[实用新型]一种利用室温液态金属导热的大功率LED光源

说明书

技术领域

本实用新型涉及照明光源，尤其涉及一种利用室温液态金属导热的大功率LED光源。

背景技术

LED光源是新一代绿色照明光源，其耗电量只有普通白炽灯的十分之一，而寿命却长十倍以上。除此之外，LED光源还具有体积小、坚固耐用、色彩丰富等优点。为了满足更高光强的要求，LED光源通过提高单个芯片的输出功率或者采用LED阵列的方式来实现。在理想的情况下，匹配的光学材料和适当的封装结构能够充分发挥LED高效的发光性能，将大部分的电能转化为光。但是由于LED芯片面积非常小，因此大量的热量无法及时散去，因此导致LED工作时温度过高。温度过高对大功率LED光源的输出光强和色温性能有着非常大的影响，特别是LED芯片的PN结长期工作在高温状态，其光学性能会很快衰减，严重影响LED的使用寿命。这是LED封装中需要解决的关键问题。

从LED光源发热特性分析可知，LED封装基板与散热器之间的接触热阻严重影响LED的散热性能，特别当封装基板与散热器之间的表面不平整时，解决这一问题的方法在于利用导热硅胶或其他导热材料来填充在两个表面之间。但是这些材料导热系数非常小而且容易老化，影响器件的散热和长期稳定性。如何在低成本的前提下，采用更好的冷却方式，使LED光源工作在更低的温度上工作，获得更高的发光效率，更长的寿命，更高的可靠性，是本实用新型要解决的关键问题。

液体金属是一种在常温下(如摄氏100度以下)呈现为液态的金属，这种材料具有导热系数大，常温下具有流动性，能渗透到非常细微的空间中，能够用来减小两种不同材料间的接触热阻。200510108394.3公开了一种利用液态金属冷却集成芯片的方法，这种方法主要针对集成芯片散热，通过在两个热界面间加入液态金属减小热阻。本实用新型要解决的LED芯片散热问题与集成芯片散热不同的是，LED芯片必须要安装在特定结构的封装基板上，封装基板上设置有LED芯片的引出导线、光学反射装置以及荧光胶层的安装装置，封装基板与散热器之间的接触热阻是需要解决的主要问题。本实用新型充分利用LED封装基板的特性，改变封装基板和散热器之间接触面的形态，使两个接触面形成相互咬合的凹凸表面，大大增加了两者之间的接触面积，同时利用液态金属的渗透性和流动性将两个接触面之间的空隙充满液态金属，利用液态金属的高导热性改善封装基板和散热器之间散热，这种方法能够从根本上解决封装基板和散热器之间接触热阻过大的问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用室温液态金属导热的大功率LED光源。

一种利用室温液态金属导热的大功率LED光源包括LED芯片、凹形封装基板、室温液态金属层、密封层、散热器、荧光胶层；LED芯片安装在凹形封装基板上，凹形封装基板上设有光学反射面，LED芯片上覆盖有荧光胶层，凹形封装基板安装在散热器上，凹形封装基板与散热器之间具有空隙，并由密封层密封，空隙内被室温液态金属层充满。

一种利用室温液态金属导热的大功率LED光源包括LED芯片、板形封装基板、室温液态金属层、密封层、散热器、荧光胶层；LED芯片安装在板形封装基板上，LED芯片上覆盖有荧光胶层，板形封装基板安装在散热器上，板形封装基板与散热器之间具有空隙，并由密封层密封，空隙内被室温液态金属层充满，板形封装基板与散热器之间设有凹凸结构。

一种利用室温液态金属导热的大功率LED光源包括LED芯片、碗形封装基板、室温液态金属层、密封层、散热器、荧光胶层；LED芯片安装在碗形封装基板上，碗形封装基板上设有光学反射面，LED芯片上覆盖有荧光胶层，碗形封装基板安装在散热器上，碗形封装基板与散热器之间具有空隙，并由密封层密封，空隙内被室温液态金属层充满，碗形封装基板与散热器之间设有凹凸结构。

所述的凹凸结构是截面为方形、梯形、三角形、圆形的条状或点状凸起物或凹陷面。

所述的室温液态金属层是一种在摄氏100度以下就呈现为液态的金属或合金，包括以下元素的至少一种：镓、铟、锌、锡、镁、铜或金。

所述的散热器是翅片形散热器或者热管散热器。

所述的密封层是由硅胶或者环氧树脂材料构成的薄层。