高光功率密度LED光源模块制造技术

一种高光功率密度LED光源模块，包括：一基板，该基板的中间有一凹槽；多个LED发光芯片，该多个LED发光芯片制作在基板上的凹槽内，组成LED发光芯片阵列；一远程荧光粉层，该远程荧光粉层制作在基板凹槽的上方；一散热器，该散热器为一槽体，该散热器固定在基板的下方，该散热器与基板之间形成一个密封的空腔，空腔内部注有相变散热的液体，用于散发多个LED发光芯片的热能。本发明专利技术具有输出光功率高，光斑面积小且光斑亮度均匀，使用寿命长的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种高光功率密度的LED光源模块，属于LED照明，LED投影等领域。
技术介绍
LED(light emitting d1de)，即发光二极管，作为新型高效固体光源，具有长寿命、节能、绿色环保等显著优点，是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，被认为是第3代的照明新技术，其经济和社会意义巨大。随着半导体技术的不断发展，LED科技发展迅速，LED在发光强度、峰值波长、半波带宽等参数性能上有很大提高。现阶段单个LED的光功率越来越高；峰值波长越来越稳定，半波带宽更窄，单色性能好；方向性好；覆盖波长从紫外到红外，几乎可以找到任意波长的单色LED，驱动电路易于控制，使用寿命长，价格低廉，这些特性为LED应用于光医学、光生物学、光化学催化、光通信等领域提供了技术基础。虽然单个LED的光通量目前可以达到5-20个流明，但是毕竟输出光功率有限。采用多颗LED排列成大面积的发光板，在一定程度上可以提高输出光功率，但是由于发光板的面积过大，无法在较小的照射面积获得高的光功率密度，在实际应用中容易受到限制。另外，多颗LED排列在一起产生的散热问题也会大大降低总光输出功率，稳定性和使用寿命。还有外加的聚光器对光的吸收也会降低总光输出功率，这些因素都制约了 LED在光医学、光生物学、光化学催化、光通信等领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种高光功率密度LED光源模块，该高光功率密度LED光源模块具有输出光功率高，光斑面积小且光斑亮度均匀，使用寿命长的特点。本专利技术提供一种高光功率密度LED光源模块，包括:一基板，该基板的中间有一凹槽；多个LED发光芯片，该多个LED发光芯片制作在基板上的凹槽内，组成LED发光芯片阵列；一远程荧光粉层，该远程荧光粉层制作在基板凹槽的上方；一散热器，该散热器为一槽体，该散热器固定在基板的下方，该散热器与基板之间形成一个密封的空腔，空腔内部注有相变散热的液体，用于散发多个LED发光芯片的热能。本专利技术的有益效果是，在所述的高光功率密度LED光源模块中，采用了高导热性材料制成基板，并整体采用散热器，使LED点亮后产生的热量能够高效散出，改善散热性能，提高了高光功率密度LED光源模块的可靠性，减小光衰。所使用的聚光器的表面镀有高反射率的金属膜或光学膜，起到减小光吸收率，提高光反射率的作用，将多颗LED发光芯片发出的光汇聚到同一照射平面上，形成高光功率密度的均匀光斑。该结构适合应用在光医学、光生物学、光化学催化、光通信等领域。【附图说明】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，其中:图1是本专利技术高光功率密度LED光源模块一实施例的结构示意图；【具体实施方式】请参阅图1所示，本专利技术提供一种高光功率密度LED光源模块，包括:一基板1，该基板I的材料为铜、铝或氮化铝陶瓷。这些材料都为易实现电路加工的高导热率材料。该基板I的中间有一凹槽；该凹槽深度2-5mm，低于基板厚度，凹槽表面制作有电路层，用于芯片的电路连接。多个LED发光芯片2，该多个LED发光芯片2制作在基板I上的凹槽内，组成LED发光芯片阵列；所述多个LED发光芯片2是由多个大尺寸大功率LED芯片经过串联、并联或串并联结合而成，单个大尺寸大功率LED发光芯片2的尺寸大于2mm*2mm，单个LED发光芯片2的工作功率大于5W，LED发光芯片2是正装，垂直或者倒装结构芯片。LED发光芯片2的数量为四个以上，是同一种单波长大尺寸大功率LED芯片或是多种波长大尺寸大功率LED芯片组合。置放在基板I凹槽内的多个LED发光芯片2，是通过金丝压焊、倒装焊接或者共晶焊接的方法实现与基板I表面电路的电连接。一远程荧光粉层3，该远程荧光粉层3制作在基板I凹槽的上方；远程荧光粉层3是受LED发光芯片2发射波长激发的荧光玻璃、透明荧光陶瓷或是固化有荧光粉胶层的高透光率的石英玻璃。该远程荧光粉层3的厚度为500微米到2毫米之间，使用荧光玻璃或透明荧光陶瓷不仅具有高的荧光转换效率，还有利于散热。远程荧光粉层3为固化有荧光粉胶层的高透光率的石英玻璃时，用来混合荧光粉的胶体为高透光率高折射率的硅胶或者环氧树脂。荧光粉与硅胶或者环氧树脂的混合比例在质量比3: I到15: I之间，两者充分搅拌混合在一起，放入真空脱泡机脱去内部气泡。根据所需光源的色温要求及荧光粉胶层的厚度选择合适的配比，荧光粉胶层的厚度一般为200微米到2毫米之间。荧光粉胶层均匀涂敷在高透光率的石英玻璃表面，放入高温烘箱进行固化，固化温度为130°C，时间为100分钟。—散热器4，该散热器4为一槽体，该散热器4固定在基板I的下方，该散热器4与基板I之间形成一个密封的空腔，空腔内部注有相变散热的液体，用于散发多个LED发光芯片2的热能。散热器4与基板I密封连接形成密闭的空腔。散热器4与基板I之间空腔内部注有的相变散热的液体为，水或液态金属。使用时，将光源向下放置，该相变散热的液体与基板I的背面直接接触，有利于将热量迅速导出。以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种高光功率密度LED光源模块，包括: 一基板，该基板的中间有一凹槽； 多个LED发光芯片，该多个LED发光芯片制作在基板上的凹槽内，组成LED发光芯片阵列； 一远程荧光粉层，该远程荧光粉层制作在基板凹槽的上方； 一散热器，该散热器为一槽体，该散热器固定在基板的下方，该散热器与基板之间形成一个密封的空腔，空腔内部注有相变散热的液体，用于散发多个LED发光芯片的热能。2.根据权利要求1所述的高光功率密度LED光源模块，其中所述基板上的凹槽表面制作有电路层，基板的材料为铜、铝或氮化铝陶瓷。3.根据权利要求1所述的高光功率密度LED光源模块，其中所述多个LED发光芯片是由多个大尺寸大功率LED芯片经过串联、并联或串并联结合而成，单个大尺寸大功率LED发光芯片的尺寸大于2mm*2mm，单个LED发光芯片的工作功率大于5W，LED发光芯片是正装，垂直或者倒装结构芯片。4.根据权利要求3所述的高光功率密度LED光源模块，其中LED发光芯片的数量为四个以上，是同一种单波长大尺寸大功率LED芯片或是多种波长大尺寸大功率LED芯片组合。5.根据权利要求3所述的高光功率密度LED光源模块，其中置放在基板凹槽内的多个LED发光芯片，是通过金丝压焊、倒装焊接或者共晶焊接的方法实现与基板表面电路的电连接。6.根据权利要求1所述的高光功率密度LED光源模块，其中远程荧光粉层是受LED发光芯片发射波长激发的荧光玻璃、透明荧光陶瓷或是固化有荧光粉胶层的高透光率的石英玻璃。7.根据权利要求6所述的高光功率密度LED光源模块，其中远程荧光粉层为固化有荧光粉胶层的高透光率的石英玻璃时，用来混合荧光粉的胶体为高透光率高折射率的硅胶或者环氧树脂。8.根据权利要求1所述的高光功率密度LED光源模块，其中散热器与基板密封连接形成密闭的空腔。9.根据权利要求8所述的高光功率密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高光功率密度LED光源模块，包括：一基板，该基板的中间有一凹槽；多个LED发光芯片，该多个LED发光芯片制作在基板上的凹槽内，组成LED发光芯片阵列；一远程荧光粉层，该远程荧光粉层制作在基板凹槽的上方；一散热器，该散热器为一槽体，该散热器固定在基板的下方，该散热器与基板之间形成一个密封的空腔，空腔内部注有相变散热的液体，用于散发多个LED发光芯片的热能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢鹏志，杨华，郑怀文，薛斌，李璟，王国宏，王军喜，李晋闽，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11