[发明专利]液体封装的大功率LED装置以及LED装置的封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及照明光源领域，具体涉及液体封装的大功率LED装置以及一种LED装置的封装方法。

背景技术

大功率LED作为照明光源具有体积小、耗电少、发热少、寿命长、响应速度快、安全电压低、耐候性好、方向性好等优点。因此大功率LED被广泛用于路灯、投光灯照明。

对于LED的封装，尤其是大功率LED的封装，给LED芯片快速有效地散热是封装技术要解决的核心问题。大功率LED芯片在工作时，结区会产生大量的热量，如果结区的热量不能及时得到扩散，就会导致LED发光效率降低、使用寿命减少。目前常规的LED封装技术是将LED芯片贴在支架上包裹在像环氧树脂一类的透明材料内，而一般的透明的树脂、玻璃等材料都是阻热材料，无法有效传递热量；这就导致LED芯片产生的热量只能通过衬底传递给支架然后扩散到外界，然而一般的衬底材料热导率不高，因此LED芯片的衬底成为了热通道的瓶颈。为了有效解决大功率LED芯片的散热问题，就不得不采用倒装结构封装，激光剥离衬底等封装技术，但是，成本相对较高。

近年来国内外相继出现一些液体封装LED的方法，都是希望通过液体的对流来对LED进行散热，但是这些方法没有把握住为LED芯片散热的核心。其中一部分封装方法的核心是用液体包裹LED灯珠，以达到对LED进行散热的目的。但是，从理论上分析，用液体包裹LED灯珠只是二次散热，无法从根本上解决LED芯片散热的问题，前文我们分析过常规的LED灯珠、尤其是大功率LED灯珠其散热的瓶颈在于LED芯片产生的热量无法快速地从透明树脂或衬底传导出去；那么用液体去包裹LED灯珠，液体只能给LED灯珠的树脂壳体散热，根本无法给LED芯片进行散热。现有技术中，也有人选择用液体去封装LED芯片而不是封装LED灯珠，但是却选择用树脂、塑料、玻璃等透明壳体封装液体和LED芯片。如前文所述现有的透明材料基本都是阻热材料，即使封装液体通过对流有效地将LED芯片产生的热量带走，但是液体无法将热快速地扩散到外界空气中去，因为包裹液体的透明壳体是阻热材料，它严重减缓了液体与外界的热交换。因此这类封装方法并不能真正有效解决LED的散热问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有大功率LED封装技术存在的散热困难、显色指数低等问题。

本发明提供的液体封装的大功率LED装置，包括金属壳体，所述金属壳体包括开口、内侧面、外侧面、内底面以及与所述内底面相对设置的外底面，所述腔体开口、内侧面、内底面形成一腔体，所述开口面积大于所述内底面面积，所述内底面中央设置有底板，所述底板上设置有LED芯片阵列，所述开口处设置有透明挡板，透光绝缘液体通过所述透明挡板密封在所述腔体内。

优选的，所述LED芯片阵列由红色、绿色、蓝色、黄色LED芯片中的两者或者两者以上按照预定数量以及预定间距排列而成。

优选的，所述金属壳体的外侧面以及外底面上设置有散热片或散热柱结构。

本发明还提供了一种大功率LED装置的封装方法，包括以下步骤：提供一种底板，将LED芯片阵列固定在底板上；提供一种金属壳体，将所述底板设置在金属壳体上，其中，所述金属壳体包括开口、内侧面、外侧面、内底面以及与所述内底面相对设置的外底面，所述腔体开口、内侧面、内底面形成一腔体，所述开口面积大于所述内底面面积；在所述开口处设置透明挡板；将所述透光绝缘液体通过所述透明挡板密封在所述腔体内。

优选的，所述将LED芯片阵列固定在底板上包括，将红色、绿色、蓝色、黄色LED芯片中的两者或者两者以上按照预定数量以及预定间距排列在底板上。

优选的，所述将透光绝缘液体密封在所述腔体内之后，还包括，在所述金属壳体上设置将液体与外界连通的管道。

为了克服现有液体封装LED技术所存在的问题，本发明采用将LED芯片阵列置于高热导率的底板上，再将底板安置于金属壳体内，然后在芯片上方填充液体密封。该方案的优点在于，给LED芯片提供了双散热通道；一方面，芯片产生的热量通过高热导率的底板快速传递给金属壳体，然后金属壳体快速地将热量传递到空气中去；另一方面芯片所产生的热量能直接通过液体的对流传递给金属壳体，然后金属壳体再快速地将热量传递到空气中去。

同时本发明中的LED阵列是由多种单色芯片组合而成，可以实现多色彩照明。若是组合成白光照明，相比现有荧光粉封装的白光LED具有更高的显色指数、更高的光效，而且色温可调。

附图说明

图1是本发明实施例一中大功率LED装置的截面图；

图2是本发明实施例一中大功率LED装置的立体图；

图3是本发明实施例一中另一大功率LED装置的立体图；