[实用新型]一种基于液态金属基底的软性连接的LED装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种照明光源，尤其涉及一种基于液态金属基底的软性连接的LED装置。

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，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，除此以外在大温差环境下，基板的热膨胀导致芯片在工作状态下存在很大应力，这种应力在芯片很小的时候问题不大，但在大功率LED芯片(45mil以上)时甚至可能导致芯片破裂，这也是制约LED芯片进一步变薄、变大的关键因素。

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，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。

传统的LED封装技术是通过银胶实现芯片与基板之间的连接的，这种连接主要具有散热和固定芯片的两个功能，但是银胶工艺存在以下问题：(1)导热系数不高，而且受到固化工艺的影响导致芯片散热不佳；(2)芯片应力太大，银胶固化以后基板的热膨胀导致芯片在工作状态下存在很大应力，这种应力在芯片很小的时候问题不大，但在大功率LED芯片(45mil以上)时甚至可能导致芯片破裂；(3)银胶对光的吸收，芯片后向散射光大部分被银胶吸收，因此导致这部分的光完全被损耗；(4)银胶工艺复杂，银胶的固化需要在高温150～170度下烘烤近一个小时，这样对于LED芯片以及其他部件存在着热损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于液态金属基底的软性连接的LED装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于液态金属基底的软性连接的LED装置，它包括LED芯片、室温液态金属层、封装基板、结构胶层、荧光胶层、电极、金属焊线。其中，所述LED芯片下表面浸入室温液态金属中，LED芯片与封装基板之间通过室温液态金属层实现无应力软性连接，LED芯片周边覆盖有结构胶层，结构胶层实现LED芯片与封装基板之间的固定连接，LED芯片上覆盖有荧光胶层，封装基板边缘安装正负电极，LED芯片与电极之间由金属焊线连接。

本实用新型的有益效果是：应用本实用新型，将室温液体金属填充在LED芯片和基板之间后，LED芯片产生的热量向基板传导的热阻将极大减小，而且液态金属还会在空隙中产生对流传热，进一步增强了散热效果；另外可以有效避免两者之间因焊接和绑定带来的应力和变形问题，能够避免大温差环境下基板的热膨胀导致芯片产生很大应力，从而有效的解决了芯片进一步变薄、变大的难题；此外液态金属在芯片上形成的镜面反射能够将后向散射光最大限度的利用起来，因此这一工艺过程将使LED光源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，将实现大功率LED封装技术的进步。

附图说明

图1是本实用新型基于液态金属基底的软性连接的LED装置的结构示意图；

图中：LED芯片1、室温液态金属层2、封装基板3、结构胶层4、荧光胶层5、电极6、金属焊线7。

具体实施方式

液态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。这种工艺可以实现芯片与基板之间无应力连接，由于镓合金的导热率远高于银胶(45～80W/m/K)因此导热效果更好，此外镓合金在芯片上形成的镜面反射能够将后向散射光最大限度的利用起来，因此这一工艺过程将实现大功率LED封装技术的进步。

下面结合附图详细说明本实用新型，本实用新型的目的和效果将变得更加明显。