[实用新型]一种LED芯片平板热管集成封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大功率多芯片LED的封装结构，尤其是涉及一种LED芯片平板热管集成封装结构。

背景技术

随着LED半导体照明向高集成化、高功率方向发展，LED基板上封装的芯片越来越多，由此引发的芯片热流密度越来越高。目前，大功率LED集成封装结构,尤其是多芯片集成封装结构,最常用的封装基板是铜基板、铝基板,其热导率分别高达398W/mK、180W/mK,已越来越难以满足大功率LED散热的需求。

针对大功率多芯片LED封装结构出现的散热难题，目前已有研究者提出采用平板热管与LED芯片封装进行散热，如专利CN201220000690.7、CN201020539446.9、CN200920313589.5、CN200920302793.7等。但上述公开的平板热管蒸发面和冷凝面均是由上下两块金属盖板焊接拼合而成，LED芯片材料热膨胀系数与金属材料热膨胀系数不匹配、易导致严重的热应力失效问题；同时制作电路层前均需要在金属材料表面制作绝缘层,由于绝缘层的热导性差，显著增大了热阻，从而为LED芯片的散热带来了难题。

AlN陶瓷以其高热导率、绝缘性、又与LED芯片材料热膨胀系数匹配优良的物理化学性能,决定了它可用于大功率半导体器件的绝缘基片、封装基片、散热基片。采用AlN陶瓷作为平板热管的蒸发面、并与LED芯片直接封装贴合，目前尚未见有相关报道。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题是提供一种LED芯片平板热管集成封装结构，导热快、封装基板与LED芯片的热应力比较小。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种LED芯片平板热管集成封装结构，包括透明硅胶、多个LED芯片、电路层、平板热管、散热翅片；

所述LED芯片以矩阵排列的方式分布于所述电路层的上表面，所述电路层直接设置在平板热管的蒸发面上，所述平板热管的冷凝面与散热翅片形成可拆卸式紧固连接，所述透明硅胶直接设置于若干LED芯片和电路层之上，将LED芯片封装于透明硅胶内；

所述平板热管的蒸发面为一平面ALN绝缘陶瓷板，所述平板热管的冷凝面朝向蒸发面的一侧，沿着远离蒸发面的方向下凹形成凹腔；所述蒸发面朝向凹腔的一侧具有多孔毛细吸液芯结构，该多孔毛细吸液芯结构包括一圆环板，所述圆环板的表面沿着轴向具有多孔结构；所述圆环板表面设有的呈辐射状分布的内凹槽，所述内凹槽的两端分别连通至圆环板的内周和外周；所述冷凝面朝向蒸发面的一侧上设有薄层多孔吸液芯结构；

所述多孔毛细吸液芯结构与薄层多孔吸液芯结构直接贴合并置于所述凹腔内，所述蒸发面和薄层多孔吸液芯结构分别位于所述圆环板的上表面和下表面，使得圆环板圆心处的空腔形成一密封腔体；所述冷凝面的外周侧壁预留有抽真空与灌液口。

在一较佳实施例中：所述多个LED芯片均为封装引脚同向且朝上的LED芯片；LED芯片的底面与蒸发面通过金锡银浆焊料焊接；所述LED芯片远离蒸发面的一面设有所述封装引脚，封装引脚通过高导电率的金属导线串并联后直接与电路层的正负极分别连接。

本实用新型与其它在平板热管上直接封装LED芯片的结构相比具有以下优点：

1)采用AlN绝缘陶瓷板替代传统金属材料作为平板热管的蒸发面，AlN绝缘陶瓷板不仅具有高绝缘性、高导热率，其热膨胀系数与LED芯片材料匹配良好，从而大大减少了封装基板与LED芯片的热应力；

2)相对于传统LED封装结构，本实用新型直接在平板热管蒸发面上设置LED芯片结构，在电路层与平板热管之间少设置了一层绝缘层，利用ALN良好的导热性实现LED热量的快速散失，显著减少了系统热阻，大大提升了散热效率，进而减小了LED芯片的结温，延长了LED的使用寿命及可靠性。

附图说明

图1为本实用新型LED芯片平板热管集成封装结构剖视图；

图2为本实用新型LED芯片集成封装到平板热管蒸发面剖视图；

图3为本实用新型平板热管的爆炸示意图；

图4为本实用新型平板热管蒸发面电路图形和芯片焊接区域示意图；

图5为本实用新型平板热管蒸发面电路及金锡银浆焊接区域示意图；

图6为本实用新型LED芯片集成封装到平板热管蒸发面俯视图；

图7为本实用新型平板热管蒸发面内凹槽吸液芯结构示意图；

图8为本实用新型制造蒸发面内凹槽吸液芯结构使用的模具示意图；

图9为本实用新型制造冷凝面吸液芯结构使用的模具示意图。

具体实施方式