散热装置、发光装置转让专利

申请号 : CN200710003354.1

文献号 : CN100584176C

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发明人 : 陈荣华

申请人 : 深圳高力特通用电气有限公司

摘要 :

本发明公开了一种散热装置,该装置包括:陶瓷基板,散热板;其中,所述陶瓷基板用于与发热体表面形成接触;所述散热板与所述陶瓷基板通过导热胶粘合。本发明还公开了一种发光装置,该装置包括:连接多个半导体发光器件的导电电路,陶瓷基板,散热板,正、负极引出线,反射罩;导电电路中的多个半导体发光器件与所述陶瓷基板间实现传导传热,陶瓷基板与散热板通过导热胶粘合,所述正、负极引出线与导电电路相连,所述反射罩罩在所述导电电路中的多个半导体发光器件上。采用本发明提供的散热装置不会增加发光装置的尺寸,并且达到了发光装置所要求的散热效率,解决了大功率半导体发光器件的散热问题。

权利要求 :

1、一种散热装置,其特征在于,包括:陶瓷基板,散热板,正、负极引 出线;

其中,所述陶瓷基板与发热体表面形成接触;

所述散热板上开有孔,所述陶瓷基板置于该孔中,所述散热板与所述陶 瓷基板通过导热胶粘合;

所述陶瓷基板包含至少一个具有导电电路的导电层,所述陶瓷基板上开 有孔用于将至少一个发热体连接到所述导电电路;

所述正、负极引出线与所述导电电路连接,所述正、负极引出线通过硅 胶绝缘。

2、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述散热板为铝散热板或 者铜散热板。

3、一种发光装置,其特征在于,包括:

连接多个半导体发光器件的导电电路,陶瓷基板,散热板,正、负极引 出线,反射罩;

导电电路中的多个半导体发光器件与所述陶瓷基板间实现传导传热;所 述散热板上开有孔,陶瓷基板置于该孔中,陶瓷基板与散热板通过导热胶粘 合;所述导电电路置于陶瓷基板内部,所述陶瓷基板上开有孔用于将所述半 导体发光器件连接到所述导电电路;所述正、负极引出线与导电电路相连, 所述反射罩罩在所述导电电路中的多个半导体发光器件上。

4、根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述半导体发光器件之间 采用硅胶封装。

5、根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述硅胶中混合有荧光粉。

6、根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述散热板为铝散热板或 者铜散热板。

说明书 :

技术领域

本发明涉及照明领域,具体涉及照明领域中使用的一种散热装置,及使 用该散热装置的发光装置。

背景技术

人类照明的历史经历了漫长的发展过程。随着第三代宽禁带半导体材料 GaN(氮化镓)的突破,半导体技术继引发微电子革命之后又在孕育一场新的 产业革命——照明革命,其标志是基于半导体发光二极管(LED)的固态照 明(亦称“半导体灯”),将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域。
LED固态照明被认为是照明新节能光源,因为在同样亮度下,半导体灯 耗电仅为普通白炽灯的1/10,而寿命却可以延长100倍。此外,LED器件是 冷光源,具有光效高、工作电压低、耗电量小、体积小、可平面封装、易于 开发轻薄型产品、结构坚固且寿命很长等特点。LED光源本身不含汞、铅等 有害物质,元红外和紫外污染,不会在生产和使用中产生对外界的污染。因 此,半导体灯具有节能、环保、寿命长、免维护、易控制等特点。无论从节 约电能、降低温室气体排放的角度,还是从减少环境污染的角度,LED作为 新型照明光源都具有替代传统照明光源的极大潜力。
虽然目前LED已可应用于实际照明,但仍面临发光效率较低的问题,而 LED的发光效率是其在照明应用中发展的关键。改善LED的发光效率,目前 有两大方向:一种方法是提高LED芯片的面积,将LED芯片的面积增大,获 得较大发光功率,使得发光体产生较高的亮度,但因面积过大使得器件的制 造成本增加,并且在应用时会产生较高的温度。
现有的另一种提高LED发光效率的方法是将多个小功率LED芯片封装成 一个大功率的LED模块,与扩大LED芯片面积相比,该方法能够较快达到高 亮度的要求。例如,目前已经出现了将8个小型LED封装成一个大功率模块 的产品,使得模块的发光效率达到了60流明/瓦(lm/W)。但是大功率LED 模块工作时产生的热量是小功率LED的数十倍,随著温度上升,反而会出现 发光功率降低的问题,因此,解决LED的散热问题成为实现大功率LED的关 键。进一步的,大功率LED发热量过高还会对整体应用产品带来诸多问题, 所以,LED的散热问题如果能够得到解决的话,也可以减轻应用产品本身的 散热负担。
现有技术通常采用气冷(如加装风扇)系统、液态冷却系统的方式达到 散热的目的。利用风扇或者液态冷却系统,都要求产生热量的装置具有足够 大的尺寸使得可以与空气或冷却液有足够大的面积接触,以提高散热效率。 然而,在实际应用中,往往要求LED器件的尺寸不易过大,因此,利用现有 的气冷或者液态冷却系统不能满足大功率LED对散热效率的要求,进一步一 旦气冷系统中的风扇或者水冷系统中的水管等装置出现故障,则直接导致该 冷却系统瘫痪,造成器件的损坏。另外,现有技术中还可以采用散热片的方 式对LED进行散热。但是,由于功率越大的LED产生的热量越大,为了达到 所需的散热效率,所需散热片的体积也相应的增大,同样无法满足LED产品 尺寸上的要求。综上所述,现有散热方式无法有效解决大功率LED的散热问 题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种解决大功率半导体发光器件散热问 题的散热装置,以及使用该散热装置的发光装置。
为解决上述技术问题,本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种散热装置,包括:陶瓷基板,散热板,正、负极引出线;
其中,所述陶瓷基板与发热体表面形成接触;
所述散热板上开有孔,所述陶瓷基板置于该孔中,所述散热板与所述陶 瓷基板通过导热胶粘合;
所述陶瓷基板包含至少一个具有导电电路的导电层,所述陶瓷基板上开 有孔用于将至少一个发热体连接到所述导电电路;
所述正、负极引出线与所述导电电路连接,所述正、负极引出线通过硅 胶绝缘。
优选的,所述散热板为铝散热板或者铜散热板。
一种发光装置,包括:
连接多个半导体发光器件的导电电路,陶瓷基板,散热板,正、负极引 出线,反射罩;
导电电路中的多个半导体发光器件与所述陶瓷基板间实现传导传热;所 述散热板上开有孔,陶瓷基板置于该孔中,陶瓷基板与散热板通过导热胶粘 合;所述导电电路置于陶瓷基板内部,所述陶瓷基板上开有孔用于将所述半 导体发光器件连接到所述导电电路;所述正、负极引出线与导电电路相连, 所述反射罩罩在所述导电电路中的多个半导体发光器件上。
优选的,所述半导体发光器件之间采用硅胶封装。
优选的,所述硅胶中混合有荧光粉。
优选的,所述散热板为铝散热板或者铜散热板。
以上技术方案可以看出,由于本发明所提供的散热装置采用高绝缘的陶 瓷基板代替了传统的PCB板作为半导体发光器件的植入体,利用了陶瓷高导 热、耐高温的特点,使得半导体发光器件产生的热量能够迅速通过陶瓷基板 传导至散热板,并通过散热板散热。与现有的散热方式相比,采用本发明所 提供的散热装置不会增加发光装置(半导体发光器件)的尺寸,并且达到了 发光装置所要求的散热效率,而且只要半导体发光器件与陶瓷基板接触就可 以散热,不会出现散热装置失效的问题,因而很好的解决了现有技术中大功 率半导体发光器件散热问题,使得采用该装置的半导体发光器件内部与外部 温度差距不超过10℃,达到良好的散热效果。

附图说明

图1本发明实施例所提供散热装置组成示意图;
图2本发明实施例所提供发光装置组成示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种散热装置,该装置采用具有高绝缘、高导热以及耐高 温等优良特性的陶瓷基板作为导热板与发热体进行接触,将发热体产生的热 量迅速传导至散热板,进行散热。
本发明所提供的散热装置组成示意图,如图1所示,该装置包括:陶瓷 基板101,散热板102;
其中,为了将发热体产生的热量迅速传导给散热板,陶瓷基板与发热体 表面形成接触,将发热体产生的热量传导给散热板;散热板与陶瓷基板通过 导热胶粘合。
在本发明实施例中,可以在散热板上开孔,将陶瓷基板置于该孔中,然 后通过导热胶将散热板及陶瓷基板粘合,在本发明其他实施例中,亦可将该 陶瓷基板置于散热板表面,通过导热胶将散热板与陶瓷基板粘合。
导热胶是一种传递热量的媒介,在本发明实施例中,导热胶一般指的是 导热系数达到3瓦/米时·摄氏度(W/MK)以上的导热硅胶,在本发明其他 实施例中,亦可采用由其他导热材料制备的导热胶粘合陶瓷基板与散热板, 并不影响本发明的实现。
由于所述的发热体一般为电子器件,因此,要求所述陶瓷基板包含至少 一个具有导电电路的导电层,各个电子器件之间通过导电层的导电电路实现 电子器件间的互连,以及与外部电路的连接;为了实现发热体与导电电路的 连接,所述陶瓷基板上开有孔103用于将至少一个发热体连接到所述导电电 路。
在本发明实施例中,为了便于所述发热体通过所述导电电路与外部电路 的连接,还引出了导电电路的正极引出线105及负极引出线106,正极引出线 及负极引出线之间通过硅胶104绝缘;正、负极引出线用于导电电路与外部 电路的连接。
在本发明实施例中,散热板一般采用金属制成,散热板可以是铝散热板 或者铜散热板;在其他实施例中亦可采用其他具有良好导热性的材料制成, 比如,石墨,采用何种材料制备散热板取决与发热体工作时产生的热量以及 产品的成本。
其中,对于散热板的形状无要求,通常情况下制备成圆形或者方形,亦 可由相关技术人员决定散热板的形状。
散热板与陶瓷基板的厚度取决于发热体的功率,及产生的热量,热量越 多,散热板与陶瓷基板的厚度通常情况下需相应的增加,但不排除其他可能 性,具体厚度由技术人员决定。
为了便于将该散热装置固定在其他装置上,散热板上还开有孔用于安装 螺丝107、108;其中,在发明实施例中螺丝107、108为不锈钢螺丝,该不锈 钢螺丝还可以将热量进一步传导至与散热装置相连接其他装置上,更好的对 发热体进行散热。
本发明还提供了一种采用上述散热装置的发光装置,如图2所示,该装 置包括:连接多个半导体发光器件的导电电路,陶瓷基板201,散热板202, 正极引出线205及负极引出线206,反射罩210;
导电电路中的多个半导体发光器件203与所述陶瓷基板间实现传导传热, 陶瓷基板与散热板通过导热胶粘合,正、负极引出线与导电电路相连,反射 罩罩在所述导电电路中的多个半导体发光器件上。
其中,在本发明实施例中,反射罩采用点焊方式与散热板连接。
在本发明实施例中,可以在散热板上开孔,将陶瓷基板置于该孔中,然 后通过导热胶将散热板及陶瓷基板粘合,在本发明其他实施例中,亦可将该 陶瓷基板置于散热板表面,通过导热胶将散热板与陶瓷基板粘合。
导热胶是一种传递热量的媒介,在本发明实施例中,导热胶一般指的是 导热系数达到3瓦/米时·摄氏度(W/MK)以上的导热硅胶,在本发明其他 实施例中,亦可采用由其他导热材料制备的导热胶粘合所述的陶瓷基板与散 热板,并不影响本发明的实现。
进一步,在本发明实施例中,正极引出线及负极引出线之间通过硅胶204 绝缘,反射罩对光有配光作用
由于陶瓷基板具有高绝缘,因此,在本发明实施例中,导电电路可以置 于陶瓷基板内部,以及,为了使得半导体发光器件产生的热量能够迅速传导 至散热板,充分利用陶瓷基板耐高温及高导热的特性,陶瓷基板上开有孔用 于将所述半导体发光器件连接到导电电路。
在本发明实施例中,半导体发光器件为发光二极管,在本发明其他实施 例中,亦可采用其他半导体发光器件,为提高发光二极管寿命,半导体发光 器件之间采用硅胶209封装,为了均匀多个发光二极管发出的光,以及调整 发光装置的色温,硅胶中进一步混合有荧光粉。
在本发明实施例中,所述散热板一般采用金属制成,所述散热板可以是 铝散热板或者铜散热板;在其他实施例中亦可采用其他具有良好导热性的材 料制成,比如,石墨,采用何种材料制备散热板取决与所述发热体工作时产 生的热量以及产品的成本。
其中,对于散热板的形状无要求,通常情况下制备成圆形或者方形,亦 可由相关技术人员决定散热板的形状。
散热板与陶瓷基板的厚度取决于发热体的功率,及产生的热量,热量越 多,散热板与陶瓷基板的厚度通常情况下需相应的增加,但不排除其他可能 性,具体厚度由技术人员决定。
为了便于将该散热装置固定在其他装置上,散热板上还开有孔用于安装 螺丝207、208;其中,在发明实施例中螺丝207、208为不锈钢螺丝,该不锈 钢螺丝还可以将热量进一步传导至与散热装置相连接其他装置上,更好的对 发热体进行散热。
本发明所提供的发光装置,在其输出功率为100W,光效率为35流明/瓦 (lm/W)时,发光装置内部与外部温度差距不超过10℃,这一结果说明在增 大发光装置功率的同时内部温度被有效导出。
在使用本发明所提供的发光装置时,为更好的将散热板温度导出,建议 在发光装置与其所安装装置之间填充导热胶。
以上对本发明所提供的一种散热装置、发光装置进行了详细介绍,本文中 应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明 只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技 术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处, 综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。