CN201487854U

CN201487854U - 高热导led灯

Info

Publication number: CN201487854U
Application number: CN2009201633631U
Authority: CN
Inventors: 庄育丰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-07-08

Abstract

本实用新型是有关一种高热导LED灯，主要包括有由高热导率陶瓷材料构成的基板，并于该基板上直接设有预先设计的金属电路，金属电路上设置预定数量的LED，金属电路并连结外部电源，必要时于基板另一端设置散热层，当点亮LED时，LED产生的热可迅速的被高导热基板所传导、散热，或由散热层迅速的散热，本实用新型采用非金属的高热导基板，可于基板上直接设置电路，可摒除现有技术的于金属基板上构装LED芯片，采用绝缘层影响LED芯片的散热效能，太厚散热效能差，太薄又失去绝缘效能的缺陷。

Description

高热导LED灯

技术领域

本实用新型属高热导LED灯技术领域，提供照明使用，具有极佳的导热、散热效果，并直接将LED构装于非金属基板以简化LED构装结构。

背景技术

目前，LED是发光二极管(Light-emitting Diode)的缩写，是半导体材料制成的固态发光元件，材料使用III-V族化学元素(如：磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)等)，发光原理是将电能转换为光，也就是对化合物半导体施加电流，通过电子与电洞(又称空穴，Electron hole)的结合，过剩的能量会以光的形式释出，达成发光的效果，属于冷性发光，寿命长达十万小时以上。LED最大的特点在于：无须暖灯时间(idling time)、反应速度快、体积小、用电省、耐震、污染低、适合量产，具高可靠度，容易配合应用上的需要制成极小或阵列式的元件。但是，因为LED是固态照明，即是利用芯片通电，量子激态回复发出能量(光)，在发光的过程中，芯片内的光能量并不能完全传至外界，不能出光的能量，在芯片内部及封装体内便会被吸收，形成热。LED一般的转换效率约只有10％～30％，所以1W的电，只有不到0.2W变成你可以看见的光，其它都是热，若不散热，这些热量累积会对芯片效率及寿命造成损伤。故要以高效率LED运用于照明设备首先要解决散热的问题。

以LED散热专利为例，台湾新型M314505号“高功率LED灯泡散热结构”专利(2007年06月21日专利公告资料参照)，主要是于一灯头上固定有一底基板，该底基板的顶面支撑固定有至少一支热导管，热导管套设固定有两个以上散热片及一顶基板，顶基板的顶面设有对应热导管数量的高功率LED，该高功率LED的底面粘结支撑于热导管的顶端。台湾新型第M314433号“发光二极体封装之散热模组”专利(2007年06月21日专利公告资料参照)，该散热模组包含：一LED电路板；一散热块，包括两个以上散热片；以及一散热胶材，借以直接固定该LED电路板于该散热块上；其中在该LED电路板与该散热块之间，不具有一金属基板。台湾发明第I260798号“高散热发光二极体”专利(2006年08月21日专利公告资料参照)，至少包括：一多孔隙材料层；一热传导层，设于该多孔隙材料层表面；以及一芯片，设于该热传导层，由该热传导层将该芯片所发出之热量传导至该多孔隙材料层，并由该多孔隙材料层将该热量对流至外部。由以上专利可知现有技术的LED散热大都采用金属散热片，或结合热导管、致冷芯片、均热板、散热风扇等方式为之，普遍具有散热效果不佳、散热速度不够迅速、散热模块结构复杂、成本高等缺陷。而LED芯片的构装方式，以台湾新型第M311116号“发光二极体载板之印刷电路板结构改良”专利为例(2007年05月01日专利公告资料参照)，其包括有：一基板；一第一绝缘层，该第一绝缘层层迭于上述基板的一面上；一铜层，该铜层层迭于上述第一绝缘层的一面上，且该铜层上具有第二绝缘层；以及表层，该表层迭于上述铜层的一面上且邻近于第二绝缘层的一侧；其中，该基板可为铝板、铝片。该专利于铝质金属基板上构装LED芯片，由于构装的基板为金属材质，故必需于该基板的一面层迭一绝缘层，但是该绝缘层的设置将会影响LED芯片的散热效能，太厚散热效能差，太薄又失去绝缘效能，这是该专利的缺陷。这个缺陷就是现有技术存在的最大缺陷，这个缺陷也成为业界亟待克服的难题。

实用新型内容

本实用新型发明人鉴于现有技术的缺陷，经不断研究、改良后，终有本实用新型的研创成功，公诸于世。

因此，本实用新型的主要目的在提供一种高热导LED灯，主要包括有由高热导率陶瓷材料构成的基板，并于该基板上直接设有预先设计的金属电路，金属电路上设置预定数量的LED，金属电路并连结外部电源，必要时于基板另一端设置散热层，当点亮LED时，LED产生的热可迅速的被高导热基板所传导、散热，或借由散热层迅速的散热，本实用新型采用非金属的高热导基板，可于基板上直接设置电路，可摒除现有技术于金属基板上构装LED芯片，必须于金属基板上采用绝缘层，而影响LED芯片的散热效能，太厚散热效能差，太薄又失去绝缘效能的缺陷，具有简化LED构装结构及快速散热的功效。

本实用新型前述高热导率陶瓷材料构成的基板由不导电且导热、散热效果好的的非金属材料构成，而以：氮化铝AlN、碳化硅SiC、氧化铍BeO、六方氮化硼BN为佳。

附图说明

图1是本实用新型实施例组立截面图。

主要元件符号说明：

1基板，2金属电路，3LED，4散热层。

具体实施方式

为达成本实用新型前述目的的技术手段，现在列举一实施例，并配合附图说明如后，可由之对本实用新型的结构、特征及所达成的功效，获得更好的了解。

首先，请参阅图1所示，由图可知本实用新型主要包括有由高热导率陶瓷材料构成的基板1，并于该基板1上直接设有预先设计的金属电路2，金属电路2上设置预定数量的LED3，金属电路2可连结图未示的外部电源，以提供所需电力，必要时可于基板1另端设置散热层4，来提高散热效率。当点亮LED时，LED产生的热可迅速的被高导热基板1所传导而散热，或借由散热层4迅速的散热，本实用新型采用非金属的高热导基板1，由于基板1本身为绝缘材料，可直接于基板1上设置金属电路2，可摒除现有技术于金属基板上构装LED芯片，必须先于金属基板上采用绝缘层，而影响LED芯片的散热效能，太厚散热效能差，太薄又失去绝缘效能的缺陷，具有简化LED构装结构及快速散热的功效。

本实用新型前述高热导率陶瓷材料构成的基板1是由不导电且导热、散热效果好的非金属材料构成，而以：氮化铝AlN、碳化硅SiC、氧化铍BeO、六方氮化硼BN为佳。固体材料导热的机制有两种，一种是通过自由电子进行热的传递，这是金属材料导热的主要机制。另一种是通过点阵或晶格振动，即通过晶格波或热波来进行热的传递，这即是本实用新型高热导率陶瓷材料的机制。具有如下特性：

1.高热导率晶体都是共价键晶体或共价键很强的晶体，这一点可以保证晶体极高的键强和极强的键方向性，使晶体结构基元的热起伏限制到最低限度。

2.高热导率晶体结构基元的种类数少，原子量或平均原子量较低。而结构基元种多和质量高都会增强对晶格波的干扰和散射，从而使导热率降低。

3.对于某些层状结构的晶体来说，沿层片方向强的共价键结合可以保证沿层片方向有高的热导率。

如此而达本实用新型设计目的，堪称一实用的技术方案。

综上所述，本实用新型所揭露的一种高热导LED灯为昔所无，亦未曾见于国内外公开的刊物上，已具有新颖性的专利要件，又本实用新型确可摒除现有技术的缺陷，并达成设计目的，亦已充分符合实用新型的实用性专利要件，于是依法提出申请。

但是，以上所述，仅为本实用新型的一较佳可行的实施例而已，并非用以拘限本实用新型的范围，凡是本领域普通技术人员，运用本实用新型说明书及权利要求所作的等效结构变化，理应包括于本实用新型的专利范围内。

Claims

1.一种高热导LED灯，其特征在于，主要包括有：由高热导率陶瓷材料构成的基板，所述基板上直接设有预先设计的金属电路，所述金属电路上设置有预定数量的LED。

2.如权利要求1所述的高热导LED灯，其特征在于，所述由高热导率陶瓷材料构成的基板选自氮化铝AlN、碳化硅SiC、氧化铍BeO、六方氮化硼BN中至少一种。

3.如权利要求1所述的高热导LED灯，其特征在于，所述基板另一端设置散热层。