本發(fā)明涉及l(fā)ed光源領(lǐng)域，具體地涉及用于led芯片的散熱裝置以及使用該裝置的led光源。
背景技術(shù)：
：目前l(fā)ed光源已廣泛應(yīng)用于各個(gè)照明領(lǐng)域，具有體積小、耗電低、亮度高等優(yōu)勢(shì)。隨著led的普及以及對(duì)其功率的需求，led顯示出其優(yōu)越的性能，尤其是道路、隧道、汽車等照明需要較大的功率，相應(yīng)產(chǎn)生的熱量也更多。因此，散熱便成為一大問題，如果熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，則會(huì)導(dǎo)致led芯片的光衰減，降低發(fā)光效率。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，溫度每上升10攝氏度，壽命下降一半，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)筶ed失效，因此，高效率的散熱裝置，是提升led壽命的關(guān)鍵。中國申請(qǐng)專利cn104214739a公開了一種大功率led散熱裝置，其在led光源底面貼覆導(dǎo)熱基板，在led光源與基板之間設(shè)置單層石墨烯基界面，并在led光源底面與單層石墨烯基界面的接觸界面上填充石墨烯與導(dǎo)熱膠粘劑的復(fù)合層。該方案利用單層石墨烯基界面將led光源產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給基板，提高散熱效率。然而，這種方案有比較明顯的缺點(diǎn)：該方案僅在led光源的底面設(shè)置散熱系統(tǒng)，而未對(duì)頂面（發(fā)光面）進(jìn)行處理。在led光源工作時(shí)，聚集在頂面的熱量缺乏快速、有效的散熱手段，仍會(huì)導(dǎo)致熱量積聚，影響led的散熱。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了用于led芯片的散熱裝置以及使用該裝置的led光源。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種led芯片的散熱裝置，所述裝置包括：設(shè)于led芯片底面的導(dǎo)熱基板，設(shè)于led芯片頂面的透明導(dǎo)熱片，所述透明導(dǎo)熱片覆蓋led芯片頂面，其面積大于或等于led芯片頂面的面積，并且在所述透明導(dǎo)熱片與所述基板之間設(shè)有第一導(dǎo)熱材料。進(jìn)一步地，所述透明導(dǎo)熱片為無色透明單晶氧化鋁(al2o3)、無色透明多晶氧化鋁(al2o3)、無色透明單晶碳化硅(sic)、無色透明單晶氧化鎂(mgo)、無色透明鎂鋁尖晶石(mgal2o4)、無色透明尖晶石型氮氧化鋁(alon)、無色透明氧化釔陶瓷（y2o3）、無色透明釔鋁石榴石（y3al5o12）或金剛石單晶片。進(jìn)一步地，所述透明導(dǎo)熱片的透光率大于95%，熱導(dǎo)率大于5w/(m·k)，厚度為0.1-5mm。進(jìn)一步地，在所述透明導(dǎo)熱片與led芯片頂面之間，設(shè)有第二導(dǎo)熱材料。進(jìn)一步地，在led芯片底面與所述導(dǎo)熱基板之間，設(shè)有第三導(dǎo)熱材料。進(jìn)一步地，在所述第一導(dǎo)熱材料與所述透明導(dǎo)熱片之間，設(shè)有第四導(dǎo)熱材料。進(jìn)一步地，在所述第一導(dǎo)熱材料與導(dǎo)熱基板之間，設(shè)有第五導(dǎo)熱材料。進(jìn)一步地，所述第一導(dǎo)熱材料為高導(dǎo)熱且具有一定柔性的材料，包括熱解石墨膜、膨脹石墨膜、石墨烯膜、碳納米管膜、復(fù)合導(dǎo)熱石墨膜、鋁箔、銅箔等，厚度為10-500微米，熱導(dǎo)率大于150w/(m·k)。進(jìn)一步地，所述第二導(dǎo)熱材料為透明導(dǎo)熱膠，厚度5-50微米，透光率超過95%。進(jìn)一步地，所述第三導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱脂或者金屬基導(dǎo)熱墊片，厚度10-500微米。進(jìn)一步地，所述第四導(dǎo)熱材料和/或第五導(dǎo)熱材料為導(dǎo)熱膠或者導(dǎo)熱脂，厚度10-500微米。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種led光源，包括：led芯片，和上述任意一種方案的散熱裝置。本發(fā)明提出的用于led芯片的散熱裝置以及使用該裝置的led光源，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢(shì)：使用透明導(dǎo)熱片與第一導(dǎo)熱材料在led芯片的頂面構(gòu)成導(dǎo)熱系統(tǒng)，在不影響發(fā)光的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)芯片兩面同時(shí)散熱，比現(xiàn)有的單面（底面）散射系統(tǒng)更有利于熱量的散失，可有效提高器件的使用壽命。附圖說明圖1為本發(fā)明的散熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1為第一導(dǎo)熱材料，2為第二導(dǎo)熱材料，3為第三導(dǎo)熱材料，4為第四導(dǎo)熱材料，5為第五導(dǎo)熱材料，6為led芯片，7為導(dǎo)熱基板，8為透明導(dǎo)熱片。圖2為本發(fā)明的散熱裝置結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖。其中，2為第二導(dǎo)熱材料，3為第三導(dǎo)熱材料，6為led芯片，8為透明導(dǎo)熱片。圖3為本發(fā)明不同實(shí)施方式的散熱裝置的溫度變化曲線。具體實(shí)施方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，不必釆用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的結(jié)構(gòu)、電路、材料或方法。在整個(gè)說明書中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著，結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。以下參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。在以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的描述中，附中各個(gè)元素的尺寸、比例及位置關(guān)系只是示例性的，所圖示的各元件之間的連接方式也只是為了進(jìn)行說明，其均不用于限制本發(fā)明。實(shí)施例1參照?qǐng)D1，使用的led芯片6為歐司朗成品led芯片（型號(hào)：leuwd1w501），芯片面積2cm×2cm，額定功率11w。單晶氧化鋁透明導(dǎo)熱片8的厚度為300微米，面積為2cm×2cm，熱導(dǎo)率23w/(m·k)。選擇熱解石墨膜作為第一導(dǎo)熱材料1，厚度為40微米，尺寸為10cm×10cm，熱導(dǎo)率大于500w/(m·k)。在led芯片6底面（下表面）設(shè)置導(dǎo)熱鋁基板7，在led芯片6頂面（上表面）設(shè)置單晶氧化鋁透明導(dǎo)熱片8。具體組裝工藝包括如下步驟：（1）單獨(dú)成型帶有翅片的導(dǎo)熱鋁基板7；（2）透明導(dǎo)熱片8與led芯片6頂面之間設(shè)第二導(dǎo)熱材料2，所述第二導(dǎo)熱材料2為透明pet導(dǎo)熱膠，厚度10微米；（3）led芯片6與導(dǎo)熱鋁基板7之間設(shè)第三導(dǎo)熱材料3，所述第三導(dǎo)熱材料3為導(dǎo)熱硅脂，厚度80微米，熱導(dǎo)率2w/(m·k)；（4）選擇熱解石墨膜作為第一導(dǎo)熱材料1，裁剪并使其中間鏤空，中間鏤空的面積小于透明導(dǎo)熱片8的面積，但不遮蓋led芯片6的發(fā)光部分，這樣可以使熱解石墨膜不阻擋led芯片發(fā)光，并且保證熱解石墨膜的鏤空區(qū)域邊緣可與透明導(dǎo)熱片的邊緣充分接觸實(shí)現(xiàn)良好的熱傳導(dǎo)。石墨膜的四周可以是任意形狀，但能夠與導(dǎo)熱鋁基板7接觸。為進(jìn)一步提高熱傳導(dǎo)效率，在第一導(dǎo)熱材料1與透明導(dǎo)熱片8的邊緣之間施加第四導(dǎo)熱材料4（導(dǎo)熱膠，厚度5微米），在第一導(dǎo)熱材料膜1與導(dǎo)熱鋁基板7之間施加第五導(dǎo)熱材料5（導(dǎo)熱膠，厚度5微米）；（5）上述單晶氧化鋁透明導(dǎo)熱片8、第一導(dǎo)熱材料1、第二導(dǎo)熱材料2、第三導(dǎo)熱材料3、第四導(dǎo)熱材料4、第五導(dǎo)熱材料5和導(dǎo)熱鋁基板7進(jìn)行裝配得到led芯片6的散熱裝置。led芯片6用直流電源驅(qū)動(dòng)，采用恒流模式，工作電流0.622a。在距離led芯片4cm、6cm、8cm和10cm處測(cè)量照度分別為20500流明、40900流明、88600流明和145800流明。發(fā)光2000秒后測(cè)量led芯片6的溫度達(dá)到極值，為99.7°c，并且隨時(shí)間延長(zhǎng)led芯片6的溫度基本保持恒定。對(duì)比例1led芯片6的散射裝置結(jié)構(gòu)基本與實(shí)施例1同，但不使用如下材料：?jiǎn)尉а趸X透明導(dǎo)熱片7，第一、第二、第四和第五導(dǎo)熱材料。具體地，使用的led芯片6為歐司朗成品led芯片（型號(hào)leuwd1w501，與實(shí)施例1完全相同），芯片面積2cm×2cm，額定功率11w。led芯片6與導(dǎo)熱鋁基板7之間設(shè)有第三導(dǎo)熱材料3，所述第三導(dǎo)熱材料3為導(dǎo)熱硅脂，厚度80微米，熱導(dǎo)率2w/(m·k)。第三導(dǎo)熱材料3和導(dǎo)熱鋁基板7進(jìn)行裝配得到led芯片6的散熱裝置。led芯片用直流電源驅(qū)動(dòng)，采用恒流模式，電流0.622a。在距離led芯片4cm、6cm、8cm和10cm處測(cè)量照度分別為18700流明、37800流明、77200流明和128000流明。發(fā)光2000秒后測(cè)量led芯片6的溫度達(dá)到極值，為107.9°c，并且隨時(shí)間延長(zhǎng)led芯片6的溫度基本保持恒定。實(shí)施例2使用的led芯片6為歐司朗成品led芯片（型號(hào)leuwd1w501，與實(shí)施例1完全相同），芯片面積2cm×2cm，額定功率11w。透明導(dǎo)熱片8為單晶碳化硅，其厚度為400微米，大小為2cm×2cm，熱導(dǎo)率300w/(m·k)。第一導(dǎo)熱材料1為熱解石墨膜，厚度為40微米，尺寸為10cm×10cm，熱導(dǎo)率大于500w/(m·k)。在led芯片6底面（下表面）設(shè)置導(dǎo)熱鋁基板7，在led芯片6頂面（上表面）設(shè)置單晶碳化硅透明導(dǎo)熱片8。具體組裝工藝包括如下步驟：（1）單獨(dú)成型帶有翅片的導(dǎo)熱鋁基板7；（2）透明導(dǎo)熱片8與led芯片6頂端之間設(shè)有第二導(dǎo)熱材料2，所述第二導(dǎo)熱材料2為透明pet導(dǎo)熱膠，厚度10微米；（3）led芯片6與導(dǎo)熱鋁基板7之間設(shè)有第三導(dǎo)熱材料3，所述第三導(dǎo)熱材料3導(dǎo)熱硅脂，厚度80微米，熱導(dǎo)率2w/(m·k)；（4）選擇熱解石墨膜作為第一導(dǎo)熱材料1，裁剪并使其中間鏤空，中間鏤空的面積小于透明導(dǎo)熱片8的面積，但不遮蓋led芯片6的發(fā)光部分，這樣可以使熱解石墨膜不阻擋led芯片發(fā)光，并且保證熱解石墨膜的鏤空區(qū)域邊緣可與透明導(dǎo)熱片的邊緣充分接觸實(shí)現(xiàn)良好的熱傳導(dǎo)。石墨膜的四周可以是任意形狀，但能夠與導(dǎo)熱鋁基板7接觸。為進(jìn)一步提高熱傳導(dǎo)效率，在第一導(dǎo)熱材料1與透明導(dǎo)熱片8的邊緣之間施加第四導(dǎo)熱材料4（導(dǎo)熱膠，厚度5微米），在第一導(dǎo)熱材料膜1與導(dǎo)熱鋁基板7之間施加第五導(dǎo)熱材料5（導(dǎo)熱膠，厚度5微米）；（5）通過單晶碳化硅透明導(dǎo)熱片8、第一導(dǎo)熱材料1、第二導(dǎo)熱材料2、第三導(dǎo)熱材料3、第四導(dǎo)熱材料4、第五導(dǎo)熱材料5和導(dǎo)熱鋁基板7進(jìn)行裝配得到led芯片6的散熱裝置。led芯片6用直流電源驅(qū)動(dòng)，采用恒流模式，工作電流0.622a。在距離led芯片4cm、6cm、8cm和10cm處測(cè)量照度分別為30100流明、51600流明、100300流明和191600流明。發(fā)光2000秒后測(cè)量led芯片6的溫度達(dá)到極值，為85.3°c，并且隨時(shí)間延長(zhǎng)led芯片6的溫度基本保持恒定。上述實(shí)施例和對(duì)比例中，三種led芯片散熱裝置不同距離處測(cè)量得到的照度數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示。繪制實(shí)施例1、實(shí)施例2和對(duì)比例1的溫度變化曲線如圖3所示。表1.三種led芯片散熱裝置不同位置處的照度，單位：流明材料4cm6cm8cm10cm氧化鋁單晶片+導(dǎo)熱鋁基板205004090088600145800碳化硅單晶片+導(dǎo)熱鋁基板3010051600100300191600僅有導(dǎo)熱鋁基板187003780077200128000在導(dǎo)熱鋁基板7和第三導(dǎo)熱材料3之外，單晶氧化鋁/單晶碳化硅透明導(dǎo)熱片8、第一導(dǎo)熱材料及相關(guān)第二、第四、第五導(dǎo)熱材料在led芯片6的頂面構(gòu)成頂面導(dǎo)熱系統(tǒng)。通過對(duì)比可見：（1）啟動(dòng)后至工作溫度的約1000s時(shí)間內(nèi)，包含頂面導(dǎo)熱系統(tǒng)的led芯片的升溫速率（即曲線斜率）小于不含頂面導(dǎo)熱系統(tǒng)的led芯片；（2）包含頂面導(dǎo)熱系統(tǒng)的led芯片與不含頂面導(dǎo)熱系統(tǒng)時(shí)相比，工作溫度更低、相同距離處照度更強(qiáng)；（3）單晶碳化硅透明導(dǎo)熱片比單晶氧化鋁透明導(dǎo)熱片的熱導(dǎo)率更高，這使得實(shí)施例2裝置的升溫速度比實(shí)施例1裝置更小、工作溫度更低、相同距離下照度更強(qiáng)。以上現(xiàn)象表明：頂面導(dǎo)熱系統(tǒng)可使led芯片的熱量經(jīng)由該系統(tǒng)有效傳導(dǎo)至導(dǎo)熱鋁基板，與僅包含底面散熱系統(tǒng)時(shí)相比，其熱量累積速度更慢、led芯片溫度更低，led芯片的發(fā)光性能和使用壽命都得以提高。需要指出的是，第二導(dǎo)熱材料、第三導(dǎo)熱材料、第四導(dǎo)熱材料和第五導(dǎo)熱材料對(duì)于構(gòu)建led芯片的頂面系統(tǒng)都不是必需的，均非本發(fā)明技術(shù)方案之必要技術(shù)特征。在實(shí)施例1、2中，設(shè)置上述第二、第三、第四和第五導(dǎo)熱材料的目的，僅僅在于提高led芯片、透明導(dǎo)熱片、導(dǎo)熱鋁基板和第一導(dǎo)熱材料之間的熱傳導(dǎo)效率，從而進(jìn)一步改善系統(tǒng)的整體散熱性能，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。當(dāng)前第1頁12