[實(shí)用新型]高功率發(fā)光二極管

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200620003359.5
• 申請(qǐng)日: 2006-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN200972860Y
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳易座;莊世任;張嘉顯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 億光電子工業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L25/075
• 分類號(hào): H01L25/075;H01L23/488;H01L23/34
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 樓仙英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型是有關(guān)于一種高功率發(fā)光二極管，且特別是有關(guān)于一種具有良好散熱設(shè)計(jì)及反應(yīng)速度的高功率發(fā)光二極管。

背景技術(shù)

近年來(lái)，發(fā)光二極管(light?emitting?diode；LED)的應(yīng)用范圍持續(xù)擴(kuò)大，已逐漸成為日常生活中不可或缺的重要組件，目前廣泛應(yīng)用于汽車、通訊、消費(fèi)性電子及工業(yè)儀表等各種不同領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)單顆LED亮度遠(yuǎn)低于一般照明需求，因此高功率LED借著提高操作電流或?qū)晤wLED的晶粒面積放大，以符合照明使用所需。然而，增大LED晶粒面積雖可提高額定電流，卻相對(duì)衍生出散熱與發(fā)光效率大幅降低的問(wèn)題。由于大晶粒使用較大電流將使晶粒溫度升高，其所產(chǎn)生的熱量需自封裝體中有效導(dǎo)出，才能提升光輸出功率，因此在使用設(shè)計(jì)上對(duì)基材的散熱考慮便十分重要。

傳統(tǒng)的LED封裝技術(shù)是將發(fā)光半導(dǎo)體組件固定于金屬導(dǎo)線架或印刷電路板上加以運(yùn)用，但由于金屬導(dǎo)線架及印刷電路板的導(dǎo)熱性不佳，因此并不適用于高功率操作場(chǎng)合。請(qǐng)參照?qǐng)D1，為一習(xí)知的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)。一電極片110配置于一基材120底部，基材120上方配置一導(dǎo)電墊130及一導(dǎo)電片140，導(dǎo)電墊130上方固定一發(fā)光半導(dǎo)體組件150，并以一焊線160電性連結(jié)至導(dǎo)電片140。其中，此基材120的材質(zhì)為絕緣體，由于受限于材質(zhì)本身的導(dǎo)熱能力，需要再搭配導(dǎo)熱材料才能將熱量導(dǎo)出，無(wú)形中增加制程的復(fù)雜度和成本。并且由于不同材料間熱膨脹系數(shù)的差異，其散熱效果亦有限，使得熱阻增加而大幅降低了發(fā)光效率。

因此，需要一種具有良好散熱效果的設(shè)計(jì)，可兼具降低熱阻及制程復(fù)雜度，以達(dá)到降低成本并提升高功率發(fā)光二極管發(fā)光效率的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容

因此，本實(shí)用新型的目的就是在提供一種具有良好散熱設(shè)計(jì)的高功率發(fā)光二極管，用以改善傳統(tǒng)發(fā)光二極管于高功率操作下，產(chǎn)生的大量熱量無(wú)法從封裝體中導(dǎo)出的缺點(diǎn)。

本實(shí)用新型的另一目的是在提供一種具有高導(dǎo)熱效果的發(fā)光半導(dǎo)體組件基材設(shè)計(jì)，以改善因基材導(dǎo)熱性不佳所造成之熱阻過(guò)高而影響光輸出功率的情形。

本實(shí)用新型的又一目的是在提供一種與基材一次成型的光學(xué)反應(yīng)機(jī)構(gòu)，以避免為了提高發(fā)光強(qiáng)度而衍生之制程復(fù)雜度及生產(chǎn)成本的增加。

本實(shí)用新型的再一目的是提供一種兼具高導(dǎo)熱及高導(dǎo)電效率的發(fā)光半導(dǎo)體組件基材設(shè)計(jì)，以解決發(fā)光半導(dǎo)體組件于高功率操作下，額定電流提高產(chǎn)生的熱阻使反應(yīng)速度變慢的問(wèn)題。

根據(jù)本實(shí)用新型的上述目的，提出一種具有良好散熱設(shè)計(jì)的高功率發(fā)光二極管。依照本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，這種具有良好散熱設(shè)計(jì)的高功率發(fā)光二極管包含一散熱性佳的基材，此基材可以是一導(dǎo)體散熱塊，例如一金屬材料。此基材的上表面具有一底部平坦且側(cè)壁傾斜的凹杯構(gòu)造，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，此凹杯構(gòu)造可為圓弧形、錐形或其它適當(dāng)?shù)男螤睢４税急瓨?gòu)造的內(nèi)部表面可附著一高反射率物質(zhì)，例如銀、金及其組成的族群，以作為反射器之用。此基材中配置有一或多個(gè)導(dǎo)電插塞，是作為發(fā)光半導(dǎo)體組件的電源接點(diǎn)，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，此導(dǎo)電插塞的材質(zhì)為一導(dǎo)體，例如銀、銅、銅合金、銅銀合金、鋁、鋁合金或其組合。此基材中配置有一或多個(gè)絕緣插塞鄰接導(dǎo)電插塞，是作為基材與導(dǎo)電插塞間的電性絕緣，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，絕緣插塞至少包含一絕緣性材料，例如高分子材料、陶瓷材料或其它適當(dāng)?shù)慕^緣性材料。一或多個(gè)發(fā)光半導(dǎo)體組件固定于凹杯中，以導(dǎo)電插塞作為發(fā)光半導(dǎo)體組件的電源接點(diǎn)，并以一或多條焊線電性連結(jié)發(fā)光半導(dǎo)體組件與基材，將發(fā)光半導(dǎo)體組件的電極導(dǎo)引至基材與導(dǎo)電插塞底部。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，此發(fā)光半導(dǎo)體組件可依實(shí)際需求配設(shè)成并聯(lián)或串聯(lián)形式。一包覆層填充于凹杯中并包覆發(fā)光半導(dǎo)體組件及焊線，此包覆層材料可為高分子填充材料，例如環(huán)氧樹脂、硅膠及樹脂。一保護(hù)層覆蓋于此包覆層的上表面，此保護(hù)層材料可為透光性材質(zhì)，例如玻璃或高透光性樹脂。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，此保護(hù)層可保護(hù)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部及作為一聚光光學(xué)透鏡，此保護(hù)層之外型可為平板狀、平凸透鏡狀及雙凸透鏡狀。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，可于保護(hù)層的一面涂布一種螢光材質(zhì)，或?qū)⑽灩夥刍旌戏馓钣诟叻肿油腹獠馁|(zhì)中。

因此，應(yīng)用本實(shí)用新型可具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1.利用金屬基材形成的導(dǎo)體散熱塊，具有良好的散熱特性，改善傳統(tǒng)基材因?qū)嵝圆患延绊懝廨敵龉β实膯?wèn)題。金屬的良好傳熱特性能有效將熱量自封裝體中導(dǎo)出，使發(fā)光二極管于高功率操作下仍可維持在適當(dāng)溫度，更提升光輸出功率。