專利名稱：發光二極管構裝結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發光二極管，尤其涉及一種用以提供絕佳導熱機制以及電熱隔離等功效的發光二極管構裝結構。
背景技術：
發光二極管具有體積小、低耗電及使用壽命長等多項優點，目前已被廣泛地應用于各式發光裝置中。如圖8、圖9所示，是揭示一種已知的發光二極管，由圖中可見，該發光二極管主要具有一鋁基板80，并于該鋁基板80的晶杯81中設置至少一發光二極管芯片82，及一熒光體83包覆于該發光二極管芯片82外側。該鋁基板80上絕緣設置數個電極84，與該發光二極管芯片82電性連接，借由這些電極84外接控制裝置，使其可受控導通電源發光。
但前述發光二極管雖提供一種可受控發光的組件，然而該發光二極管中，其電極84是借由散熱膠固定于鋁基板80上，其中發光二極管芯片82通電激發光時產生的熱與電流同時經由鋁基板80來傳導，無法達到電熱隔離的功效，導致電流受傳導的熱所影響。
此外，如
圖10所示，為另一種可發出白光的發光二極管構裝結構，該發光二極管主要具有一晶杯50，該晶杯50一側具有第一金屬電極腳51，另側間隔設置第二金屬電極腳52，該晶杯50內黏著發光二極管芯片53，該發光二極管芯片53上的二電極接點分別以金屬導線54連接該第一、第二金屬電極腳51、52，且于該晶杯50內填充熒光體55，并將該發光二極管芯片53包覆于內，其次，再模塑成型一透光體56，將內有發光二極管芯片53的晶杯50及第一、第二金屬電極腳51、52一端予以封固。
前述發光二極管在使用時，是以其第一、第二金屬電極腳51、52連接直流電源，使其發光二極管芯片53通電后激發出色光，其中部分色光為芯片53外圍的熒光體55吸收轉化為互補色光如藍光與黃光為互補光色，混合出來即呈現白色光，與原色光相混合后，再通過透光體56發出預定顏色的色光。
而前述發光二極管雖可提供一項可發出預定色光的發光組件，然而該發光二極管中，其一金屬電極腳51是與晶杯50一體成型的構造，當發光二極管芯片通電激發光時，所產生的熱無法使導熱機制達到散熱的功效。
此外，當制作白光的發光二極管構裝結構時，前述的芯片式發光二極管(圖8、圖9所示)通電激發光后，其投射于外的色光尚會發生月暈現象，探究其因發現如圖11所示，該發光二極管的發光二極管芯片82黏著于晶杯81中，再以填入晶杯81內的熒光體83包覆其上。其中因晶杯81內壁界面對熒光體的吸附作用，不易控制其形狀，造成相對于芯片發光區中央上方的熒光體較薄等，導致該熒光體形狀無法符合發光組件場型分布的形狀，以致該發光二極管投射于外的色光產生月暈現象。其中，因光路徑A很明顯比光路徑B、C還要短，而且光路徑A處的光強度又高于光路徑B、C處，因此在發光二極管芯片發光經過不同熒光體路徑長度時，即造成經由光路徑A出來的光色明顯與經由光路徑B、C的光色不同。舉例來說，光路徑A處的光色較偏向發光二極管芯片原始顏色即白光偏藍，而光路徑B、C處的光色則因經過熒光體的路徑長，藍光被吸收轉成熒光的比例較多，則較偏向熒光粉的顏色白光偏黃，此即所謂的『月暈』現象。又，該發光二極管中構裝多個發光二極管芯片時，該熒光體的形狀相較于該發光組件場型分布的形狀變異更大，導致月暈現象更為明顯，影響該發光二極管的產品質量。
實用新型內容本實用新型所要解決的主要技術問題在于，克服現有技術存在的上述缺陷，而提供一種發光二極管構裝結構，其除了提供一較佳導熱機制，更用以解決現有技術存在有白光發光二極管構裝結構所造成的月暈現象，讓連接電極腳的電路不易受熱的影響。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是
一種發光二極管構裝結構，其特征在于，包括一具導熱性的基座，其上包括至少一電極腳孔；至少一電極腳，是設置于該基座的電極腳孔中；一高硬度膠，是填塞于該電極腳與基座之間，固定該電極腳；至少一發光二極管芯片，是黏設于該基座上，其上至少有一接點通過金屬導線連接相對應的電極腳；一透光體，是成型于該基座上，將該發光二極管芯片及導線包覆于內。
前述的發光二極管構裝結構，其中基座中尚包括一成型于其正面中央的凸起狀芯片座，供發光二極管芯片黏著其上，該芯片座上另設有一熒光體以液態點置于其上固化成型且包覆該發光二極管芯片，該熒光體外表面通過表面張力形成于凸起狀芯片座上。
前述的發光二極管構裝結構，其中基座上設有一內壁為光反射面的晶杯。
前述的發光二極管構裝結構，其中電極腳上套設一絕緣套管，伸入該基座的電極腳孔中，并用高硬度膠填塞于該電極腳與電極腳孔孔壁間的間隙。
前述的發光二極管構裝結構，其中基座外圍形成導熱片部。
前述的發光二極管構裝結構，其中基座是采用金屬、導熱塑料、陶瓷或石墨制成的物件。
前述的發光二極管構裝結構，其中透光體中含有熒光體。
前述的發光二極管構裝結構，其中透光體中含有光擴散劑。
前述的發光二極管構裝結構，其中熒光體中含有光擴散劑。
前述的發光二極管構裝結構，其中光擴散劑是采用硅樹脂、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈦或硫酸鋇。
本實用新型借由前述技術方案的設計，其主要特點在于本實用新型發光二極管構裝結構中提供了較佳的導熱機制，使得發光二極管芯片點亮時所發出的熱可以容易傳導至該具導熱性的基座，或進一步與散熱金屬結合，使發光二極管能維持在額定溫度以下操作。同時，本實用新型利用高硬度膠或結合絕緣套管除了固定電極腳外，且介于電極腳和基座之間作有效地電絕緣及熱隔絕，讓發光二極管所發的熱被高硬度膠限制于基座與散熱組件上，而不易傳遞至電極腳上，讓連接電極腳的電路不易受熱的影響。
本實用新型的次一目的在于利用該基座正面形成凸起狀芯片座，再令熒光體以液態點置于該芯片座上固化成型，并使其外表面通過表面張力形成中央略高的弧曲表面的設計，以解決現有發光二極管發光時產生的月暈問題。
前述用于解決月暈問題的技術手段主要是借其基座在晶杯底面形成預定面積尺寸的凸起狀芯片座，供發光二極管芯片黏著其上，再在其上點置熒光體，使該熒光體自液態至固化成型的過程中，一方面借由該凸起的芯片座限制熒光體外圍尺寸，并借由該熒光體本身表面張力而形成中央略高的弧凸狀型體包覆于芯片外側，讓熒光體因設計的芯片座面積形成了預定的形狀，使芯片發出光在熒光體內所走路徑達到最佳化，使其形成一更符合發光組件場型分布的熒光體。尤其是該發光二極管構裝有多個發光二極管芯片時，更能借此設計，使芯片發出的色光可與該熒光體吸收部分色光轉換為互補色光的比例相互調和而達到較佳化，使投射于外的光可以均勻散布，進而解決現有發光二極管發光時的光色產生的月暈現象。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1、圖2是本實用新型發光二極管構裝結構的第一較佳實施例的主視及俯視平面示意圖。
圖3、圖4是本實用新型發光二極管構裝結構的第二較佳實施例的主視及俯視平面示意圖。
圖5、圖6是本實用新型發光二極管構裝結構的第三較佳實施例的主視及俯視平面示意圖。
圖7是本實用新型發光二極管結合于散熱體上的使用狀態參考圖。
圖8、圖9是目前已知芯片型發光二極管立體及俯視平面示意圖。
圖10是目前已知另一發光二極管的構裝結構平面示意圖。
圖11是圖8、圖9所示芯片型發光二極管的發光場型分布示意圖。
圖中標號說明10基座11晶杯12杯壁13光反射面14芯片座 15電極腳15A電極腳 15B電極腳15C電極腳 15D電極腳16絕緣套管17高硬度膠18導熱片部181固定孔19電極腳孔20發光二極管芯片 20A發光二極管芯片20B發光二極管芯片20C發光二極管芯片21金屬導線30熒光體40透光體50晶杯51第一金屬電極腳52第二金屬電極腳 53發光二極管芯片54金屬導線55熒光體56透光體60散熱體80鋁基板 81晶杯82發光二極管芯片 83熒光體84電極具體實施方式
如圖1及圖2所示，是本實用新型發光二極管構裝結構的一較佳實施例，其中圖2為該實施例的俯視平面示意圖，該發光二極管構裝結構主要包括一基座10、至少一電極腳15、一高硬度膠17、至少一發光二極管芯片20及一透光體40，其中該基座10是具有導熱性材料如導熱金屬、石墨、導熱塑料、陶瓷等材料所制成的部件，其主要包括有相對于該電極腳15數量的電極腳孔19，進一步可在該基座10的正面上設置一晶杯11，另外，該晶杯11內周面可進一步形成朝外擴張的錐狀杯壁12，該杯壁12內側面進一步又可以設置為具有光反射特性的光反射面13。
在本較佳實施例中，該發光二極管中具有二支電極腳15設置于該基座10的電極腳孔19中，其一端伸入該基座10正面的晶杯11內，另一端伸出基座10底部外，且由該高硬度膠17填塞于該電極腳15與該基座10上的電極腳孔19孔壁之間，除利用該高硬度膠17用以固定該電極腳15外，尚可在電極腳15和基座10之間作有效地電絕緣以及熱絕緣。
如圖3所示，這些電極腳15上尚可先各以一不導熱的絕緣套管16套設其一端，再以這些電極腳15具有不導熱的絕緣套管16一端分別插入該基座10的電極腳孔19中，之后，以高硬度膠17填入該電極腳孔19中將其固定，完成了整個基座10的基本型態。前述中，該不導熱的絕緣套管16除了具有固定該電極腳15的功用外，尚可在電極腳15和基座10之間有效地作電絕緣以及熱絕緣。
如圖1、圖3、圖5所示，該發光二極管芯片40是黏設于該基座10正面的晶杯11內，該發光二極管芯片20上具有數個接點，這些接點并分別借金屬導線21連接至該基座10中相對應的電極腳15。又本實用新型所使用的發光二極管芯片20可為單個或多個，當本實用新型使用多個發光二極管芯片20時，這些發光二極管芯片20為可發出相同波長光的芯片，或可為發出不同波長光的芯片，如圖3、圖4所示，本實用新型設有三個發光二極管芯片20A、20B、20C，且該基座10上設有四支電極腳15A、15B、15C、15D，其中該三個發光二極管芯片20A、20B、20C預定的相同電極以導線21連接其相對應的電極腳15A、15B、15C，另，該三個發光二極管芯片20A、20B、20C的另一電極以導線21匯集連接至共同的電極腳15D。
如圖1、圖3所示，該透光體40可設置于該基座10正面的晶杯11內，并將發光二極管芯片20及其外側的熒光體30包覆于內，同樣的，該透光體30中也可添加光擴散劑，使通過其中的光可均勻散射，所述的光擴散劑可選用硅樹脂、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈦或硫酸鋇等。
此外，本實用新型的發光二極管構裝結構中，尚可如圖5、圖6所示，進一步借由該基座10正面的晶杯11內形成預定面積尺寸的凸起狀芯片座14設計，使發光二極管芯片20黏著其上，并于其上成型一熒光體30包覆該發光二極管芯片20，再以成型該基座10上的透光體40包覆于內。前述中，除借由該凸起的芯片座14限制熒光體30外圍大小，更令熒光體30以液態點置其上固化成型時，借本身表面張力的作用而成中央略高的弧凸狀曲面，本實用新型必須使用光學設計及計算其芯片座14的特定面積，讓熒光體30因設計的芯片座14面積形成了預定的形狀，使發光二極管芯片20發出光在熒光體30內所走的路徑達到最佳化，進而固化形成一更符合發光組件場型分布的熒光體30，尤其是該發光二極管構裝結構中具有多個發光二極管芯片20時，利用此一技術手段更易于成型與發光二極管芯片20尺寸接近的熒光體30，而且借此技術手段，可使發光二極管芯片20發光面所發出的光可與該熒光體30吸收光轉換為互補光的比例達到較佳化，使投射于外的光色可以均勻散布，進而解決現有發光二極管發白光時產生的月暈現象。并且點置熒光體30至芯片座14的制程動作非常簡便快速，而定量的熒光體30點置在固定凸起面積的芯片座14上，借由表面張力所形成的形狀控制容易，進而達到批量生產、質量穩定且沒有月暈現象的白光發光二極管生產技術。
前述中，該熒光體30是使用混摻有熒光粉的透明膠以點膠方式點置于該芯片20上，經固化后成型，且該熒光體30是與發光二極管芯片20所發出的色光構成互補色，如該發光二極管芯片20是使用可發出藍光的芯片，則該熒光體30可使用吸收部分藍光轉換發出黃光的熒光體。又，該熒光體30中尚可進一步添加光擴散劑，使通過其中的光線可均勻散射，前述的光擴散劑可為硅樹脂、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈦或硫酸鋇等。
再者，本實用新型使用的基座10為具有導熱性的座體，用以使發光二極管芯片20點亮時所發出的熱可以傳導至該導熱基座10上散熱。如圖4、圖6或圖7所示，該基座10尚可于其外圍處至少一固定孔181，或令該基座外圍處形成朝外凸伸的導熱片部18，該固定孔181設于該導熱片部18上，使該基座10可借由螺絲或其它固定組件穿過該固定孔181組設于該散熱體60上，使該發光二極管能維持在額定溫度以下操作，以提升該發光二極管的使用壽命，此外，更可實現導電路徑與導熱路徑的有效隔離。本實用新型的發光二極管易于固定在散熱體60上，另以電路板借由電極腳15控制發光二極管芯片20。發光時，電路板的電子組件不會被散熱板的熱所影響。例如，電路板正常工作時，因發光二極管芯片20所發出的熱借由基座10傳導至散熱體60上，使散熱體60溫度至70～80℃。但基座10因為只靠電極腳15與電路板接觸連結，而不直接與散熱體60接觸，因此，電路板溫度不會因發光二極管芯片20所發出的熱而上升，依然可維持在40～50℃的穩定操作，因此可實現導電路徑與導熱路徑的有效隔離。
綜上所述，本實用新型提供一種創新技術方案的二極管構裝結構，使其提供了較佳的導熱機制，使得芯片點亮時所發出的熱可以傳導至該具有導熱性的基座，且該導熱基座在應用時更方便與散熱體結合，使發光二極管能在額定溫度以下操作，更提升了發光二極管的使用壽命。并且因為導電路徑與導熱路徑的有效隔離，讓控制電路的電子組件不易受熱的影響。此外，本實用新型尚可有效地改善現有發光二極管發白光時產生的光色月暈現象，因此，本實用新型確提供一項極具產業利用價值的發光二極管設計。
權利要求1.一種發光二極管構裝結構，其特征在于，包括一具導熱性的基座，其上包括至少一電極腳孔；至少一電極腳，是設置于該基座的電極腳孔中；一高硬度膠，是填塞于該電極腳與基座之間，固定該電極腳；至少一發光二極管芯片，是黏設于該基座上，其上至少有一接點通過金屬導線連接相對應的電極腳；一透光體，是成型于該基座上，將該發光二極管芯片及導線包覆于內。
2.根據權利要求1所述的發光二極管構裝結構，其特征在于所述基座中尚包括一成型于其正面中央的凸起狀芯片座，供發光二極管芯片黏著其上，該芯片座上另設有一熒光體以液態點置于其上固化成型且包覆該發光二極管芯片，該熒光體外表面通過表面張力形成于凸起狀芯片座上。
3.根據權利要求1或2所述的發光二極管構裝結構，其特征在于所述基座上設有一內壁為光反射面的晶杯。
4.根據權利要求1所述的發光二極管構裝結構，其特征在于所述電極腳上套設一絕緣套管，伸入該基座的電極腳孔中，并用高硬度膠填塞于該電極腳與電極腳孔孔壁間的間隙。
5.根據權利要求1或2所述的發光二極管構裝結構，其特征在于所述基座外圍形成導熱片部。
6.根據權利要求1或2所述的發光二極管構裝結構，其特征在于所述基座是采用金屬、導熱塑料、陶瓷或石墨制成的物件。
7.根據權利要求1所述的發光二極管構裝結構，其特征在于所述透光體中含有熒光體。
8.根據權利要求1所述的發光二極管構裝結構，其特征在于所述透光體中含有光擴散劑。
9.根據權利要求2所述的發光二極管構裝結構，其特征在于所述熒光體中含有光擴散劑。
10.根據權利要求8或9所述的發光二極管構裝結構，其特征在于所述光擴散劑是采用硅樹脂、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈦或硫酸鋇。
專利摘要一種發光二極管構裝結構，主要具有一導熱基座，該基座以其電極腳孔供電極腳插設，并以高硬度膠絕緣固定，該基座供發光二極管芯片黏設其上，以導線連接電極腳，利用導熱基座以及電極腳的絕緣，提供電熱隔離的機制，使發光二極管在額定溫度以下操作而延長使用壽命，另該基座中尚可進一步形成凸起狀芯片座，并以熒光體覆蓋于芯片上，借此，供發光二極管芯片設于其上，又以熒光體以液態膠點置成型及借表面張力而形成一符合發光組件場型分布的弧凸狀熒光體，以達到較佳比例及光色均勻散布，以避免產生月暈現象。
文檔編號H01L25/075GK2881965SQ200620002048
公開日2007年3月21日 申請日期2006年2月6日 優先權日2006年2月6日
發明者蘇晉鋒, 吳定豐 申請人:安提亞科技股份有限公司, 吳定豐