半导体光源及其发光结构制造技术

本发明专利技术揭示了一种半导体光源及其发光结构，包括：基板，由散热材料制成，且所述基板内设计有导电线路；至少一个ＰＮ结晶元体，直接贴片于所述基板的一表面，通过所述导电线路外接一驱动电源。以上半导体光源及其发光结构，利用ＰＮ结晶元体直接发光的机理，通过将ＰＮ结晶元体直接贴片于基板，并通过基板上的线路设计引入驱动电源，来直接驱动ＰＮ结晶元体发光。即引入了一种晶元体直接发光结构来取代现有技术中的ＬＥＤ封装结构，省略了ＬＥＤ封装的复杂工序，降低了半导体光源的制造成本。同时，由于无需考虑ＬＥＤ封装所带来的散热问题，仅需利用基板兼做散热板的简单结构就可以实现很好的散热效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及照明装置
，特别是涉及一种半导体光源及其发光结构。
技术介绍
自灯泡专利技术以来，电光源照明经历了三个重要的发展阶段，其代表性光源分别为 白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯。其中，白炽灯安装简便，但寿命短、效率低、耗电高；荧 光灯可以省电，但存在电磁污染、使用寿命短、易碎等问题，而且废弃物存在汞污染；高强度 气体放电灯则存在成本高、维护困难、效率低、耗电高、寿命短、电磁辐射危害等缺点。为此， 人们一直在开发新的照明光源。随着发光二极管(LED)的问世以及半导体技术的发展，半导体光源以其节能、环 保、寿命长、体积小等优点逐渐取代了以上几种光源，而广泛应用于各种照明领域，成为第 四代照明光源，又称绿色光源。半导体光源利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复 合，释放出能量引起光子反射，直接发出各种颜色的光。半导体照明的核心是PN结，具有正 向导通、反向截止等特性。当PN结施加正向电压，电流从阳极流向阴极时，半导体晶体发出 从紫外到红外不同颜色的光，光的强度与电流大小有关，电流越大，光的强度越高。目前，半导体光源均采用半导体PN结晶元体制备的LED封装体作为发光体，而后 将LED封装体以贴片等方式安装于照明装置中。而LED封装工艺复杂，势必增加半导体光 源的制造成本；另外，LED的散热问题一直是LED应用领域所关注的问题，同样，半导体光源 也不得不考虑到LED的散热问题，为此，在封装与后续LED封装体的贴片过程中都需要考虑 LED的散热问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体光源及其发光结构，以解决现有半导体光源制 造工艺复杂、成本较高以及散热等问题。为解决以上技术问题，本专利技术提供一种半导体光源发光结构，包括基板，由散热 材料制成，且所述基板内设计有导电线路；至少一个PN结晶元体，直接贴片于所述基板的 一表面，通过所述导电线路外接一驱动电源。进一步的，所述半导体光源发光结构还包括散热板，与所述基板的另一表面连接。进一步的，所述散热板与基板之间通过导热硅胶粘连。进一步的，所述散热板与基板一体成型。进一步的，所述半导体光源发光结构还包括散热鳍片，设置于所述基板的另一表 面或散热板与基板不相连的一面。进一步的，当所述PN结晶元体为多个时，通过所述基板上导电线路实现串联或者 并联。4进一步的，所述PN结晶元体包括正极和负极，所述基板上具有多个与所述导电线 路接通的焊盘，且所述PN结晶元体的正极和负极分别与一个所述焊盘电连接。进一步的，所述PN结晶元体的数量为1到50个。进一步的，所述PN结晶元体的功率为0. 05W至1W，驱动电流为50mA至350mA。本专利技术另提供一种半导体光源，包括灯头、设置于灯头上的灯座、设置于灯座内的 驱动电源和设置于灯座上的灯罩，所述灯座内设置有发光结构，该发光结构包括基板，由 散热材料制成，且所述基板内设计有导电线路；至少一个PN结晶元体，直接贴片于所述基 板的一表面，通过所述导电线路外接所述驱动电源，且所述驱动电源连接于所述灯头与所 述基板之间。进一步的，所述的半导体光源还包括散热板，与所述基板的另一表面连接。进一步的，所述散热板与基板之间通过导热硅胶粘连。进一步的，所述散热板与基板一体成型。进一步的，所述半导体光源还包括散热鳍片，设置于所述基板的另一表面或散热 板与基板不相连的一面。进一步的，当所述PN结晶元体为多个时，通过所述基板上导电线路实现串联或者 并联。进一步的，所述PN结晶元体包括正极和负极，所述基板上具有多个与所述导电线 路接通的焊盘，且所述PN结晶元体的正极和负极分别与一个所述焊盘电连接。进一步的，所述PN结晶元体的数量为1到50个。进一步的，所述PN结晶元体的功率为0. 05W至1W，驱动电流为50mA至350mA。以上半导体光源及其发光结构，利用PN结晶元体直接发光的机理，通过将PN结晶 元体直接贴片于基板，并通过基板上的线路设计引入驱动电源，来直接驱动PN结晶元体发 光。即引入了一种晶元体直接发光结构来取代现有技术中的LED封装结构，省略了 LED封 装的复杂工序，降低了半导体光源的制造成本。同时，由于无需考虑LED封装所带来的散热 问题，仅需利用基板兼做散热板的简单结构就可以实现很好的散热效果。此类光源相对目 前照明光源(例如，白炽灯和气体放电灯)而言，避免了白炽灯的低效以及气体放电中潜在 的汞污染(紧凑型荧光灯等)等问题；同时相比LED封装体芯片制备的光源而言，不仅成本 大大节约，而且由于去除了 LED透镜及挡光器件，光效进一步增加。附图说明图1为本专利技术一实施列所提供的半导体光源发光结构的立体示意图；图2为本专利技术一实施列所提供的半导体光源发光结构的俯视图；图3为本专利技术一实施列所提供的半导体光源发光结构中基板与PN结晶元体之间 的连接示意图；图4为本专利技术一实施列所提供的半导体光源的分解示意图；图5为本专利技术一实施列所提供的半导体光源组合后的结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。本专利技术充分考虑到PN结半导体发光机理，直接利用PN结晶元体(无封装)来作 为发光体，省略掉了 LED封装的过程，减少了半导体光源的制造成本。具体请参考图1与图 2，其为本专利技术一实施列所提供的半导体光源发光结构的结构示意图，其中图1为立体示意 图，图2为俯视图。如图所示，该半导体光源发光结构10包括基板12和至少一个PN结晶元体14，其 中，PN结晶元体14直接贴片(COB)于基板12 —表面上。且基板12由散热材料制成，以兼 具散热功能；另外，基板12内设计有导电线路，以外接一驱动电源。可见，以上发光结构利用直接贴片工艺(COB工艺)将PN结晶元体贴片于基板上， 省略了 LED封装的过程，减少了半导体光源的制造成本；同时，将晶元体本身发光时产生 的热量导到基板下部，通过增加与空气的接触面积，形成热扩散，达到向周围空间散热的效 果。在本专利技术一较佳实施列中，可以在基板12下设置散热板16，来进一步增加散热面积，增 强散热效果。当然，本领域技术员可以根据PN结晶元体的数量与产生的热量情况来考量是 否需要增设散热板16。较佳的，散热板16与基板12可以一体成型制造，以增加散热效率； 或者，散热板16与基板12之间通过导热硅胶粘连。另外，可以在基板12或散热板16的底部设置散热鳍片122，以进一步增加与空气 的接触面积，达到更好的散热效果。较佳的，以上基板12可以为铝质材料，因为铝的散热效果较佳。例如，基板12为铝 基板，且为了保证其内导电线路与该基板之间的绝缘，需在导电线路外设置绝缘层。当然， 本专利技术不以此为限，并领域技术人员也可以选择其他散热效率较高的材料。另外，散热板16 和散热鳍片122也可以由铝制材料构成，当然，本专利技术不以此为限，并领域技术人员也可以 选择其他散热效率较高的材料。需要说明的是，本专利技术不限制基板12上的PN结晶元体14的数量，本领域技术人 员可以根据光源功率需求以及每个PN结晶元体的功率大小选择PN结晶元体14的数量。例 如，1到50个，其功率为0. 05W至1W，驱动电流为50mA至350mA。当PN结晶元体14的数量 多于一个时，需要考虑他们之间的串本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体光源发光结构，其特征是，包括：　　基板，由散热材料制成，且所述基板内设计有导电线路；　　至少一个ＰＮ结晶元体，直接贴片于所述基板的一表面，通过所述导电线路外接一驱动电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文鹏，刘洋，李维德，陈大华，
申请(专利权)人：中节能上海城市照明节能管理有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]