本发明涉及 LED (发光二极管） 照明技术， 更具体地说， 本发明 涉及一种管型基元 LED封装结构、以及采用所述管型基元 LED封装结 构的照明装置。 背景技术

LED作为一种新型光源，在照明领域的应用中具 有节能、体积小、 需求电压低、 易调光和变色、 安全、 高光效和长寿命等一系列优点。

作为第一代的应用， 是将分立型 LED使用在照明装置 /灯具的制 造中， 例如中国专利授权公开 CN2766345Y (又如 JP2006- 12859A、 US2007/0025119A1 ) 的照明装置， 已经有了成熟的产品。 但是， 由于 采用这种分立型 LED 制造的照明装置的发光亮度还不能和日光灯和 节能灯的发光亮度相比，因此在大多数应用环 境中还不能作为日光灯 和节能灯的替代品。

近年来， 由于采用集成电路技术制造的 LED微晶芯片大批量生 产和成本的大幅下降以及这种 LED 微晶芯片发光亮度足以和传统的 日光灯和节能灯的发光亮度相抗衡的原因，使 得人们将其应用从例如 平板电视显示屏的背光照明的专业应用转向例 如汽车、交通、 以及普 通照明应用。已经出现有采用这种 LED微晶芯片制造的发光单元和相 应的照明装置， 例如本申请人在先提交的中国专利申请公开 CN101566323A (申请号为 200810093558. 3、 发明名称为： 管型基元 LED和由管型基元 LED组成的照明装置） ， 该申请作为相关技术在此 引用作为参考。

如在上述相关技术中所描述的那样， 为了采用 LED微晶芯片作 为发光部件而制造出照明装置， 通常是以 LED微晶芯片为基础（尤其 是采用多个 LED微晶芯片） 制成发光单元， 即所谓 "基元 LED " 。 基 元 LED指的是 N ( N ^ l ) 个 LED微晶芯片能够在一个玻璃管作外包载 体的 "基元"内相互结合组成一个能够发光的整体。 这个特定的整体 在本发明中被称为一个 "管形基元 LED " 。

尽管分立型 LED 产生的热量与传统的日光灯或节能灯相比要小 得多， 但是当把数以万计的 LED集成为 LED微晶芯片并将其制成管形 基元 LED时， 其集中生成的热量仍然相当可观。 因为 LED工作过程中 所消耗的电能的 70%-80%被转化成了热能， 而且所耗电能与通过电流 的平方成正比， 所以可以认为 LED半导体器件 PN结产生的热量与电 流的大小成近^ ¾平方的正比关系。 因此， LED的散热问题是影响 LED 照明技术的发展而且必需解决的一个重要技术 问题。

为了有效地实现对 LED 的散热， 现有技术常釆用导热性能好的 银铜合金来做结点的散热片。考虑到银铜合金 的高成本， 人们还使用 材料成本相对低廉的铝合金， 并且加大、加厚与 LED微晶芯片相连接 的照明装置底座或支撑部件； 即实质上变相增大 PN结的散热片， 希 望通过铝合金较好的导热性能来降低芯片的结 点温度。有关对于照明 装置中采用的 LED 微晶芯片的散热技术介绍， 可以参考 《绿色照明 LED实用技术》 （陈大华主编 /化学工业出版社 /2009年 10月第一版） 一书的有关章节。 但是， 上述方案首先受到铝合金导热率的影响， 使 得结点发热量只要大于散热片导热的散热量， 热量的累积效应一样会 使得结点温度远高于理想值。其次， 半导体材料的导热性能与其导电 性能相似， 是一种 "半导热体"； 且若 LED微晶芯片与其直接相连接 的基板的接触面积减小， 相应的导热散热能力也随之降低。 并且， 通 常半导体 LED微晶芯片不是直接与散热片连接，而是通过 绝缘材料的 基板才能与散热片连接，由于通常可采用作为 基板的绝缘材料的导热 率都小于金属材料的导热率， 因而进一步抑制了散热效果。 而且， 如 果试图加大、 加厚起到散热片作用的照明装置的底座 /支撑部件， 则 势必增加照明装置的制造和使用成本。

进一步参考图 1和图 2来更好地理解相关技术中存在的技术问 题。 图 1 示出的截面图， 可以认为是把上述相关技术 CN101566323A 公开的管型基元 LED实际地用于照明装置的一种可能的情形，例 如上 述 《绿色照明 LED实用技术》 一书 1 18页- 125页的情况。 在如图 1所示已有技术的管型基元 LED中， LED微晶芯片 2布置 在基板 1的一侧。 透光封盖 3与基板 1和 /或热沉部件 5密封之后， 在 LED微晶芯片 2和透光封盖 3之间形成一个空间 6。如在上述相关 技术中描述的那样， 在该空间 6中充有例如氮气或惰性气体。 基板 1 的另一侧与热沉部件 5接合， 为了提高散热效果， 该热沉部件 5可以 带有散热鳍片 4。 从而， 该管型基元 LED中的 LED微晶芯片 2工作时 产生的热量可通过两个方向 （路径） 散出： 一个方向是， 产生的热量 通过空间 6中的氮气或惰性气体传导到透光封盖 3后再散到外部;另 一个方向是，产生的热量通过基板 1传导到热沉部件 5以及可能带有 的散热鳍片 4散发出去。

图 2示出己有技术中将 LED微晶芯片排列在基板 1上的情形。 将 m X n ( m, 均≥1 ) 个 LED微晶芯片阵列作为管型基元 LED的发光 部件 （图中采用的是 5 X 4 LED微晶芯片阵列） 。 基板 1是例如铝合 金板上复合环氧树脂绝缘材料制成的 PCB板。

但是， 如前面讨论的那样， 该结构的散热效果并不好。 一方面， 通常由绝缘材料制成的基板 1的导热效率低， 造成由 LED微晶芯片 2 产生的热量不能很快传导到热沉部件 5， 所以， 即使该热沉部件 5以 及可能带有的散热鳍片 4 足够大， 也会由于绝缘材料制成的基板 1 的导热效率低， 而使得产生的热量不能被有效地通过该热沉部 件 .5 以及可能带有的散热鳍片 4散出。

与此同时， 另一个散热路径， 即通过空间 6 中的氮气或惰性气 体传导到透光封盖 3后再散到外部的散热路径的散热效率难以提� �， 这是因为，这一效率基本上是由于所填充的氮 气或惰性气体以及制造 透光封盖 3的材料的性质所决定的。

这样一来， 由于复合有绝缘材料制成的基板 1 的作用而实际上 将上述存在的两个散热路径相互隔离开成为温 差明显的两个部分，即 空间 6中的温度会明显高于热沉 4中的温度。 所以， 当管型基元 LED 工作在热平衡状态时， LED微晶芯片 2的环境温度可能会远高于其理 想的工作环境温度，这种高温可以从与透光封 盖 3的接触中直接感觉 到。这种 LED微晶芯片 2的高温工作环境造成 LED微晶芯片 2本身处 在高温度工作状态， 从而降低管型基元 LED工作的可靠性和寿命。另 一方面， 基板 1两侧的大温差必然使得基板 1中的温度梯度很大， 并 且使得与基板 1、热沉部件 5形成密封的透光封盖 3的密封边缘处的 温度梯度很大， 这些都将大大增加密封边缘的密封破裂的可能 性， 造 成气体的泄漏， 空气进入到密闭空间而形成露点， 造成短路而烧毁管 型基元 LED。

发明内容

本发明旨在克服相关技术的上述缺陷而提供一 种能够有效地对 LED微晶芯片进行散热的管型基元 LED封装结构以及采用了该管型基 元 LED封装结构的照明装置。

更具体地说， 在本发明的技术方案中， 通过提供贯通管型基元 LED的基板的气流通道， 使得所述管型基元 LED的热沉部件至 LED微 晶芯片和透光封盖之间实现空间连通，形成从 所述的热沉部件到所述 的透光封盖之间的对流系统，使得能够通过其 中存在的氮气或惰性气 体的对流把 LED微晶芯片产生的热量直接对流传导到该热沉 部件，从 而通过该热沉部件更有效地降低 LED微晶芯片工作环境温度，同时降 低基板中以及与热沉部件相密封的透光封盖的 密封边缘处的温度梯 度， 由此降低密封边缘被破坏的可能性， 最终实现延长管型基元 LED 的工作寿命。

根据本发明的第一方面， 提供了一种管型基元 LED封装结构， 其包括：

基板， 所述基板中带有多个基板气孔， 所述基板气孔连通所述 基板的第一侧和第二侧；

一个或多个 LED 微晶芯片， 其布置在所述基板的第一侧的表面 上；

热沉部件， 所述热沉部件与所述基板的第二侧相接触； 透光封盖， 所述透光封盖的边缘与所述基板的边缘和所述 热沉 部件的边缘的之一或二者密闭连接，形成所述 管型基元 LED封装结构 的密封空间； 以及 填充在所述管型基元 LED 封装结构的密封空间中的氮气或惰性 气体，所述管型基元 LED封装结构的密封空间和所述氮气或惰性气体 共同形成从所述热沉部件到所述透光封盖的对 流系统。

根据本发明的一个技术方案， 可以在所述热沉部件中设置导气 通道， 这些导气通道至少与所述基板的部分气孔相对 接连通。为了实 现导气通道至少与所述基板的部分气孔相对接 连通的效果，可优选地 设置所述热沉部件中的导气通道的孔径和所述 基板的气孔的边长 /直 径， 使得当所述热沉部件与所述基板相接合时， 所述热沉部件中的每 一个导气通道都与所述基板中的至少一个气孔 相对接连通。在所述热 沉部件中设置导气通道并且使得这些导气通道 至少与所述基板的部 分气孔相对接连通，将使得在所述管型基元 LED封装结构的密封空间 中形成的对流系统从所述热沉部件的表面深入 到所述热沉部件的内 部， 因此大大提高了散热效果。

在根据本发明的技术方案中，通常是采用铝合 金与绝缘材料（例 如树脂材料）复合的薄板作为基板。在不影响 该基板的布线功能和强 度要求的情况下， 可以尽可能多地且稠密地设置贯穿气孔。这些 气孔 可以通过机械加工 （例如冲 /钻） 的方式来形成。 另外， 可以釆用其 中有贯穿微孔的耐热绝缘材料来制作基板， 例如微孔陶瓷材料， 该微 孔陶瓷材料例如氮化铝。这将使得基板的制作 简单， 同时保证对流系 统的散热效果。

作为一个选择， 本发明的一个方案中可以在所述热沉部件的外 表面上形成一个或多个散热鳍片， 以便提高散热的效果。如果将所述 热沉部件中的导气通道的至少一部分相对于 LED 微晶芯片更靠近所 述散热鳍片， 则将更有利于提高散热的效果。

综上所述， 在本发明的管型基元 LED 封装结构中， 基板第一侧 的例如惰性气体吸收了基板第一侧的表面上的 LED 微晶芯片所散发 出来的热量之后， 由于气体膨胀密度变小， 从而通过基板中密布的气 孔向基板另一侧（第二侧）漂移， 从而实现了基板第一侧到基板第二 侧的惰性气体的对流，使得该氮气或惰性气体 直接与热沉部件接触而 有效地利用该热沉部件的散热能力； 并且， 由于热沉部件的导气通道 与基板的气孔连通而使得惰性气体深入到热沉 部件的内部，提高了这 种对流的散热效果。更进一步， 由于热沉部件的导气通道的至少一部 分相对于所述 LED微晶芯片更靠近通常带有的散热鳍片，所以 热沉部 件的导气通道中的惰性气体更容易被冷却（即 ， 更容易被散热鳍片吸 取热量）， 而在热沉部件的导气通道中冷却的惰性气体又 通过基板气 孔回到基板的第一侧，从而可进一步吸取 LED微晶芯片所散发出来的 热量以使得整个管型基元 LED封装结构有效地散热。

所以， 在基板第一侧和基板第二侧之间的惰性气体对 流被有效 利用， 因此， 根据本发明的管型基元 LED封装结构能够有效地控制气 体对流，形成了封装结构内部的 LED微晶芯片与该管型基元 LED封装 结构外部的有效地进行热交换的系统， 从而能够直接把需要散热的 LED 微晶芯片的热量快速有效地排散到该管型基元 LED 封装结构之 外。

也就是说， 根据本发明的管型基元 LED封装结构可使得充入的 惰性气体由自然的对流变为主动对流，从而提 高 LED微晶芯片结点温 度的散热效率。 因此， 根据本发明的管型基元 LED封装结构通过设置 基元 LED的内外散热器件（热沉部件、 散热鳍片） 的惰性气体气流通 道， 有效地控制了气体对流， 形成了封装结构内部的 LED微晶芯片与 外部的有效热交换系统，从而能够直接把需要 散热的 LED微晶芯片的 热量快速有效地带走。

为了进一步提高这种对流效果， 在本发明的一个实施例中， 所 述基板的第二侧的表面和所述的热沉部件之间 的接触可以是局部接 触， 例如形成点支撑接触或凸台支撑接触， 从而在所述基板的第二侧 的表面和所述热沉部件之间的非接触部分形成 可供气体流动的缝隙。

在上述管型基元 LED封装结构中， 管型基元 LED封装结构的透 光封盖的内表面可以布置有荧光粉。并且， 为了提高气体循对流环散 热的效果， 所充入的氮气或惰性气体的压力被选择为 1 个大气压以 上。

根据本发明的第二方面， 提供了一种照明装置， 其包括根据本 发明的第一方面的管型基元 LED封装结构。 因此， 本领域技术人员可 以理解的是，根据本发明第二方面的照明装置 同样能够实现根据本发 明的第一方面的管型基元 LED封装结构所能实现的有益技术效果。 附图说明

结合附图， 并通过参考下面的详细描述， 将会更容易地对本发 明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的 优点和特征， 其中： 图 1示意性地示出现有技术的管型基元 LED封装结构的截面图。 图 2 是一个正视图， 示意性地示出在现有技术的管型基元 LED 封装结构中的 LED微晶芯片布置在基板上的情况。

图 3a和图 3b示出体现本发明构思的在管型基元 LED封装结构 中使用的基板的示例。

图 4a和图 4b是示意图， 示出在根据本发明实施例的管型基元 LED封装结构中把 LED微晶芯片布置在 3a和图 3b所示基板上的情况。

图 5示意地示出根据本发明一个实施例的管型基� � LED封装结 构的截面图。

图 6a和图 6b分别示出根据本发明的实施例在热沉部件中� ��成 导气通道的两种可选方式的示意图。

图 7a和图 7b分别示出将图 6a和图 6b所示的热沉部件分别用 于图 5示出的根据本发明实施例的管型基元 LED封装结构时的情况。

图 7c示出了将图 6a所示的热沉部件用于其中基板带有贯穿微 孔的管型基元 LED封装结构时的情况。

图 8a和图 8b示出根据本发明另一个实施例的管型基元 LED封 装结构的截面图。

图 9示出根据本发明又一个实施例的管型基元 LED封装结构的 截面图。

需要说明的是， 附图并非按比例绘制， 并且附图用于说明本发 明， 而非限制本发明。 并且， 附图中， 相应的元件被标记为相同或相 应的参考标号。 具体实施方式 为了使本发明的内容更加清楚和易于理解， 下面结合附图对本 发明的具体实施例进行详细描述。

图 3a和图 3b是示意图，示出根据本发明构思的在管型基� �� LED 封装结构中使用的基板的结构。本申请的关键 在于将已有技术的管型 基元 LED中使用的基板 1改进为透气型基板。其中最简单的实现方式 如图 3a和图 3b所示，是在原来的绝缘基板 1上形成气孔 h的阵列而 形成透气型基板 10 (或 10 ' ) 。 在保证基板能够承载所述的 LED微 晶芯片阵列和布线要求的基本强度条件下， 尽可能使得基板 10 (或 10 ' )上形成的气孔 h的面积的总和占该基板的面积的比例越大。 例 如，可以选择图 3a中正方形气孔的边长 a或图 3b中的圆型气孔的直 径 d小于所使用的 LED微晶芯片的边长。可以通过冲压或其他任何 适 当的加工方式来形成这些气孔11。 气孔的形状不受限制， 但为了保证 通气效果的均匀性和制作的简单， 气孔的形状通常应该是简单的图 形。 例如以图 3a所示的矩形和和图 3b所示的圆型来形成这些气孔， 也可以采用其它形状， 例如矩形、 椭圆形、 菱形、 蜂窝形等。

除了通过加工处理来形成所述基板 1上的气孔 h之外， 还可以 釆用其中有贯穿微孔的导热性能好的绝缘材料 来制作基板，例如氮化 铝微孔陶瓷材料。这将使得基板的制作简单， 同时保证对流系统和原 有热传导系统的散热效果。

图 4a和图 4b是示意图， 示出在根据本发明实施例的管型基元

LED封装结构中把 LED微晶芯片布置在 3a和图 3b所示基板上的情况。 以图 4a为例，在把 LED微晶芯片排列在图 3a所示的基板 10上之后， 在基板 10上仍然有一些气孔 h没有被 LED微晶芯片所覆盖或没有被 LED微晶芯片完全覆盖。 这些没有被覆盖或没有被完全覆盖的气孔 h 能够使得气体通过。从上面对于所述气孔 h边长 a的限定（即 a小于

LED微晶芯片的边长） 可知， 在所述的基板上会有被完全覆盖的气孔 h， 但通过适当地选择所述气孔 h边长 a， 仍然会有没有被覆盖或没 有被完全覆盖的气孔。

图 5是根据本发明一个实施例的管型基元 LED封装结构的截面 图。 图 5是将图 1所示已有技术的管型基元 LED封装结构中的基板 1 替换为图 3a或图 3b所示的根据本发明的基板 10 (或 10 ' )实现的。 如图 5所示出的那样，由于那些没有被 LED微晶芯片覆盖的气孔或没 有被 LED微晶芯片完全覆盖的气孔的存在，使得在空 间 6中存在的氮 气或惰性气体通过这些没有被覆盖或没有被完 全覆盖的气孔与通常 是由金属 （例如： 铜或铝）材料制成的热沉部件 5直接接触， 从而形 成从所述的热沉部件 5到所述的透光封盖 3之间的对流系统，使得能 够通所述氮气或惰性气体的对流把 LED 微晶芯片产生的热量直接对 流传导和亦步亦趋地热传导到该热沉部件 5， 再通过热沉部件 5排出 到管型基元 LED的外部； 而且， 那些被 LED微晶芯片覆盖或部分覆盖 的气孔也起到辐射途径的作用，由 LED微晶芯片产生的热量可以通过 在其下方存在的气孔直接被辐射到热沉部件 5， 再通过热沉部件 5排 出到管型基元 LED封装结构的外部。如此， 通过该热沉部件更有效地 降低 LED微晶芯片工作环境温度，同时降低基板中以 及与基板相密封 的透光封盖的密封边缘处的温度梯度，从而降 低密封边缘破裂的可能 性， 最终实现延长管型基元 LED的工作寿命。

图 6a和图 6b分别示出根据本发明的改进实施例的在热沉� ��件 中形成导气通道的透视示意图。

图 6a中示出在热沉部件 50 中形成有导气通道的一种方式， 其 中沿着图 2中的 A方向在热沉部件 50中形成有多条导气通道 C (图 中为 6条） ， 并且沿着图 2中的 B方向在热沉部件 50中形成有通孔

H , 将形成的多条导气通道 C连通。

图 6b中示出在热沉部件 50 ' 中形成有导气通道的另一种方式， 其中同样沿着图 2 中的 A方向在热沉部件 50 ' 中形成有多条导气通 道 C (图中为 6条） ， 并且沿着图 2中的 B方向在热沉部件 50， 中形 成有几条导气缝隙 H ' ， 将形成的多条导气通道 C连通。 导气缝隙 H ' 的深度可以与导气通道 C等深。

图 7a和图 7b是截面图， 分别示出将图 6a和图 6b所示的热沉 部件 50和 50 '分别用于图 5示出的根据本发明实施例的管型基元 LED 封装结构时的情况。这两个截面图都是沿着图 2中的 B线获得的。其 中， 图 7b是在图 6b的导气缝隙 H ' 中沿着图 2中的 B线获得的示意 性截面图。 图 7b所示热沉部件 50 ' 中由实线包围的实线部分所在的 平面（即截面）和由虚线包围的虚线部分所在 的平面是在空间上平行 的两个不同平面， 这两个不同平面之间的距离不大于导气缝隙 H' 的 宽度。 图 7b中的双箭头示意在导气缝隙 H ' 中的气体流动。

另外， 如上所述， 除了通过加工处理形成基板 10上的气孔 h以 及基板 10 ' 上的气孔 h ' 之外， 还可以采用其自身带有贯穿微孔的导 热性能好的绝缘材料（例如， 氮化铝微孔陶瓷材料）制作的基板。 图 7c示出了将图 6a的热沉部件 50和自身带有贯穿微孔的绝缘基板 100 结合时的情况。 如图 7c所示， 其中基板 100为氮化铝微孔陶瓷材料 制成的基板， 其上带有贯穿微孔， 这些微孔可以起到图 3a 和图 3b 所示的气孔 h和 h ' 的作用。 采用这种基板， 可是省去在基板上加工 贯穿气孔的步骤， 使得制作简单， 同时又能保证获得如上述采用带有 气孔 h或 h ' 的基板 10或 10 '类似的对流系统和散热效果。类似地， 也可以采用图 6b所示的热沉部件 50 ' 与带有贯穿微孔的绝缘基板相 结合的方式 （未示出） 来实现上述的对流系统和散热效果。

以图 7a为例， 导气通道 C的作用在于提高了对流气体与热沉部 件 50的接触面积， 这将大大提高热沉部件 50的散热效果。 同时， 由 于通孔 H将这几条存在的导气通道 C连通， 在进一步提高热沉部件 50 的散热效果的同时， 还使得整个封装的管型基元 LED温度平衡性 得到改善。

具体地说， 基板 1 中设置的气孔 h的至少一部分将会与热沉部 件 50中设置的导气通道 C对接连通。由于热沉部件 50中设置了导气 通道 C使得此时的热沉部件 50具有了类似于通常设置在该热沉部件 50的外表面的散热鳍片 4相似的改进的散热效果。而且如图 6a示出 的那样， 通孔 H的设置位置靠近在该热沉部件 50外表面设置的散热 鳍片 4， 将有利于发挥所述散热鳍片 4的散热效果。

管型基元 LED 中充有氮气或惰性气体。 在点亮该管型基元 LED 之后， LED微晶芯片产生的热量主要被散发到从 LED微晶芯片所在的 一侧 （称为第一侧）到透光封盖 3之间的空间 6中， 另有部分热量通 过基板 1中的气孔 h辐射到热沉部件 50上。 氮气或惰性气体受热膨 胀后比重变轻， 沿基板 1中的气孔 h到达片基板 1的另一侧（称为第 二侧） ， 并通过与该气孔相对接连通的该热沉部件 50中的气体的导 气通道 C和通孔 H。通过热沉部件 50以及通常与热沉部件 50连接的 外部散热鳍片 4实现散热。

随后， 由于较高温度的氮气或惰性气体被热沉部件 50和可选的 散热鳍片 4迅速冷却，该氮气或惰性气体的体积收缩并� �比重变大后 反向流动， 例如沿热沉部件 50相对靠近边侧的导气通道 C返回到空 间 6中被再度加热。 从而再次吸收 LED微晶芯片工作肘产生的热量。

如此， 基板 1 上设置的基板气孔 h (气流的通道） 、 热沉部件 50中设置的导气通道 C和通孔 H (气流的通道） 、 从 LED微晶芯片 2 到透光封盖 3之间的空间 6共同形成了一个连通空间。通过在此连通 空间中充斥的惰性气体或氮气的对流作用，形 成一个气体循环散热系 统， 从而提高了散热效率和整个管型基元 LED温度平衡性。

上述这样一个气体对流的过程循环进行。 并且， 微晶芯片发出 的热量越多， 充斥的氮气或惰性气体被加热越快， 循环也就越快， 散 热效率也就越高。 以此达到芯片在一个较低温度下的热平衡。

图 8a和图 8b示出根据本发明另一个实施例的管型基元 LED封 装结构的截面图。 是对图 5实施例的进一步的改进。

为了进一步提高充斥在管型基元 LED 中的氮气或惰性气体的循 环散热效果， 如图 8a所示， 可对热沉部件 5相对于基板 10 (或 10 ' ) 的布置进行设计， 例如使得热沉部件 5与基板 10 (或 10 ' ) 之间形 成局部接触， 亦即在基板 10 (或 10 ' ) 和热沉部件 5之间的非接触 部分形成狭小的缝隙 S， 以便加速气体的流动， 实现在不影响良好的 热传导效果的同时， 进一步提高气体对流的效果。 具体地说， 热沉部 件 5与基板 10 (或 10 ' ) 之间形成的局部接触可以是通过例如在基 板 10 (或 10 ' ) 和热沉部件 5之间的凸点支撑接触或凸台支撑接触 而实现， 图 8a中以标记 T表示凸台。 这样， 由于基板 10 (或 10， ) 和热沉部件 5之间只是几个凸点或几个凸台 T的接触，而在其他非接 触部分形成了在热沉部件 5与基板 10 (或 10 ' ) 之间的缝隙 S , 进 一步提供了气体在管型基元 LED 中循环对流的通路。 所述的凸台 T 可以形成在热沉部件 5与基板 10 (或 10 ' ) 相接的表面上， 也可以 形成在基板 10 (或 10， ) 的下表面 （第二侧的表面） 上。 形成的凸 台 T的高度不大于 lmm， 例如 l/2ram, 以便不显著增加制成的管型基 元 LED的体积。

还可以结合基板 10 (或 10 ' ) 的边缘、 热沉部件 5的边缘和透 光封盖 3边缘的密封连接来形成所述的缝隙 S。 如图 8b所示， 在环 绕热沉部件 5与基板 10 (或 10 ' ) 接触面的边缘位置处， 在热沉部 件 5或基板 10 (或 10 ' )的下表面上形成凸台，而在基板 10 (或 10 ' ) 与热沉部件 5 相接触的边缘部分之外的中心部分少量形成甚 至不形 成凸台， 从而构成了缝隙 S。这样的设计保持了如图 5所示的基板 10 (或 10 ' ) 的边缘、 热沉部件 5的边缘和透光封盖 3边缘这三者相 接触的密封连接， 使得不会由于为了实现在基板 10 (或 10 ' ) 和热 沉部件 5之间形成微小缝隙 S而降低整个管型基元 LED密封的可靠 性。

同样可以在图 7a和 7b的实施例中进行类似的改进而在基板 10 (或 10 ' ) 和热沉部件 50和 50 ' 之间形成微小缝隙 S。 并且， 以图 6a为例， 当热沉部件 50中的通孔 H越是靠近该热沉部件 50的外侧， 即越靠近可能存在的散热鳍片 4时， 气体循环的效果越好， 因此散热 效果越好。

优选地， 所充入本发明管型基元 LED 封装结构的氮气或惰性气 体的压力为 1个大气压以上；因为大于 1的氮气或惰性气体的充气气 压能提高气体循环对流的散热效果。

前面附图中示出的管型基元 LED封装结构的透光封盖 3 的形状 是平坦的结构。 但是可以优选为圆形或者弧形的结构， 如图 9所示。 尤其在考虑把氮气或惰性气体的充气气压提高 到大于 1的情况下。从 机械承载能力的角度来看，选择弧形结构的透 光封盖 3会使得整个透 光封盖 3的受力更加均匀。

并且， 此处使用的术语 "透光封盖" 可广义地包含任何适于通 光的完全透明或者半透明的管型基元 LED的封盖。

' 在本发明的上述管型基元 LED 封装结构的实施例中， 在所述透 光封盖 3的内表面上涂覆有荧光粉 7， 如图 9所示。

现有技术中， 可以将荧光粉涂覆在 LED微晶芯片的表面， 这不 仅使得 LED芯片的热量由于表面被覆盖而无法良好的散 发，而且使得 其本身被光子激发时所产生大量的热量也堆积 在芯片表面。 有鉴于 此， 根据本发明的一个实施例， 管型基元 LED封装结构中的 LED微晶 芯片 2的表面上不直接涂覆荧光粉 （即， LED微晶芯片 2的外表面未 涂敷荧光粉） ， 而是把荧光粉涂覆在玻璃透镜 （即， 透光封盖 3 ) 的 内表面上。 由此， LED微晶芯片上没有荧光粉层覆盖之后， 其表面热 的散发能力提高，并且还减少了由于光子从 LED微晶芯片引出后被荧 光粉层包裹吸收而引起的发热。

当然， 将荧光粉涂覆在透光封盖 3 的内表面上的这一特征并非 实现本发明的必要特征， 该特征仅仅是优选特征， 其有利于芯片的进 一步散热。 但是， 实际上， 对于本发明通过控制惰性气体对流进行散 热的原理来说， 设置基板 10 (或 10 ' ) 中的气孔 h是实现本发明基 本技术方案的核心特征， 而热沉部件 50 (或 50 ' ) 中的导气通道 C 和通孔 H (或导气缝隙 H ' ) 以及缝隙 S实现了本发明改进的技术方 案。

在本申请的实施例中， 透光封盖 3 的边缘与所述基板 10 (或 10 ' ) 的边缘和所述热沉部件 5 ( 50或 50 ' ) 的边缘的之一或二者 的密封（尤其是气密性）连接可以通过多种方 式实现。 例如通过在透 光封盖 3的边缘、 所述基板 10 (或 10 ' ) 的边缘、 所述热沉部件 5 ( 50或 50 ' ) 的边缘的之一或二者的连接面的中间衬垫一优 质硅胶 垫圈， 然后再采用机械机构， 如螺丝锁紧或者扣边压紧， 再在锁紧部 位的隙缝中刮填充入环氧树脂。此外通过塑接 或通过粘接密封或其它 适当的方式实现密封都是可行的。 尤其是在特殊气密性要求的情况 下， 可以混用机械方式、 塑接方式和粘接方式来实现密封。

优选地， 如附图中所示， 散热鳍片 4布置在热沉部件 5 ( 50或 50 ' ) 的边框的外表面上。 并且， 优选地， 在管型基元 LED封装结构 中， 所述热沉部件 5 ( 50或 50 ' ) 和所述散热鳍片 4均由导热金属 制成， 例如铜、 铝或者合金。 本领域技术人员可以理解的是， 虽然以 5 X 4的 LED微晶芯片阵 列的示例说明了本发明， 但是实际上， 可以根据实际所生产的照明装 置的需要来选择 LED微晶芯片阵列的规格， 例如 6 X 8、 30 X 40、 100 X 100等。 并且， 附图中虽然只示出了管型基元 LED封装结构的上部 外表面布置有散热鳍片 4的示例， 但是， 实际上可以根据需求而在不 影响安装使用的情况下在其它表面布置散热鳍 片 4。 当然还可以根据 实际照明装置的使用环境来选择不同形式的散 热鳍片 4， 例如当把本 发明的管型基元 LED用于交通照明时，由于通常金属灯柱和连接 装置 本身有着很好的散热鳍片作用，因此本发明的 管型基元 LED可以不包 括散热鳍片 4。

此外， 本发明中， 惰性气体可以采用氮气、 氩气、 氖气等。 热 沉部件和散热鳍片的材料需要具有较高的导热 性能， 例如可以采用 铝、铜之类的单质导热金属或者合金材料。在 管型基元 LED封装结构 中所充入的惰性气体的气压可以根据应用的场 合以及预期的管型基 元 LED封装结构的发热量而适当调节， 以实现最佳效果。作为一种可 选方式，热沉部件 5和透光封盖 3之间采用优质耐热硅胶垫圈机械压 合， 并且在缝隙内涂覆环氧树脂， 以保证长效气密性。

此外， 本领域技术人员可以理解的是， 在本发明的有利实施例 中， 还提供了一种照明装置， 只要所述照明装置中布置了根据本发明 上述实施例之一所描述的管型基元 LED封装结构，则根据本发明的照 明装置同样能够实现上述实施例所描述的技术 效果及功能。 因此， 本 领域技术人员可以理解的是， 有利地釆用了根据本发明的管型基元 LED封装结构的照明装置同样落入本发明的保护 范围。

对于本领域技术人员来说明显的是， 可在不脱离本发明的范围 的情况下对本发明进行各种改变和变形。本领 域技术人员可以理解的 是， 所描述的实施例仅用于说明本发明， 而不是限制本发明; 本发明 并不限于所述实施例， 而是仅由所附权利要求限定。