[发明专利]发光二极管灯芯和采用发光二极管作为光源的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明技术，特别涉及发光二极管灯芯和采用发光二极管作为光源的照明装置。

背景技术

目前在照明装置中用作光源的发光二极管(LED)是一种固态半导体器件，其基本结构一般包括带引线的支架、设置在支架上的半导体晶片以及将该晶片四周密封起来的封装材料(例如荧光硅胶或环氧树脂)。上述半导体晶片包含有P-N结构，当电流通过时，电子被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后以光子的形式发出能量，而光的波长则是由形成P-N结构的材料决定的。与白炽灯和荧光节能灯相比，发光二极管具有环保、可回收再利用、高光效、色彩丰富和可调光等诸多优点，因此随着制造工艺的日趋完善，基于发光二极管的照明光源将逐渐成为主流光源。

LED在工作过程中，只有一部分电能被转换为热能，其余部分都转换成为热能，从而导致LED的温度升高，这是其性能劣化和失效的主要原因。可以说，散热问题已经成为当前半导体照明技术发展的技术瓶颈。为此，业界已经从芯片、电路板到系统的每一个层面，针对散热问题提出了各种优化设计，以获得最佳的散热效果。

就芯片层面而言，一般可以通过增加芯片尺寸和改变材料结构来提高散热能力。例如为了改善衬底的散热，科锐(Cree)公司采用碳化硅衬底，其导热性能比蓝宝石高近20倍。

在电路板层面，目前许多LED灯具中都采用铝基板作为印刷电路板，这种基板为多层结构，中间层使用具有较高导热系数的绝缘层材料，从而使LED芯片的热能透过下层的铝板快速扩散并传递出去。

对于系统层面，常用的散热策略是为LED灯具配置散热组件(例如鳍片、热管、均温板、回路式热管及压电风扇)，从而借助其快速的散热能力将LED产生的热量迅速散发到周围环境中。例如申请日和申请号分别为2004年11月9日和200410052114.7的中国专利申请“发光二极管灯散热结构”公开了一种发光二极管灯散热结构，其包括线路驱动发光板和线路控制板，线路驱动发光板上集成发光二极管阵列；所述线路驱动发光板上面设置一散热反光铝板，其下面接合一导散热胶层，导散热胶层另一面接合一散热铝板。上述线路控制板可用导散热胶包裹，以进一步导散线路控制板工作时产生的热量。

但是需要指出的是，上述散热设计方案的实施往往是以制造成本的上升为代价的，而这将导致用户使用意愿的下降，不利于LED照明装置的普及推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光二极管灯芯，其适于与灯壳装配在一起以提供散热效果优良并且制造成本低的照明装置。

本发明的发明目的可以通过下列技术方案实现：

一种发光二极管灯芯，包括：

绝缘导热基板；

至少一个发光二极管单元，其设置于所述基板的第一表面以与所述基板之间形成热传导；以及

设置于所述基板的第二表面的驱动控制器，其与所述至少一个发光二极管单元电气连接以向所述至少一个发光二极管单元提供所需的工作电流或工作电压，其中，所述第一和第二表面为相同或相对的表面。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，所述绝缘导热基板由陶瓷材料或导热绝缘高分子复合材料构成。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，还包括形成于所述第一和第二表面并且与所述发光二极管单元和所述驱动控制器电气连接的布线层。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，所述布线层通过印制电路工艺形成于所述第一和第二表面。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，所述发光二极管单元为发光二极管管芯，其被固定在所述第一表面并且与所述布线层通过绑定工艺或板上倒装芯片(FCOB)工艺实现电气连接。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，所述发光二极管单元为发光二极管单体，其与所述布线层通过焊接方式电气连接。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，所述布线层使得多个所述发光二极管单元以串联、并联、混联或交叉阵列的形式相连。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，所述驱动控制器为半导体晶片形式，其被固定在所述第二表面并且与所述布线层通过绑定工艺或板上倒装芯片(FCOB)工艺实现电气连接。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，所述驱动控制器为封装芯片形式，其被固定在所述第二表面并且与所述布线层通过焊接方式电气连接。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，进一步包括下列电路中的至少一种：传感电路、调光控制电路、通信电路和功率因数校正电路。

优选地，在上述发光二极管灯芯中，所述电路的至少一种与所述驱动控制器集成在同一半导体晶片或封装芯片内。