用于发光二极管的热管理制造技术

本发明专利技术的实施例提供采用发光二极管(LED)芯片作为有源照明元件的照明系统。提供用于在照明光源中被采用的LED芯片的热管理部件。在本发明专利技术的实施例中，LED芯片用附加到容纳LED芯片的衬底和/或该LED芯片的顶侧的一个或多个散热器和吸热器进行冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的实施例提供采用发光二极管(LED)芯片作为有源照明元件的照明系统。提供用于在照明光源中被采用的LED芯片的热管理部件。在本专利技术的实施例中，LED芯片用附加到容纳LED芯片的衬底和/或该LED芯片的顶侧的一个或多个散热器和吸热器进行冷却。【专利说明】用于发光二极管的热管理专利
本专利技术的实施例大体涉及发光二极管，用于发光二极管的热管理、以及吸热器和散热器。背景信息使用发光二极管(LED)来发光的光源相比白炽灯和卤素灯功耗更低。不像荧光灯，LED不含汞。LED通常构建在半导体芯片上。然而，在操作中，LED芯片遭遇可能限制LED芯片的可用性和寿命的温度上升。温度上升还可引起发光LED灯中的颜色偏移。即使光色中很小的偏移也能引起原本相同的LED之间的颜色失配，其对人眼可见。不像白炽灯，基于LED的灯不以光的形式发出多余的热量，自然对流冷却是最小的。在操作期间与LED关联的热生成对试图利用LED芯片的光源提出挑战。挑战包括，生产利用在更高瓦数可靠、高效、且具成本效益的LED芯片的灯泡，以及为在受限空间中使用的LED灯泡提供热管理解决方案。附图的简要描述图1A-D为示出利用LED芯片作为发光元件的照明系统的横截面图的示意图。图2A-D为不出利用LED芯片作为发光兀件的另外的照明系统的横截面图的不意图。图3A-B为示出利用LED芯片作为发光元件的另外的照明系统的视图的示意图。图4为示出利用LED芯片作为发光元件的进一步另外的照明系统的示意图。图5A-E为示出利用LED芯片作为发光元件的另外的照明系统的视图的示意图。本专利技术的详细描述本专利技术的实施例提供利用发光二极管(LED)芯片作为有源照明元件的照明系统。此外，提供用于照明系统中采用的LED芯片的热管理部件。所述照明系统可以，例如，采用传统灯泡、嵌入式灯具、条状灯具、背光照明单元的形式，或其它密闭/包封的LED照明配置。在本专利技术的实施例中，LED芯片采用附加到LED芯片的衬底和LED芯片自身的顶侧的散热器和/或吸热器中的一个或多个进行冷却。图1A-B示出其中LED芯片被用作发光元件的照明结构。在图1A中，LED芯片105被安装于衬底110上。在本专利技术的实施例中，衬底110提供LED芯片105和附加电子部件(未示出)以及电源(未示出)之间的电互连。衬底110为电路板或其它类型的衬底，例如，举例来说，板或金属衬板。附加电子元件可包括LED驱动器和调光控制电路且可被容纳在安装于例如位于锥形散热器115内的衬底或电路板上的IC芯片上。任选地，包括附加电子元件的IC芯片可被安装于衬底110上。交替地，这些附加电子元件的一些或全部可被容纳于LED芯片105自身上。任选地，多于一个LED芯片105被安装于衬底110上。锥形散热器115包括径向片120。锥形散热器115和径向片120可以是分离的接合片。图1B和C示出沿图1A的线1-1截取的替换横截面图。用于径向片的不同的几何形状和图案是可能的。此外，尽管图1B中示出十个径向片120，以及图1C中示出二十个径向片，径向片120的其它数量也是可能的，包括更大或更小数量的片。图1C示出多个双重径向片120。相关径向片120的其它数量也是可能的，例如三重或四重径向片。复数的径向片，例如双重、三重、和四重径向片，是源自锥形散热器上的同一位置的片。径向片120可具有与图1A-D中所描绘的实施例不同的尺寸、形状、几何结构、相对角、和/或取向。锥形散热器115通过可选的热界面材料125热耦合到衬底110。锥形散热器115和片120包括由导热材料，例如，举例来说，金属(例如，铜和/或铝)、或者热传导塑料，但是其它材料也是可能的。热界面材料125包括，例如，铟、相变材料、陶瓷-聚合物复合材料、金属-聚合物复合材料、或者石墨-聚合物复合材料，其中聚合物可以是油脂、凝胶、弹性体、或热固性塑料。在备选的实施例中，锥形散热器115通过物理接触或通过油脂、凝胶、弹性体、热固性塑料、或其它材料热耦合到衬底110。图1A和D所示的第二热管理部件包括表面片130且传热套环132与衬底110和LED芯片105热关联。表面片130可通过例如热界面材料(未示出)或其它位于它们之间的材料、通过物理接触、或它们的组合与衬底110和LED芯片105热关联。通过图1A中线2-2截取的视图在图1D中示出。为简单起见，在图1D中，锥形散热器115和片120以及透明罩135未被描绘。LED芯片105也可具有传热套环132符合的其它形状，例如圆形。尽管图1D中示出十个表面片130，其它数量的表面片是可能的，例如，更大数量和更小数量的表面片130。表面片130包括能够导热的材料，例如，举例来说，铜、铝、或玻璃。在本专利技术的实施例中，表面片具有小于Imm的厚度，但是其它厚度也是可能的。任选地，表面片130涂有反射材料。表面片130可处于其它相对取向。图1A-C的第一热管理部件(包括锥形散热器115和片120)以及图1A和D中所示的第二热管理部件(包括表面片130)可任选地彼此单独使用或它们可被一起用于照明结构。图1A-D的照明结构附加包括透明罩135。可任选地，透明罩135包括能够允许气体(空气)在透明罩135的内部和外部区域之间流动的通风孔140。透明罩135包括部分地或全部地对LED芯片发出的光透明的材料，例如，玻璃，如在照明光源中使用的玻璃、或塑料。当通风孔140存在时，气体可流动通过如图所示的照明结构，例如，按箭头145(所描绘的流动的方向假定该设备的取向如图所示，但是其它取向也是可能的)。所述照明结构附加地包括插头区域150，其能够与插座建立电连接。插头区域150可具有为插座设计的形状，该插头区域150会使其形状和尺寸适合插座以便进行电连接。大体上，图1A-D的照明结构的元件的尺寸可基于照明结构的用途而变化。电连接(未示出)可在LED芯片105、可选的附加电子部件、以及插头区域150之间延伸通过锥形散热器115。 图2A-D示出其中LED芯片被用作发光元件的照明结构的附加实施例。在图2A_B中，LED芯片205被安装于衬底210上。衬底210为电路板或其它类型的衬底，例如，举例来说，板或金属衬板。在本专利技术的实施例中，衬底210提供LED芯片和可选的附加电子元件(未示出)以及电源(未示出)之间的电连接。可任选地，超过一个LED芯片205被安装于衬底210上。附加电子器件可包括LED驱动器和调光控制电路，且可被容纳在安装于位于例如锥形散热器215内部的衬底上的IC芯片上。可任选地，包括附加电子部件的IC芯片被容纳于衬底210上。或者，这些附加电子元件的一些或全部可被容纳于LED芯片205自身上。锥形散热器215包括径向片220。图2B和C示出沿图2A的线3-3截取的替换实施例的横截面图。用于径向片的不同几何形状和图案是可能的。附加地，尽管图2B示出十个径向片220，以及图2C示出二十个径向片，其它数量的径向片220也是可能的，包括更大或更小数量的片。图2C示出多个双重径向片220。其它数量的相关径向片220也是可能的，诸如三重或四重径向片。复数的径向片，例如双重、三重、和四重径向片为源自所述锥形散热器上的同一位置的片。径向片220可具有与图2A-D中所描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：位于衬底的第一侧上的至少一个发光二极管芯片，置于所述衬底的第二侧上的锥形散热器，其中所述锥形散热器包括锥形区域和从所述锥形区域的表面延伸的多个片，置于所述至少一个发光二极管芯片上方的透明罩，以及置于所述锥形散热器上且能够与电插座进行电连接的插头区域，其中所述插头区域被电耦合到所述至少一个发光二极管芯片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：K·R·夏，S·M·哈尔顿，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US