本发明专利技术公开了一种基于室温液态金属微孔导热的大功率LED光源。它包括LED芯片、微孔封装基板、荧光胶层、室温液态金属、密封层、散热器、金线、LED芯片电极和微孔；散热器上顺次设有密封层、微孔封装基板，在微孔封装基板的微孔上设有LED芯片，微孔封装基板的微孔内充满室温液态金属，LED芯片设有LED芯片电极，LED芯片电极上连有金线，LED芯片上覆盖有荧光胶层。在本发明专利技术中，LED芯片底部直接与导热能力非常好的液态金属接触，而液态金属又与微孔基板紧密接触，并且通过液态金属直接与散热器紧密接触，LED芯片在工作时产生的热量被有效的散发。使得大功率LED的散热效果更好，并且减少了LED封装的固晶过程，增加了LED芯片底部的反射率，使光效得到了很大的提升。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及照明光源，尤其涉及一种基于室温液态金属微孔导热的大功率LED光 源。
技术介绍
LED光源是新一代绿色照明光源，其耗电量只有普通白炽灯的十分之一，而寿命却 长十倍以上。除此之外，LED光源还具有体积小、坚固耐用、色彩丰富等优点。为了满足更高 光强的要求，LED光源通过提高单个芯片的输出功率或者采用LED阵列的方式来实现。在 理想的情况下，匹配的光学材料和适当的封装结构能够充分发挥LED高效的发光性能，将 大部分的电能转化为光。但是由于LED芯片面积非常小，因此大量的热量无法及时散去，因 此导致LED工作时温度过高。温度过高对大功率LED光源的输出光强和色温性能有着非常 大的影响，特别是LED芯片的PN结长期工作在高温状态，其光学性能会很快衰减，严重影响 LED的使用寿命。这是LED封装中需要解决的关键问题。从LED光源发热特性分析可知，LED封装基板与散热器之间的接触热阻严重影响 LED的散热性能，特别当封装基板与散热器之间的表面不平整时，解决这一问题的方法在于 利用导热硅胶或其他导热材料来填充在两个表面之间。但是这些材料导热系数非常小而且 容易老化，影响器件的散热和长期稳定性。如何在低成本的前提下，采用更好的冷却方式， 使LED光源工作在更低的温度上工作，获得更高的发光效率，更长的寿命，更高的可靠性， 是本专利技术要解决的关键问题。液态金属是一种在常温下(如摄氏100度以下)呈现为液态的金属，这种材料具有 导热系数大(最高可达80W/K/m以上)，常温下具有流动性，能渗透到非常细微的空间中，能 够用来减小两种不同材料间的接触热阻。20092019252M公开了一种利用液态金属冷却 LED芯片的方法，这种方法主要针对LED芯片散热，通过在两个热界面间加入液态金属减小 热阻。但是那一专利技术中还有一个热界面的导热问题没有完全解决，就是芯片与封装基板之 间。这一界面目前是利用银胶固晶进行连接，银胶的导热系数并不大(约为20W/K/m)，更为 复杂的是银胶需要长时间高温固化，工艺上复杂而且对芯片会产生热损伤。为了解决这一 难题，本专利技术充分利用LED封装基板的特性，将封装基板改成带有微孔的封装基板，LED芯 片安装在微孔封装基板的微孔上，微孔中充满室温液态金属，微孔封装基板安装在散热器 上。这样LED芯片发出的热量直接通过液态金属传导给封装基板和散热器。由于室温液态 金属的导热系数远高于银胶，而且液态金属具有渗透性和流动性的特点，更加增强了液态 金属的导热效果，这样液态金属将两个热界面完全融合。在这一 LED芯片封装过程中完全 不需要长时间高温热固化，不仅降低了 LED芯片的热损伤而且降低了生产成本，利用液态 金属的高导热性改善LED芯片、封装基板和散热器之间散热性能，这种方法能够从根本上 解决LED芯片、封装基板和散热器之间接触热阻过大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种室温液态金属微孔导热的大功率 LED光源。基于室温液态金属微孔导热的大功率LED光源包括LED芯片、微孔封装基板、荧光胶 层、室温液态金属、密封层、散热器、金线、LED芯片电极和微孔；散热器上顺次设有密封层、微 孔封装基板，在微孔封装基板的微孔上设有LED芯片，微孔封装基板的微孔内充满室温液态 金属，LED芯片设有LED芯片电极，LED芯片电极上连有金线，LED芯片上覆盖有荧光胶层。所述的LED芯片为多个，相邻两LED芯片上的LED芯片电极之间通过金线相连。所 述的微孔封装基板的微孔直径小于LED芯片的正方形边长。所述的荧光胶层的材料是硅胶 与荧光粉混合形成的胶体材料。所述的室温液态金属是在摄氏100度以下就呈现为液态的 金属或合金。所述的金属或合金是镓、铟、锌、锡、镁、铜或金的一种或多种。所述的密封层 的材料是硅胶或者环氧树脂。所述的有散热器是翅片形散热器或者热管散热器。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果在这种LED封装中，LED芯片底部直接与 导热能力非常好的液态金属接触，而液态金属又与微孔基板紧密接触，并且通过液态金属 直接与散热器紧密接触，LED芯片在工作时产生的热量被有效的散发。这种方法使得大功 率LED的散热效果更好，并且减少了 LED封装的固晶过程，增加了 LED芯片底部的反射率， 使光效得到了很大的提升。室温液体金属是一种在摄氏100度以下就呈现为液态的金属，例如金属镓及其合 金等，这些金属具有非常大的导热系数，是普通硅胶导热系数的几十倍到上百倍，将这种材 料填充在封装基板和散热器之间，LED芯片产生的热量经过封装基板向散热器传导的热阻 降极大减小，除此之外液态金属还会在微孔空隙中产生对流传热，进一步增强了散热效果。 这种方法所起到的效果相当于将LED芯片、封装基板和散热器完全融合在一起。这种融合 不同于将LED芯片、封装基板和散热器之间的焊接或银胶绑定，可以有效避免两者之间因 焊接和绑定带来的应力和变形问题。这种结构相互结合在一起，中间的空隙充满室温液体 金属，能实现更好的传热效果，将LED芯片产生的大量热量传输出来，保障LED芯片的结温 保持在较低水平，从而提高了大功率LED的运行可靠性和使用寿命。附图说明图1是基于室温液态金属微孔导热的大功率LED光源的整体结构示意图； 图2是基于室温液态金属微孔导热的大功率LED光源的微孔基板结构示意图中LED芯片1、微孔封装基板2、荧光胶层3、室温液态金属4、密封层5、散热器6、金 线7、LED芯片电极8、微孔9。具体实施例方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1、2所示，基于室温液态金属微孔导热的大功率LED光源包括LED芯片1、微 孔封装基板2、荧光胶层3、室温液态金属4、密封层5、散热器6、金线7、LED芯片电极8和 微孔9 ；散热器6上顺次设有密封层5、微孔封装基板2，在微孔封装基板2的微孔9上设有 LED芯片1，微孔封装基板2的微孔9内充满室温液态金属4，LED芯片1设有LED芯片电极8，LED芯片电极8上连有金线7，LED芯片1上覆盖有荧光胶层3。所述的LED芯片1为多个，相邻两LED芯片1上的LED芯片电极8之间通过金线 7相连。所述的微孔封装基板2的微孔9直径小于LED芯片1的正方形边长。所述的荧光 胶层3的材料是硅胶与荧光粉混合形成的胶体材料。所述的室温液态金属4是在摄氏100 度以下就呈现为液态的金属或合金。所述的金属或合金是镓、铟、锌、锡、镁、铜或金的一种 或多种。所述的密封层5的材料是硅胶或者环氧树脂。所述的有散热器6是翅片形散热器 或者热管散热器。LED芯片1产生的光通过荧光胶层3发出，LED芯片1产生的绝大部分热量经过微 孔封装基板2向散热器6传导。微孔封装基板2和散热器6 —般采用的金属材质，导热系 数较高。LED芯片1安装在微孔封装基板2的微孔9上，LED芯片1上的电极8通过金线7 相互连接形成电流通道，微孔9中充满室温液态金属4，微孔封装基板2安装在散热器6上。 这样LED芯片1发出的热量直接通过液态金属4传导给封装基板2和散热器6。为了减少 接触热阻，在微孔封装基板2和散热器6之间填充液体金属4。这种液态金属是一种在摄 氏100度以下就呈现为液态的金属或合金，包括以下元素的至少一种镓、铟、锌本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于室温液态金属微孔导热的大功率ＬＥＤ光源，其特征在于包括ＬＥＤ芯片（１）、微孔封装基板（２）、荧光胶层（３）、室温液态金属（４）、密封层（５）、散热器（６）、金线（７）、ＬＥＤ芯片电极（８）和微孔（９）；散热器（６）上顺次设有密封层（５）、微孔封装基板（２），在微孔封装基板（２）的微孔（９）上设有ＬＥＤ芯片（１），微孔封装基板（２）的微孔（９）内充满室温液态金属（４），ＬＥＤ芯片（１）设有ＬＥＤ芯片电极（８），ＬＥＤ芯片电极（８）上连有金线（７），ＬＥＤ芯片（１）上覆盖有荧光胶层（３）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：符建，陆哲，罗晓伟，
申请(专利权)人：符建，
类型：发明
国别省市：86
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