CN101207102B - 高功率二极管支架结构及封装组合 - Google Patents

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Abstract

一种高功率二极管支架结构及封装构造，包括座体及多个金属电极，座体为陶瓷材料，其一端内部具有内凹的功能区，及功能区中具有通孔单元与不同极性的导电区，且另一端结合有散热基座，多个导电区以两排且多个等距及间隔相邻设置的方式形成于功能区中，座体的功能区中设有多个分别对应于多个通孔单元的金属垫，金属电极分别与座体结合，且金属电极分别相对的与导电区电连接；由此构成二极管支架结构。功能区中可设有多个发光二极管晶片，且分别对应于通孔单元，而发光二极管晶片及导电区分别连接有导线，并于功能区中覆盖封胶元件；由此构成二极管封装构造。本发明具耐高温、耐用及不透光性等特点，且可进行薄型化的设计，同时避免出现漏光的问题。

Description

高功率二极管支架结构及封装组合
技术领域
本发明涉及一种发光二极管的设计，尤其涉及一种高功率二极管支架结构及封装构造，以提供具有耐高温、耐用及不透光性等性能的发光二极管支架结构及封装构造。
背景技术
近几年来，由于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)相关工艺等的技术不断进步，已使得发光二极管逐渐大幅地应用于如手电筒、交通标志、广告牌、移动电话、液晶显示器或液晶电视等的光源。以使用于液晶显示器/电视的发光二极管而言，其数量众多，在释放光线过程中，将同时产生热量，该热量虽远低于传统灯泡的高热，但热量不能予以有效传导散热时，可能造成发光二极管寿命降低、失效或产生光衰竭的现象，从而使得液晶显示器/电视有暗点或光源不均；由此，使发光二极管具有散热的功效，也属于相当重要的一环。
请参阅图1及图2，为公知的发光二极管封装结构，具有框体形式的胶体11，其固接散热基座12，及固接有两支架13，而支架13各沿散热基座12的边侧而形成有导电区段131。散热基座12上可固接有多个发光二极管晶片14，其各连接有两导线141分别至导电区段131，且胶体11内覆盖封装胶体15。对两支架13施加电压，传导至导电区段131，并经由导线141的功效，即可使发光二极管晶片14释放光线。同时，通过散热基座12可将发光二极管晶片14运作时所产生的热量，传导至胶体11外部，以达成散热的功效。
然而，现今液晶显示器/电视等的电子产品制造厂商，无不追求轻薄、短小的境界，以达到节省空间及美观的目的，势必将所有构件的结构设计达到薄化的要求。上述的发光二极管封装结构，其胶体11为热塑性树脂，例如：聚邻苯二甲酰胺(Polyphthalamide，PPA)等的热塑性树脂，在设计上需要具有适当的厚度设计，以避免发光二极管晶片14所释放出的光线，直接穿射胶体11而发生有漏光的现象，因此难以达到前述的要求。其次，胶体11的耐热性及耐久性也较差，如温度的影响而有劣化等的情形，且与发光二极管晶片11寿命(可高达约十万小时)相比有先毁损的可能。
另外，上述的发光二极管封装结构，其大量地使用于液晶显示器/电视等的电子产品时，通常彼此之间为等距间隔相邻的设于电路板(图略)上，具有一定的间隔距离，使任一胶体11内的发光二极管晶片14，与相邻的胶体11内的发光二极管晶片14相隔甚远，使所释放出的光线，在此间隔距离的区域中，易产生出大幅度的光斑情形，即此区域亮度较暗，从而使整体亮度有不均匀的疑虑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高功率二极管支架结构及封装构造，其具有耐高温、耐用及不透光性等的特点，以避免高温劣化等的情形，更能提供薄型化的设计，加以避免有漏光的可能。
本发明的另一目的在于提供一种高功率二极管封装组合，其能够避免产生大幅度的光斑的现象，从而使整体亮度均匀化。
为实现上述目的，本发明提供一种高功率二极管支架结构，包括：座体，其为陶瓷材料件，该座体一端内部具有内凹的功能区，及该功能区中形成有多个通孔单元与多个不同极性的导电区，且该座体另一端结合有散热基座，所述多个导电区是以两排且多个等距及间隔相邻设置的方式形成于该功能区中，且该座体的功能区中设有多个分别对应于所述多个通孔单元的金属垫；以及多个金属电极，分别与该座体结合，且所述多个金属电极分别相对的与所述多个导电区电连接。
上述座体的功能区中，可设有多个发光二极管晶片，且分别对应于所述的通孔单元，而发光二极管晶片及导电区分别连接有导线，并于座体的功能区中覆盖封胶元件；由此构成高功率二极管封装构造。
为实现上述另一目的，本发明提供一种高功率二极管封装组合，包含多个相互串接的二极管封装，所述多个二极管封装分别设有：座体，其为长矩型体的陶瓷材料件，该座体一端内部具有内凹的功能区，及该功能区中形成有多个通孔单元与多个不同极性的导电区，且该座体另一端结合有散热基座，所述多个导电区是以两排且多个等距及间隔相邻设置的方式形成于该功能区中；两个金属电极，分别结合于该座体两侧，且所述两个金属电极分别相对的与所述多个导电区电连接；多个发光二极管晶片，分别设于该座体的功能区中，且分别对应于所述多个通孔单元，所述多个发光二极管晶片及所述多个导电区分别连接有导线，且所述多个发光二极管晶片分别与该座体之间设有对应于该通孔单元的金属垫；以及封胶元件，结合于该座体的功能区中，以覆盖所述多个发光二极管晶片；由此，这些二极管封装的座体相互串接，一该二极管封装的一金属电极，其与另一该二极管封装的一金属电极相邻。
本发明具有的有益效果：
一、本发明由陶瓷材料所形成的座体，其具耐高温、耐用及不透光性等的特点，具有避免受高温而劣化等的情形，更能提供薄型化的设计，加以避免有漏光的可能。
二、本发明的通孔单元及散热基座的结构设计，以提供发光二极管晶片具有绝佳的散热效果。
三、本发明所相互串接的结构设计，使相邻的二极管封装构造，以提供达到缩短之间的距离，以避免产生大幅度的光斑的机率，从而使整体亮度达到均匀化。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所示附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为公知二极管封装构造的俯视图。
图2为公知二极管封装构造的前剖视图。
图3为本发明的立体示意图。
图4为本发明另一视角的立体示意图。
图5为本发明的局部剖视示意图。
图6为本发明固接发光二极管晶片的立体示意图。
图7为本发明固接发光二极管晶片的局部剖视示意图。
图8为本发明的重复串接的立体示意图。
图9为本发明的重复串接的剖视示意图。
其中，附图标记说明如下：
胶体  11        散热基座  12
支架  13        导电区段  131
发光二极管晶片  14    导线  141
封装胶体  15          座体  20
功能区  21            通孔单元  22、22’
散热基座  23          金属电极  30
电极基部  31          电极侧部  32
导电区40              发光二极管晶片  50
导线  51              金属垫  52
封胶元件  60
具体实施方式
请参阅图3及图4所示，为本发明“高功率二极管支架结构”，其包括有座体20及多个金属电极30。
该座体20外型为长型体，其可选择性的呈长矩形状、长多边形状，或有圆弧边等的设计样式，且材质由陶瓷材料所制成。座体20一端向内凹设形成有功能区21，且功能区21中形成有多个等距间隔设置的通孔单元22，其可为单一通孔型式，或由多个小通孔所组成的型式，在本发明的附图中，以单一通孔型式为例。座体20另一端并结合有散热基座23，其可由金属材料所制成。
所述多个金属电极30可为两个，其分别由具导电性的金属材料形成，如铜等已知具导电性的金属。两金属电极30分别结合于座体20左、右两侧，并且座体20的功能区21中形成有两排且多个等距及间隔相邻设置的导电区40，其分别可由具导电性的金属材料所形成。该两金属电极30分别相对的与这些导电区40电连接，即其中一个金属电极30与其中一排的导电区40电连接，而另一个金属电极30即与另一排的导电区40电连接；在该两金属电极30分别施加正、负极的电压，即可使这些导电区40相互区隔分别产生出正、负极的极性。
其中，所述的金属电极30与导电区40的电连接，可以电路连结的方式所形成；或者，该两金属电极30分别以金属一体成型的方式，以各形成这些导电区40，都可达到上述的功效。
如图5所示，该两金属电极30各具有电极基部31，及两由该电极基部31两侧延伸出的电极侧部32。每一电极基部31分别结合于座体20左、右两侧端缘，且令两电极侧部32分别结合于座体20顶、底两端面。此外，座体20左、右两侧分别进一步形成有另一通孔单元22’，其设于两电极侧部32之间。经由前述的组成，以构成本发明的高功率二极管支架结构。
请参阅图6及图7，进一步地说明本发明的高功率二极管封装构造。功能区21内是可提供固接有多个等距间隔设置的发光二极管晶片50，其分别对应于前述的通孔单元22上方处。每一发光二极管晶片50上连接有两导线51(可为金线)，其分别连接至相对应的导电区40，而发光二极管晶片50光线的颜色不加以限制，可依实际的需求使用。其中，每一发光二极管晶片50的底部可进一步结合金属垫52，其贴合于座体20中且对应于通孔单元22，金属垫52尺寸可大于通孔单元22。
该座体20的功能区21内，并加以覆盖一层为可透光性的封胶元件60，以封装每一发光二极管晶片50及导线51，避免水气等的因素损坏发光二极管晶片50；经由前述的组成，以构成本发明的高功率二极管封装构造。
其中，所述的封胶元件60可为环氧树脂、硅胶或任何已知热塑性树脂等的封装胶材。此外，封胶元件60内可进一步地混合有荧光粉，如黄色等可改变发光二极管晶片50光线的颜色的混合式封装胶材。
经由上述，当在两金属电极30分别施加正、负极的电压，其传导至每一导电区40再经由导线51的功效，即可使每一发光二极管晶片50释放其光线。当电压流动时，将使发光二极管晶片50产生热量，可经由金属垫52所具有的热传导特性，使热量快速传导至通孔单元22，再传导至散热基座23，以形成绝佳的导热效果。同时，通过陶瓷材料所形成的座体20，其具耐高温、耐用及不透光性等的特点，以避免因温度的影响而有劣化等的情形，同时更能提供薄型化的设计，而加以避免产生漏光的现象。
另外，如图8及图9所示，为本发明的高功率二极管封装组合。在本实施例中，包含有多个上述的高功率二极管封装构造，以相互彼此串接的方式连结，在附图中以三个为例。其中，一座体20的左、右两侧可分别与另两座体20相串接，即可使该座体20的两金属电极30，分别与其相串接的两座体20的其中一金属电极30相邻，或可直接相互电性接触。进一步地说，座体20的一金属电极30通过所形成的电极基部31，与另一座体20的金属电极30，其所形成的电极基部31可相互电性接触。
通过上述的说明，当经排列化地同时于每一金属电极30分别施加正、负极的电压时(例如：正、负、正、负的极性排列)，即可令每一座体20内的发光二极管晶片50同时释放其光线。由此，本发明经由彼此串接的组合结构，使任一座体20内的发光二极管晶片50，其与相串接的座体20内的发光二极管晶片50，可达到缩短之间的间隔距离化，以避免释放出的光线，易产生出大幅度的光斑现象，从而使整体亮度有不均匀的情形。
因此，通过本发明所能产生的特点及功能如下：
一、本发明由陶瓷材料所形成的座体，其具耐高温、耐用及不透光性等的特点，具有避免因高温而劣化等的情形，更能提供薄型化的设计，加以避免有漏光的可能。
二、本发明的通孔单元及散热基座的结构设计，以提供发光二极管晶片具有绝佳的散热效果。
三、本发明所相互串接的结构设计，使相邻的二极管封装构造，以提供达到缩短之间的距离，以避免产生光斑的机率，从而使整体亮度达到均匀化。

Claims (19)

1.一种高功率二极管支架结构，其特征在于，包括：
座体，其为陶瓷材料件，该座体一端内部具有内凹的功能区，及该功能区中形成有多个通孔单元与多个不同极性的导电区，且该座体另一端结合有散热基座，所述多个导电区是以两排且多个等距及间隔相邻设置的方式形成于该功能区中，且该座体的功能区中设有多个分别对应于所述多个通孔单元的金属垫；以及
多个金属电极，分别与该座体结合，且所述多个金属电极分别相对的与所述多个导电区电连接。
2.如权利要求1所述的高功率二极管支架结构，其特征在于：该座体为长型体。
3.如权利要求1所述的高功率二极管支架结构，其特征在于：所述多个金属电极为两个，且分别设于该座体两侧。
4.如权利要求1所述的高功率二极管支架结构，其特征在于：所述多个金属电极各具有电极基部，及两由该电极基部两侧延伸的电极侧部，该电极基部结合于该座体侧端缘，该两电极侧部分别结合于该座体端面。
5.如权利要求4所述的高功率二极管支架结构，其特征在于：该座体形成有另一通孔单元设于该两电极侧部之间。
6.一种高功率二极管封装构造，其特征在于，包括：
座体，其为陶瓷材料件，该座体一端内部具有内凹的功能区，及该功能区中形成有多个通孔单元与多个不同极性的导电区，且该座体另一端结合有散热基座，所述多个导电区是以两排且多个等距及间隔相邻设置的方式形成于该功能区中；
多个金属电极，分别与该座体结合，且所述多个金属电极分别相对的与所述多个导电区电连接；
多个发光二极管晶片，分别设于该座体的功能区中，且分别对应于所述多个通孔单元，所述多个发光二极管晶片及所述多个导电区分别连接有导线，且所述多个发光二极管晶片分别与该座体之间设有对应于该通孔单元的金属垫；以及
封胶元件，结合于该座体的功能区中，以覆盖所述多个发光二极管晶片。
7.如权利要求6所述的高功率二极管封装构造，其特征在于：该座体为长型体。
8.如权利要求6所述的高功率二极管封装构造，其特征在于：所述多个金属电极为两个，且分别设于该座体两侧。
9.如权利要求6所述的高功率二极管封装构造，其特征在于：所述多个金属电极各具有电极基部，及两由该电极基部两侧延伸的电极侧部，该电极基部结合于该座体侧端缘，该两电极侧部分别结合于该座体端面。
10.如权利要求9所述的高功率二极管封装构造，其特征在于：该座体形成有另一通孔单元设于该两电极侧部之间。
11.如权利要求6所述的高功率二极管封装构造，其特征在于：该封胶元件为环氧树脂或硅胶。
12.如权利要求6所述的高功率二极管封装构造，其特征在于：该封胶元件内进一步混合有荧光粉的混合式封装胶材。
13.一种高功率二极管封装组合，其特征在于，包含多个相互串接的二极管封装，所述多个二极管封装分别设有：
座体，其为长型体的陶瓷材料件，该座体一端内部具有内凹的功能区，及该功能区中形成有多个通孔单元与多个不同极性的导电区，且该座体另一端结合有散热基座；
两个金属电极，分别结合于该座体两侧，且所述两个金属电极分别相对的与所述多个导电区电连接；
多个发光二极管晶片，分别设于该座体的功能区中，且分别对应于所述多个通孔单元，所述多个发光二极管晶片及所述多个导电区分别连接有导线；以及
封胶元件，结合于该座体的功能区中，以覆盖所述多个发光二极管晶片；
由此，所述多个二极管封装的座体相互串接，一该二极管封装的一金属电极，其与另一该二极管封装的一金属电极相邻。
14.如权利要求13所述的高功率二极管封装组合，其特征在于：所述两个金属电极各具有电极基部，及两由该电极基部两侧延伸的电极侧部，该电极基部结合于该座体侧端缘，该两电极侧部分别结合于该座体端面。
15.如权利要求14所述的高功率二极管封装组合，其特征在于：该电极基部与另一该二极管封装的电极基部相邻，或电性接触。
16.如权利要求14所述的高功率二极管封装组合，其特征在于：所述座体各形成有另一通孔单元分别设于该两电极侧部之间。
17.如权利要求13所述的高功率二极管封装组合，其特征在于：所述多个发光二极管晶片分别与该座体之间设有对应于该通孔单元的金属垫。
18.如权利要求13所述的高功率二极管封装组合，其特征在于：所述封胶元件为环氧树脂或硅胶。
19.如权利要求13所述的高功率二极管封装组合，其特征在于：所述封胶元件内进一步混合有荧光粉的混合式封装胶材。
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