[发明专利]一种LED散热封装结构、LED灯及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明属于灯具照明以及散热技术领域，涉及一种将LED裸芯片直接贴装于热管的热端上的LED散热封装结构、该散热封装结构的制造方法以及具有该散热封装结构的LED灯。

【背景技术】

传统的白炽灯的灯丝以钨为材料，将灯丝密封于与氧气隔绝的环境中，例如密封于中高真空或惰性气体环境中，以确保灯丝的使用寿命。白炽灯泡的发光效率低，逐渐被发光效率高的荧光灯和最近兴起的LED照明灯所代替。

传统的大功率LED灯泡结构一般是将一颗或多颗大功率LED芯片先封装成LED灯珠或LED多芯片模组，再将其组装在热沉上。工作时产生的热量通过芯片底部的基板传递至热沉和金属散热片，最终将热量在散热片上以对流换热的方式向空气中导出。

一般来说，LED灯工作是否稳定、品质好坏，与灯体本身的散热至关重要，过高的温度使LED光衰效应明显，LED以及LED驱动器芯片的寿命会急剧下降，普通的金属散热片已经不能满足大功率LED灯的散热，为了加强散热，人们想到了将热管散热技术引入到LED灯的散热中来，目前普遍的是将热管的冷端插入所述散热片或者散热块中，热管的热端与LED灯珠或模组通过机械压接接触来导热，影响了整体的散热效率。

另一方面，由于目前传统的LED灯珠和LED模组均是组装在热沉或者金属散热片上，所以受到这种散热结构的影响，目前绝大多数的大功率LED灯泡只能向一半的空间发光，使得这种大功率LED灯泡的应用受到限制，不能完全替代传统的白炽灯泡和紧凑型的气体放电灯泡。

【发明内容】

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的问题，提出了一种LED散热封装结构、以及具有该结构的LED灯，还提出了所述散热封装结构的制造方法。本发明的散热封装结构将大功率LED芯片与散热的热沉结构在空间上实现分离，并且使LED芯片直接封装在热管上，从而保证了LED芯片产热的良好导出，又保证了LED灯泡能像普通白炽灯一样有更大的发光角。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供一种LED散热封装结构，其特征在于，该散热封装结构包括LED裸芯片、导热的电绝缘基板、热管以及散热器，所述LED裸芯片安装在所述导热的电绝缘基板上，所述导热的电绝缘基板贴装在热管的热端，冷端插接于散热器中。

所述导热的电绝缘基板的两面镀覆有金属过渡层，正面金属过渡层包括芯片粘接焊盘和引线焊盘，所述背面的金属过渡层与热管通过软钎焊连接。

所述LED裸芯片连接于所述芯片粘接焊盘上，LED裸芯片的正、负极与引线焊盘相连接。

所述引线焊盘位于芯片粘接焊盘的两侧，且引线焊盘位于基板的两侧。

所述LED裸芯片通过钎料焊接或者钎料层融化或者通过导热银胶连接于芯片粘接焊盘上，所述LED裸芯片的正、负极通过键合金属丝与引线焊盘相连接。

所述热管与导热的电绝缘基板接触面为平面，所述基板的两面为平面。

所述LED裸芯片密封在一透明胶水固化成的灯帽中，该灯帽被封盖在混有荧光粉的罩体内，所述罩体与热管的侧平面通过胶水相连。

所述LED裸芯片密封于一混合有荧光粉的胶水固化体内。

本发明还提供一种LED灯，该LED灯包括灯罩、LED散热封装结构、灯座、导线、驱动电源以及接线端子，其特征在于，该LED灯具有上述的LED散热封装结构，所述驱动电源设置于所述灯座内，所述驱动电源通过导线与接线端子连接，所述接线端子安装于热管的中部，所述灯座和灯罩分别安装于散热器的两端。

本发明另提供一种如上所述的LED散热封装结构的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

将LED裸芯片安装在导热的电绝缘基板上，再将导热的电绝缘基板贴装在热管的热端，热管的冷端插接于散热器中，最后在热管中灌注工作液，调整散热工作点并将热管密封。

本发明有益的技术效果在于：

本发明的LED散热封装结构的LED裸芯片采用高导热材料与导热的电绝缘基板连接，同时导热的电绝缘基板又采用高导热材料与热管连接，这种将LED裸芯片直接封装在热管的热端的结构可称之为管上芯片封装(Chip on Tube，简称COT)。芯片工作时产生的热量通过导热的电绝缘基板传递到热管，并迅速传递到热管的冷端，通过散热器的翅片与空气进行热交换，由于热管的传热效率很高，所以这种将LED裸芯片直接封装在热管的热端的结构减小了热阻的同时加快了热量的传递，使得LED芯片保持在较低的工作温度，延长了LED芯片的使用寿命。