4下端的空腔為基板4到散熱器6之間的空腔，基板4上下端的空腔內(nèi)設有工作氣體，所述工作氣體為空氣、氮氣及惰性氣體。
[0019]優(yōu)選基板4為金屬芯印制電路板、金屬基復合材料基板或陶瓷基板。進一步優(yōu)選基板4為低溫共燒陶瓷(LTCC)基板；或者是由SiC、A1203和AlN單一材料制成的基板或由它們混合制成的復合材料基板。
[0020]基板4上下端的空腔內(nèi)的氣體(空氣，氮氣或惰性氣體，優(yōu)選為氮氣和氬氣)形成循環(huán)流動，LED芯片2外周的氣體被加熱后，可沿著LED芯片2周圍基板上設置的通孔I流動進入基板4下端的空腔，與散熱器6發(fā)生熱交換，冷卻后的氣體順著基板4周邊上的通槽9進入基板4上端的空腔，并到達LED芯片2的周圍，此循環(huán)形成后，由于風向一定，會形成一個穩(wěn)定的風道，并且芯片工作溫度越高，氣體被加熱的速度越快，其流速也越快，對芯片的散熱效果越好。
[0021]應該理解，在本實用新型的基礎上，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式也落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，其特征在于，包括LED芯片、金屬熱沉、基板、透光封蓋和散熱器；所述LED芯片設置在金屬熱沉上，金屬熱沉下端與散熱器連接，上端設置在基板上；基板上端設有透光封蓋；基板周邊設有通槽，基板中部的金屬熱沉周圍設有通孔，通孔和通槽連通基板上下端的空腔，基板上端的空腔為基板到透光封蓋之間的空腔，基板下端的空腔為基板到散熱器之間的空腔，基板下端的空腔內(nèi)設有工作氣體，所述工作氣體為空氣、氮氣或惰性氣體。
2.根據(jù)權利要求1所述的大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，其特征在于，所述LED芯片直接焊接在金屬熱沉上。
3.根據(jù)權利要求1所述的大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，其特征在于，所述LED芯片上設有熒光粉。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，其特征在于，所述LED芯片外周通過塑封密封在金屬熱沉上。
5.根據(jù)權利要求1所述的大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，其特征在于，所述基板為金屬芯印制電路板、金屬基復合材料基板或陶瓷基板。
6.根據(jù)權利要求5所述的大功率LED芯片主動對流散熱式板級封裝結構，其特征在于，所述陶瓷基板為低溫共燒陶瓷基板。
【文檔編號】H01L25/075GK203746910SQ201420098192
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權日:2014年3月5日
【發(fā)明者】張新平, 張麟, 周敏波, 王軍德 申請人:華南理工大學