[发明专利]散热基板为金刚石粉-铜粉复合材料的大功率发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及LED发明技术领域，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。

背景技术

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发明等应用后，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、要拿来做小型发明用灯泡、要拿来做投影机内的发明灯泡，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、(2)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。

发明内容

本发明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。本发明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200~300目粉颗粒和高导热的铜粉300~400目颗粒按混合，其中金刚石的体积比是40%~60%，利用磁控溅射的方法在混合颗粒表面镀覆质量比为0.1%~0.3%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10~15min,温度达到1000~1050℃，压强20~40MPa，烧结时间10~15min ；烧结后的复合材料，再做氩气氛围下的热等静压，压强为150~200MPa，温度1000~1040℃，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。