CN201435411Y

CN201435411Y - 大功率led封装及安装结构

Info

Publication number: CN201435411Y
Application number: CN2009201425747U
Authority: CN
Inventors: 杜国平; 李旺
Original assignee: Nanchang University
Current assignee: Nanchang University
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2019-04-28

Abstract

一种大功率LED封装及安装结构，其封装结构由热沉构件(a1)、电极构件(a2)、芯片(a3)、金丝(a4)、聚光透镜(a5)所组成；其安装结构由二次散热构件、LED、夹板、螺栓、电路引线组成。本实用新型结构简单、紧凑，特别是电极构件省去了传统LED技术中采用的复杂引线框架的制作，降低了生产成本，在大功率LED的安装结构中，LED与二次散热构件直接导热，并且二者接触面积较大，热阻明显减小，提高了LED散热效果，能明显解决大功率LED模组照明时散热问题，本实用新型可广泛应用于大功率LED路灯照明、LED室内照明、LED投射灯、LED矿灯、手电筒等。

Description

大功率LED封装及安装结构

技术领域

本实用新型涉及大功率LED封装及安装结构设计，属光电子器件领域。

背景技术

大功率LED作为光源，由于其耗电量少、寿命长，特别是其具有纳秒级的响应速度，使亮度和色彩的动态控制更加容易，可实现色彩的动态变化和数字化控制；可以广泛用于现代生活的各个层面。大功率LED根据其封装工艺不同可以分为：大尺寸环氧树脂封装大功率LED、仿食人鱼式环氧树脂封装大功率LED、铝基板(MCPCB)式封装大功率LED、TO封装大功率LED、功率型SMD封装大功率LED、MCPCB集成化封装大功率LED等等。在现有大功率LED封装结构中，存在大功率LED树脂封装框架成本较高，散热效果不好，影响产品使用寿命等问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了弥补现有大功率LED封装结构存在的不足，公开一种结构简单，散热效果和取光效果好，适宜批量生产的大功率LED封装结构以及该LED安装结构。

本实用新型LED封装结构由热沉构件、封装透镜、LED芯片、电极构件、键合金丝、荧光粉等部分组成。

热沉构件的上部设有与聚光杯、封闭透镜的装配槽；聚光杯可以为圆台形凹槽、椭圆回旋体或者为抛物线回旋体，芯片焊接位置为圆台凹槽的底或者为回旋体的焦点位置以便符合配光的要求。热沉构件的下部设有大面积基板；中心设有装配电极构件的通孔槽或在侧面设有装配电极的凹槽，热沉构件的基板部分作为LED的一个电极，其形状可以为正多边形、圆形；基板上可以设有通孔以便LED装配，基板上表面设有LED定位装配的键槽，下表面设有凹槽，以供电极构件中绝缘导线的镶嵌。本实用新型LED热沉构件具有多重功能：导热和散热、聚光、LED封装框架(LED电极支架、透镜装配支架)、LED一个电极、导热基板的功能，且LED热沉结构可以通过用高导热率的铜、铝一次冲压而成或者通过自动车床批量加工而成，适合批量生产需要。

电极构件为环氧树脂浇注包裹电极构成，其装配形式为通孔插入式或者旁侧插入式。电极部分由与键合金丝连接的焊接电极和引出端引线极构成，引线电极可以为绝缘导线式或者铜片引线电极。电极构件结构简单，可以省去传统LED中复杂引线框架的制作，降低制造成本。

LED芯片可为单芯片或者为多芯片式。多芯片式LED结构的热沉中的聚光杯为2-6个，LED芯片分别置于聚光杯中。

封装透镜可以为球面形、平板形，封装透镜与热沉构件装配时，可以通过环氧树脂固化粘接。

本实用新型的单芯片式LED功率可以达到1-3W，多芯片式LED功率可以达到3-20W，可广泛应用于大功率LED路灯照明、LED室内照明、LED投射灯、LED矿灯、手电筒等。

本大功率LED的安装结构主要由二次散热构件、LED、夹板、螺栓、电路引线等部分组成。安装完毕时，LED装配在夹板和二次散热构件之间，通过螺栓加固，使LED基板底面与二次散热构件紧密接触，以减小热阻。本实用新型设计中，LED与二次散热构件直接导热，并且二者接触面积较大，热阻明显减小，极利于热量的散失，可以减小二次散热构件的体积，这种结构对于LED灯具的设计来说，可以摆脱二次散热构件体积的制约，从而灯具设计时更加自由。

在安装夹板上设有电路引线通道，并通过螺栓的加固，使电路引线与LED特设的电极键合相连，一方面省去了以往印刷电路板使用；另一方面，省去以往LED引线焊接工艺。夹板与二次散热构件可灵活方便拆装，便于LED的更换，给LED灯具的维修带来了方便。

二次散热构件具有散热翘片，与LED基板接触的表面具有高导热的绝缘层和安装螺孔。夹板设有与LED键合装配的台阶槽、电路引线的嵌入槽、螺栓通孔等。

本实用新型与现有技术比较的明显效果是，本实用新型的结构简单、紧凑，特别是电极构件省去了传统LED技术中采用的复杂引线框架的制作，降低了生产成本，在大功率LED的安装结构中，LED与二次散热构件直接导热，并且二者接触面积较大，热阻明显减小，提高了LED散热效果，能明显解决大功率LED模组照明时散热问题，增长了LED的使用寿命。本设计中的LED及装夹结构，在大功率LED照明，特别是LED模组化(点阵式)照明具有安装工艺简便(省去了以往LED与铝基板的连接及与基板上电路的引线的焊接)，而且LED更换灵活。本实用新型可广泛应用于大功率LED路灯照明、LED室内照明、LED投射灯、LED矿灯、手电筒等。

附图说明

附图1为实施例1大功率LED电极通孔插入式a系列封装结构立体示意图；

附图2为实施例1大功率LED电极通孔插入式a系列封装结构剖视图；

附图3为实施例2大功率LED电极通孔插入式b系列封装结构剖视图；

附图4为实施例3大功率LED电极侧插式、回旋体聚光式c系列封装结构立体示意图；

附图5为实施例3大功率LED电极旁侧插入式、回旋体聚光式c系列封装结构俯视图；

附图6为实施例3大功率LED电极旁侧插入式、回旋体聚光式c系列封装结构剖视图；

附图7为实施例4大功率LED多芯片式d系列立体图；

附图8为实施例4大功率LED多芯片式d系列俯视图；

附图9为实施例4大功率LED多芯片式d系列剖视图；

附图10为实施例5大功率LED安装结构立体图；

附图11为实施例5大功率LED安装结构零件分解图；

附图12为实施例5大功率LED安装结构剖视图；

附图13为实施例5大功率LED夹板结构仰视图；

附图14为实施例6大功率LED安装剖视图；

具体实施方式

实施例1：

实施例1是大功率LED电极通孔插入式a系列封装结构，附图1为该实施例封装结构的立体示意图，附图2为该实施例封装结构剖视图。

本实施例大功率LED电极通孔插入式a系列封装结构由热沉构件(a1)、电极构件(a2)、芯片(a3)、金丝(a4)、聚光透镜(a5)所组成。其中，热沉构件(a1)由聚光杯(a11)、透镜装配槽(a12)、底位键(a13)、底基板(a14)所构成；电极构件(a2)由金丝焊接电极(a21)、环氧树脂框架(a22)、绝缘层(a23)、引线电极(a24)所构成；聚光透镜边突缘安置了封装树脂注入孔(a51)。

实施例2：

实施例是大功率LED电极通孔插入式b系列封装结构，附图3为实施例2大功率LED电极通孔插入式b系列封装结构剖视图。

本实施例大功率LED电极通孔插入式b系列封装结构由热沉构件(b1)、电极构件(b2)、芯片(b3)、金丝(b4)所组成。其中，热沉构件(b1)由聚光杯(b11)、透镜装配槽(b12)、底位键(b13)、底基板(b14)所构成；电极构件(b2)由金丝焊接电极(b21)、环氧树脂框架(b22)、绝缘层(b23)、引线电极(b24)所构成。

实施例3：

本实施例是大功率LED电极侧插式、回旋体聚光式c系列封装结构，附图4、附图5、附图6分别为实施例3大功率LED电极侧插式、回旋体聚光式c系列封装结构立体示意图、俯视图和剖视图。

本实施例大功率LED电极侧插式、回旋体聚光式c系列封装结构由热沉构件(c1)、电极构件(c2)、芯片(c3)、金丝(c4)、透镜(c5)所组成。其中，热沉构件(c1)由聚光杯(c11)、透镜装配槽(c12)、底基板(c13)构成；电极构件(c2)由金丝焊接电极(c21)、环氧树脂框架(c22)、绝缘层(c23)、引线电极(c24)构成。

实施例4：

本实施例为大功率LED多芯片式d系列结构，附图7、附图8、附图9分别为本实施例大功率LED多芯片式d系列结构立体图、俯视图和剖视图。

本实施例为大功率LED多芯片式d系列结构由热沉构件(d1)、电极构件(d2)、芯片(d3)、金丝(d4)组成。其中，热沉构件(d1)由聚光杯(d11)、透镜装配槽(d12)、定位键(d13)、底基板(d14)构成；电极构件(d2)由金丝焊接电极(d21)、环氧树脂框架(d22)、绝缘层(d23)、引线电极(d24)构成。

实施例5：

本实施例为大功率LED安装结构设计。附图10、附图11、附图12、附图13分别为大功率LED安装结构的立体图、安装结构零件分解图、安装结构剖视图和夹板结构仰视图。

本实施例大功率LED安装结构由二次散热构件(e1)、LED结构(e2)、夹板(e3)、螺栓(e4)、负极接线端(e5)、正极接线端(e6)组成。其中，二次散热构件(e1)由高导热绝缘层(e11)、螺孔(e12)、散热片(e13)构成；LED结构(e2)由LED定位键(e21)、LED引线电极(e22)构成；夹板(e3)由LED安装孔(e31)、电极嵌槽(e32)、螺栓孔(e33)、LED定位键槽(e34)构成。

实施例6：

本实施例为大功率LED安装结构设计。附图14为本实施例大功率LED安装剖视图。

本实施例大功率LED安装结构由LED(f1)、夹板(f2)、螺栓(f3)、电极接线端(f4)、电路引线(f5)所组成。其中LED(f1)由LED电极(f11)、LED电极框架(f12)、透镜(f13)构成。

Claims

1、一种大功率LED封装及安装结构，其特征在于，所述大功率LED封装结构由热沉构件、封装透镜、LED芯片、电极构件、键合金丝组成；所述大功率LED安装结构由二次散热构件、LED、夹板、螺栓、电路引线组成。

2、根据权利要求1所述的大功率LED封装及安装结构，其特征在于，

所述LED封装结构热沉构件的上部设有与聚光杯、封闭透镜的装配槽，聚光杯可以为圆台形凹槽、椭圆回旋体或者为抛物线回旋体，芯片焊接位置为圆台凹槽的底或者为回旋体的焦点位置以便符合配光的要求；

所述热沉构件设有装配电极构件的通孔槽或在侧面设有装配电极的凹槽；

所述热沉构件的下部设有大面积基板，所述热沉构件的基板部分作为LED的一个电极，其形状可以为正多边形、圆形；

所述热沉构件的基板上可以设有通孔以便LED装配，基板上表面设有LED定位装配的键槽，下表面设有凹槽，以供电极构件中绝缘导线的镶嵌。

3、根据权利要求1所述的大功率LED封装及安装结构，其特征在于，所述LED封装结构电极构件为环氧树脂浇注包裹电极构成，其装配形式为通孔插入式或者旁侧插入式，电极部分由与键合金丝连接的焊接电极和引出端引线极构成，引线电极可以为绝缘导线式或者铜片引线电极。

4、根据权利要求1所述的大功率LED封装及安装结构，其特征在于，所述LED封装结构LED芯片可为单芯片或者为多芯片式，多芯片式LED结构的热沉中的聚光杯为2-6个，LED芯片分别置于聚光杯中。

5、根据权利要求1所述的大功率LED封装及安装结构，其特征在于，所述LED封装结构封装透镜可以为球面形、平板形，封装透镜与热沉构件装配时，可以通过环氧树脂固化粘接。

6、根据权利要求1所述的大功率LED封装及安装结构，其特征在于，所述LED封装结构热沉构件可以通过用高导热的铜、铝一次冲压而成或者通过自动车床批量加工而成。

7、根据权利要求1所述的大功率LED封装及安装结构，其特征在于，所述LED安装结构中夹板设有与LED键合装配的台阶槽、电路引线的嵌入槽、螺栓通孔，LED装配在夹板和二次散热构件之间，通过螺栓加固，LED基板底面与二次散热构件可紧密接触，减小热阻。