高效散热大功率LED的制作方法

本实用新型涉及LED领域，特别涉及一种高效散热大功率LED。

背景技术：

发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。众所周知，LED具有节能、环保、无辐射、使用寿命长、响应速度快、抗冲击等优点，在全球能源日益紧张的今天，而备受瞩目。

虽然LED具有众多优点，但是由于LED功率的逐步提升，随之产生了很高的发热量，而且热源集中，对散热处理提出了很高的要求，直接关系到LED的稳定性和使用寿命。LED芯片仅有15-25％的电能转化为光能，其余则转化为热能。热能如果不能及时散失到周围环境，芯片温度就会提高，使光效降低，芯片寿命衰减，显色性等性能改变。

因此，提高LED的散热效率，延长其使用寿命为众多技术人员不断研究的目标。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种散热效果好、有利于延长LED稳定性和使用寿命的高效散热大功率LED。

本实用新型所采用的技术方案是：高效散热LED，包括LED芯片，连接于LED芯片的正电极和负电极，用于支撑LED芯片和正电极、负电极的支架，连接于支架且封装于LED芯片背离支架一侧的封装结构，安装于支架背离LED芯片一侧的散热结构，位于支架和散热结构之间用于固定散热结构的硅胶层；所述支架包括金属热沉、位于LED芯片和金属热沉之间的用于支撑LED芯片第一陶瓷基板、位于正电极和金属热沉的用于支撑正电极的第二陶瓷基板、位于负电极和金属热沉之间的用于支撑负电极的第三陶瓷基板，所述硅胶层粘结于金属热沉表面；所述第一陶瓷基板位于金属热沉中央，第二陶瓷基板和第三陶瓷基板位于第一陶瓷基板外围；所述第一陶瓷基板中央开设有用于容纳LED芯片的凹槽；所述散热结构包括粘接于硅胶层背离金属热沉一侧的散热板、自散热板中心穿向散热板四周侧的四个热管、等间距安装于热管上的若干个散热鳍片。

对上述技术方案的进一步改进为，所述第一陶瓷基板的热导率高于第二陶瓷基板和第三陶瓷基板。

对上述技术方案的进一步改进为，所述散热鳍片的长度自散热板中心向散热板四周侧方向依次减小。

对上述技术方案的进一步改进为，所述散热鳍片上设有若干个散热孔。

对上述技术方案的进一步改进为，所述第一陶瓷基板的厚度小于第二陶瓷基板和第三陶瓷基板的厚度。

本实用新型的有益效果为：

1、一方面，在支架和散热结构之间设置厚度接近于零的硅胶层来固定散热结构，使得金属热沉到散热结构的热阻接近为零、导热效率高、LED结温低、散热效果好，有利于延长LED稳定性和使用寿命。第二方面，使用陶瓷基板来安装LED芯片和正负电极，由于陶瓷基板具有高热导率、低热膨胀系数，高绝缘强度等优点，应用于LED照明领域，大大提高了导热效率，散热效率高。第三方面，采用不同的陶瓷基板分别安装LED芯片和正负电极，防止采用整块陶瓷基板时易造成的陶瓷基板断裂，有利于提高整体机械强度，进一步提高了散热效果。第四方面，第一陶瓷基板中央开设有用于容纳LED芯片的凹槽，将LED芯片直接安装于凹槽内，便于固定LED芯片，且减小了LED芯片与散热结构之间的热传导距离，加快热量传递，进一步提高了散热效果。第五方面，散热结构包括粘接于硅胶层背离金属热沉一侧的散热板、自散热板中心穿向散热板四周侧的四个热管、等间距安装于热管上的若干个散热鳍片，散热面积大，且通过热管充分利用了垂直对流和其它方向自然风的换热作用，热交换效率高，进一步改善了散热效果。

2、第一陶瓷基板的热导率高于第二陶瓷基板和第三陶瓷基板，第一陶瓷基板导热更快，使得LED芯片工作过程中产生的热量能及时传递到散热结构，进一步改善了散热效果，有利于延长LED稳定性和使用寿命。

3、散热鳍片的长度自散热板中心向散热板四周侧方向依次减小，散热鳍片排列呈阶梯状，使得散热鳍片能充分与空气接触，散热面积大，进一步改善了散热效果。

4、散热鳍片上设有若干个散热孔，散热孔的设置增大了散热面积，进一步改善了散热效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的散热结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，为本实用新型的结构示意图。

高效散热LED100，包括LED芯片110，连接于LED芯片110的正电极120和负电极130，用于支撑LED芯片110和正电极120、负电极130的支架140，连接于支架140且封装于LED芯片110背离支架140一侧的封装结构150，安装于支架140背离LED芯片110一侧的散热结构160，位于支架140和散热结构160之间用于固定散热结构160的硅胶层170。

支架140包括金属热沉141、位于LED芯片110和金属热沉141之间的用于支撑LED芯片110第一陶瓷基板142、位于正电极120和金属热沉141的用于支撑正电极120的第二陶瓷基板143、位于负电极130和金属热沉141之间的用于支撑负电极130的第三陶瓷基板144，硅胶层170粘结于金属热沉141表面；第一陶瓷基板142位于金属热沉141中央，第二陶瓷基板143和第三陶瓷基板144位于第一陶瓷基板142外围；第一陶瓷基板142中央开设有用于容纳LED芯片110的凹槽145。

如图2所示，为本实用新型的散热结构的结构示意图。

散热结构160包括粘接于硅胶层170背离金属热沉141一侧的散热板161、自散热板161中心穿向散热板161四周侧的四个热管162、等间距安装于热管162上的若干个散热鳍片163。

第一陶瓷基板142的热导率高于第二陶瓷基板143和第三陶瓷基板144，第一陶瓷基板142导热更快，使得LED芯片110工作过程中产生的热量能及时传递到散热结构160，进一步改善了散热效果。

散热鳍片163的长度自散热板161中心向散热板161四周侧方向依次减小，散热鳍片163排列呈阶梯状，使得散热鳍片163能充分与空气接触，散热面积大，进一步改善了散热效果。

散热鳍片163上设有若干个散热孔164，散热孔164的设置增大了散热面积，进一步改善了散热效果。

一方面，在支架140和散热结构160之间设置厚度接近于零的硅胶层170来固定散热结构160，使得金属热沉141到散热结构160的热阻接近为零、导热效率高、LED结温低、散热效果好。第二方面，使用陶瓷基板来安装LED芯片110和正负电极130，由于陶瓷基板具有高热导率、低热膨胀系数，高绝缘强度等优点，应用于LED照明领域，大大提高了导热效率，散热效率高。第三方面，采用不同的陶瓷基板分别安装LED芯片110和正负电极130，防止采用整块陶瓷基板时易造成的陶瓷基板断裂，有利于提高整体机械强度，进一步提高了散热效果。第四方面，第一陶瓷基板142中央开设有用于容纳LED芯片110的凹槽145，将LED芯片110直接安装于凹槽145内，便于固定LED芯片110，且减小了LED芯片110与散热结构160之间的热传导距离，加快热量传递，进一步提高了散热效果。第五方面，散热结构160包括粘接于硅胶层170背离金属热沉141一侧的散热板161、自散热板161中心穿向散热板161四周侧的四个热管162、等间距安装于热管162上的若干个散热鳍片163，散热面积大，且通过热管162充分利用了垂直对流和其它方向自然风的换热作用，热交换效率高，进一步改善了散热效果。

本实用新型的工作原理为：

LED芯片110工作过程中产生的热量，通过第一陶瓷基板142传递至金属热沉141，再传递至硅胶层170，再传递至散热板161，散热板161内的热量一方面直接与空气发生热交换以散热，第二方面，热量通过热管162传递至各个散热鳍片163，散热鳍片163在垂直方向和其他方向与空气发生热交换，将热量传递至空气中，使得LED芯片110温度降低。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。