[实用新型]一种LED灯具的散热结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造工艺领域，更具体地，涉及一种LED灯具的散热结构。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件。作为目前全球最受瞩目的新一代光源，LED因其高亮度、长寿命、无毒、可回收再利用等优点，被称为是二十一世纪最有发展前景的绿色照明光源。

LED的“心脏”是一个半导体芯片，芯片的一端是负极，另一端连接电源的正极，整个芯片被环氧树脂封装起来。LED的半导体芯片由两部分组成，一部分是P型半导体，其空穴占主导地位；另一部分是N型半导体，其电子占主导地位。将芯片中的这两种半导体连接起来，它们之间就形成了一个“PN结”。当电流通过导线作用于这个芯片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量。这就是LED发光的原理。

LED灯具虽然节能，但与一般白炽灯一样，在其中一部分电能转化为光的过程中，另外一部分电能将转化成热量。尤其是LED作为点状发光光源，其所产生的热量也集中在极小的区域(即热点区域)。若产生的热量无法及时散发出去，PN结的结温将会迅速升高，这将降低LED灯具的发光效率，加速芯片和封装树脂的老化。严重时还可能使焊点融化，导致芯片失效，进而直接影响LED灯具的使用寿命与发光表现。尤其是大功率LED，其发热量更大，对散热技术的要求就更高。可以说，散热问题直接关系到LED灯具的发展前景。

现有的LED灯具通常采用散热器进行散热。请参阅图1，图1是现有技术的一种LED灯具的结构示意图。如图1所示，该LED灯具的形式为在上表面设有LED芯片101的基板102(材质通常为铝，热导系数为237W/mK)下方安装一个散热器104(材质通常为铝，热导系数为237W/mK)，通过基板102与散热器104表面的直接接触方式，将LED芯片101发出的热能由基板102传递至散热器104，再通过散热器104将接收的热能散发出去。由于用作基板或散热器材质的铝热导率相对来说不算太高，因此，其散热效果也有限，会在基板上形成热点。如果LED灯具长期工作产生的热能无法被及时导出，形成热阻，将加大LED的光衰，以致缩短LED灯具的使用寿命。

针对上述问题，一般的改进方法是通过增加基板的面积和重量来加快散热，但这会带来整个LED灯具的体积增大，重量增加。特别是针对大功率LED光源，此种方式在成本提高的同时，将使LED本身具有的轻便优势丧失殆尽，因而难以推广使用。

目前，LED的散热效果依旧是影响LED灯具品质和性价比的重要因素，制约着LED灯的发展。要提升LED产品的散热能力，除了从芯片设计角度进一步提升LED的发光效率外，另一个关键点就在于寻找一种可以将灯具热量快速带走的散热方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种LED灯具的散热结构，通过在LED灯具的基板与散热器表面之间设置相密合的石墨烯膜，对LED灯具进行散热，利用石墨烯膜具有的更好的导热和散热效果，可迅速带走LED芯片产生的热能，使LED芯片中PN结的温度更低，从而有效地提高了LED的发光效率，延长了LED的寿命，提升了LED灯具的质量。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种LED灯具的散热结构，包括上下设置的LED芯片、基板、散热器，所述基板与所述LED芯片电连接，其特征在于，在所述基板的下表面和所述散热器的上表面之间水平设有相密合的第一石墨烯膜；其中，所述第一石墨烯膜可将自所述基板接收的由所述LED芯片发出的热能沿所述第一石墨烯膜的水平方向传递，使所述基板处于均热状态，并通过所述散热器进行散热。

优选的，所述第一石墨烯膜可通过贴片、喷涂或化学气相沉积方式密合连接在所述基板的下表面及所述散热器的上表面之间。

优选的，还包括第二石墨烯膜，所述第二石墨烯膜将所述散热器的全部散热表面包覆并密合。

优选的，所述第二石墨烯膜可通过喷涂或化学气相沉积方式将所述散热器的全部散热表面包覆并密合连接。

优选的，还包括第三石墨烯膜，所述第三石墨烯膜密合设于所述基板的上表面之上，并与设于所述基板上表面的所述LED芯片保持绝缘。

优选的，所述第三石墨烯膜密合覆盖至所述基板的上表面边部。

优选的，所述第三石墨烯膜可通过贴片或喷涂方式与所述基板的上表面密合连接。

优选的，所述基板、所述散热器具有镜面表面。