[发明专利]超大功率半导体照明光源基板直冷散热器装置

说明书

技术领域：

本发明涉及散热装置，具体涉及超大功率半导体照明光源基板直冷散热器装置。

背景技术：

现有的发光二极管LED(Light Emitting Diode)是一种直接把电能转化为光能的半导体发光固体器件。具有光效高、能耗低、寿命长、光色纯、体积小、重量轻、工作电压低、响应时间短、无重金属污染、维修费用低等优点，作为新一代绿色照明光源，正得到越来越广泛的应用。

LED对温度非常敏感，PN结温度上升偏大就会影响发光效率和使用寿命，见表1所示。随着结温的上升，发光的峰值波长将发生漂移，会引起与荧光粉激发波长的失配，降低白光LED的整体发光效率，并导致白光色温的改变。同时由于结温的上升会使PN结发光复合的几率下降，LED的亮度就会下降。

如果散热不良引起的结温升高过大时，还会出现热击穿现象，严重影响LED光源的使用寿命。

表1  结温与LED光源寿命及出光率的关系表

  结温(℃)  寿命(小时)  出光率(％)  25  234,000  100  55  75,000  95  85  29,500  87  115  13,300  80  150  6,000  70

现有大功率LED光源散热技术的不足之处是把封装好的芯片基板和散热器作为两个各自独立的器件用导热胶粘结，界面热阻加大，加之散热器普遍效率较低，难以获得理想的散热效果，不适于超大功率的LED光源的散热。

超大功率LED的散热问题是制约其在功能性照明领域发展的一个世界难题。世界著名公司科锐、日亚的LED照明灯具也只达到3W、5W。

国家高技术研究发展计划(863计划)把“半导体照明工程”列为重大项目课题，其研究主要目标是：灯具的热阻≤9℃/W，正常点亮时结温温升≤25℃，工作寿命≥50000小时(光通量下降到初始值的70％)。

图1为现有技术散热方式结构示意图，为了减小结温上升的幅度，现有技术是将大功率LED封装好的芯片基板与金属散热器通过导热胶粘合，把芯片产生的热量传导给散热器，再由散热器将热量散发到空气中。根据实际检测，当环境温度为25℃时，100W的LED灯具在点亮1小时，其各点的温度如表2所示。

表2  100W的LED温升测量数据