一种大功率ＬＥＤ与散热器的零热阻结构及ＬＥＤ灯制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大功率ＬＥＤ与散热器的零热阻结构，及基于此结构的ＬＥＤ灯。大功率ＬＥＤ与散热器的零热阻结构，包括至少一个大功率ＬＥＤ、ＰＣＢ、散热器，所述的ＰＣＢ为单面覆铜绝缘基ＰＣＢ，ＰＣＢ有用于安装ＬＥＤ的通孔，ＬＥＤ电极引出脚焊接在ＰＣＢ的导电线上，ＬＥＤ的热沉的外平面与ＰＣＢ的无导电层面平行、且高出ＰＣＢ的无导电层面，所述的ＰＣＢ通过固定装置安装于散热器上，热沉与散热器之间有不含固体颗粒的粘结胶，其厚度接近为零。本实用新型专利技术具有ＬＥＤ热沉到散热器的热阻接近为零、导热效率高、ＬＥＤ结温低、可用更大工作电流降低成本、发光效率高、寿命长、工艺简单、成本低等优点，可用于制造各种ＬＥＤ照明装置。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种LED与散热器的结构及一种LED灯，更具体地说，涉及一种大 功率LED与散热器的零热阻结构，及基于此结构的LED灯。
技术介绍
现有技术的大功率LED都需要附加有适当的散热器和良好的散热条件才能正常 工作。LED照明装置由于功率大，其系统的散热管理更是照明装置设计的重要环节之一。LED的散热系统、从芯片到LED的热沉、到散热器，最后到周围介质、如空气和水。 其中LED的热沉到散热器的热连接是重要的一环。现有技术的大功率LED的结构有多种，例如以高导热系数合金为热沉基座的、以 陶瓷基板为基座的、芯片安装在金属基电路板上的、有带引线脚的、有表面贴的、有单芯片 的、有多芯片的、有园基座的、有矩形基座的、如3528、5050、9070等等。大功率LED都有一个热沉、用于和散热器热连接，现有技术的LED热沉与散热器的 热连接通常是、把LED首先用导热胶或焊剂连接到一块金属基电路板(MPCB)上，再用导热 胶或导热膜连接到散热器上。这样，从LED的热沉到散热器需要经过第一导热胶或焊剂、铝 基或铜基金属电路板的介质层、金属基板和第二层导热胶、才到散热器。若忽略各接触介面 的接触热阻，LED热沉到散热器的热阻(Rtt)为第一导热胶和焊剂层的热阻(Rtl)、金属基 电路板介质层的热阻(Rt2)、金属基板的热阻(Rt3)和第二导热胶层的热阻(Rt4)的总和。 金属电路板上的介质层通常为环氧或低熔点玻璃等绝缘层，其导热系数很小，即热阻Rt2 很大；金属基板和散热器之间的第二导热胶层、由于面积大、导热胶层的厚度往往难于做到 很小，还常常会有一些基本上绝热的空气泡层；若用导热膜，不仅导热膜本身的导热系数远 低于金属，而且导热膜二面与热沉和散热器之间往往会有空气层，即二面的接触热阻将不 容忽略，这也就增大了 Rt4 ；同时，铝基板的平面的平整度一般欠好，这也增大了热阻Rt4。 此外，目前有的LED照明装置、甚至有的名牌产品、为了降低成本，上述金属基电路板被用 普通的环氧电路板代替，而环氧板是一种导热系数很低的绝缘板，其导热系数仅约1 W/mK， 远低于铝和铝合金的121-238 W/mK，这就大大增加了热沉与散热器之间的热阻Rtt。总之， 现有技术的LED到散热器的安装方法，其总热阻Rtt很大，而且工艺复杂、成本高、一致性 差。LED热沉到散热器的热阻Rtt大、就直接阻碍了 LED芯片工作时产生的大量热量顺 畅传导至散热器散发掉，从而导致芯片结温升高，LED发光效率下降、使用寿命缩短、可靠性 和失效率变差、发光色飘移等。特别是在用一种芯片、希望用更大的工作电流、以提高其功 率、降低其成本时，或者是希望在同一封装中用更多芯片时，减小LED热沉到散热器的热阻 Rtt就尤为重要。
技术实现思路
本技术的目的是解决以上提出的问题，提供一种大功率LED热沉到散热器的热阻Rtt接近为零的结构，及一种其于此结构的LED灯。本技术的技术方案是这样的一种大功率LED与散热器的零热阻结构，包括LED、PCB、散热器，所述的PCB为单面 覆铜绝缘基PCB，PCB有用于安装LED的通孔，LED电极引出脚焊接在PCB的导电线上，LED 的热沉的外平面与PCB的无导电层面平行、且高出PCB的无导电层面，所述的PCB通过固定 装置安装于散热器上，热沉位于散热器与PCB之间。作为优选，所述的热沉上滴放有粘结胶。作为优选，所述的粘结胶不含有固体颗粒。作为优选，所述的粘结胶可以是硅胶或环氧树脂胶或塑料胶。作为优选，所述的固定装置是螺丝孔与螺丝。作为优选，所述的热沉的外平面与PCB的无导电层面的高度差为0. 05_5mm。作为优选，所述的单面覆铜绝缘基PCB为环氧基或纸质基或玻纤基PCB。一种基于上述的大功率LED与散热器的零热阻结构的LED灯，包括LED、PCB、散热 器，所述的PCB为单面覆铜绝缘基PCB，PCB有用于安装LED的通孔，LED电极引出脚焊接在 PCB的导电线上，LED的热沉的外平面与PCB的无导电层面平行、且高出PCB的无导电层面， 所述的PCB通过固定装置安装于散热器上，热沉位于散热器与PCB之间；还包括透光泡壳、 电连接器、LED的驱动器，所述驱动器被安置在散热器的中央的腔体和电连接器内；驱动器 的输入经引线和电连接器相连，用于连接外电源；驱动器的输出经引线与LED的电极相连 接。作为优选，所述的热沉上滴放有粘结胶，所述的粘结胶不含有固体颗粒，可以是硅 胶或环氧树脂胶或塑料胶；所述的固定装置是螺丝孔与螺丝。作为优选，所述的热沉的外平面与PCB的无导电层面的高度差为0. 05_5mm。本技术的有益效果如下本技术与现有技术相比，具有LED热沉到散热器的热阻接近为零、导热效率 高、LED结温低、可用更大工作电流降低成本、发光效率高、寿命长、工艺简单、成本低等优 点，可用于制造各种LED照明装置。附图说明图1是现有技术的大功率LED和散热器的结构示意图。图2是大功率LED与散热器的零热阻结构的一个实施例的结构示意图。图3是基于大功率LED与散热器的零热阻结构的LED灯的一个实施例的结构示意 图。图中=ULED ；2、芯片；3、硅基板；4、焊剂；5、热沉；6、透镜；7、电极引出脚；8,MPCB (金属基电路板);9、金属基板；10、介质层；11、导电层；11a、固定LED的导电层；12、散热器； 13、导热胶；14、焊剂；15、导热胶；16、PCB ； 17、绝缘基板；18、导电层；19、PCB上安置LED的 通孔；20、螺丝孔；21、热沉的外平面；22、PCB的无导电层面；23、粘结胶；24、散热器的安装 面；25、螺丝；26、热沉和散热器之间的粘结胶层；27、LED灯；28、透光泡壳；30、电连接器； 31、驱动器；32、驱动器中央腔体；33、引线；34、引线；D、高度差。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行进一步详细说明图1所示的现有技术的大功率LED与散热器的安装结构，图1中LEDl为现有多种 封装形式的大功率LED中的一种，例如为Luxeon emitter LED，其LED芯片2被倒装在一 片硅基板3上、再用焊剂4把硅基板3安装在一个高导热系数合金制成的热沉5上，LEDl 的透镜6罩于LED芯片2上。LED 1被用导热胶或焊剂13固定在MPCB8的固定LED的导电 层Ila上，LEDl的引线脚7被用焊剂14焊接在MPCB 8的导电层11上；MPCB 8被用导热胶 或导热膜15固定在散热器12上。由图1可见，从LEDl的热沉5到散热器12的热阻(Rtt)为第一导热胶和焊剂层13 的热阻(Rtl)、MPCB8的介质层10的热阻(Rt2)、金属基板9的热阻(Rt3)和第二导热胶层 15的热阻(Rt4)的总和。MPCB8上的介质层10通常为环氧或低熔点玻璃等绝缘层，其导热 系数很小，即热阻Rt2很大；金属基板9和散热器12之间的第二导热胶层15、由于面积大、 导热胶层15的厚度往往难于做到很小，还常常会有一些基本上绝热的空气泡层；若用导热 膜，则不仅导热膜本身的导热系数远低于金属，而且导热膜二面与热沉5和散热器12之间 往往会有空气层，即二面的接触热阻将不容忽略，这也就增大了 Rt4 ；同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率ＬＥＤ与散热器的零热阻结构，包括至少一个大功率ＬＥＤ（１）、ＰＣＢ（１６）、散热器（１２），其特征在于，所述的ＰＣＢ（１６）为单面覆铜绝缘基ＰＣＢ，ＰＣＢ（１６）有用于安装ＬＥＤ（１）的通孔（１９），ＬＥＤ（１）电极引出脚（７）焊接在ＰＣＢ（１６）的导电线（１８）上，ＬＥＤ（１）的热沉（５）的外平面（２１）与ＰＣＢ（１６）的无导电层面（２２）平行、且高出ＰＣＢ（１６）的无导电层面（２２），所述的ＰＣＢ（１６）通过固定装置安装于散热器（１２）上，热沉（５）与散热器（１２）之间有粘结胶（２３），其厚度接近为零。

【技术特征摘要】
一种大功率LED与散热器的零热阻结构，包括至少一个大功率LED(1)、PCB(16)、散热器(12)，其特征在于，所述的PCB(16)为单面覆铜绝缘基PCB，PCB(16)有用于安装LED(1)的通孔(19)，LED(1)电极引出脚(7)焊接在PCB(16)的导电线(18)上，LED(1)的热沉(5)的外平面(21)与PCB(16)的无导电层面(22)平行、且高出PCB(16)的无导电层面(22)，所述的PCB(16)通过固定装置安装于散热器(12)上，热沉(5)与散热器(12)之间有粘结胶(23)，其厚度接近为零。2.根据权利要求1所述的大功率LED与散热器的零热阻结构，其特征在于，所述的粘结 胶(23)不含有固体颗粒。3.根据权利要求2所述的大功率LED与散热器的零热阻结构，其特征在于，所述的粘结 胶(23)可以是硅胶或环氧树脂胶或塑料胶。4.根据权利要求1所述的大功率LED与散热器的零热阻结构，其特征在于，所述的固定 装置是螺丝孔(20)与螺丝(25)。5.根据权利要求1所述的大功率LED与散热器的零热阻结构，其特征在于，所述的热沉 (5)的外平面(21)与PCB (16)的无导电层面(22)的高度差(D)为0. 05-5_。6.根据权利要求1所述的大功率LED与散热器的零热阻结构，其特征在于，所述的单面 覆铜绝缘基PCB (16)为环氧基或纸质基或玻纤基PCB。7.一种基于权利要求1所述的大功率LED与散热器的零热阻结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘化斌，葛世潮，葛铁汉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]