CN101431132B

CN101431132B - 发光二极管

Info

Publication number: CN101431132B
Application number: CN2007101658935A
Authority: CN
Inventors: 洪世豪; 赖志铭
Original assignee: Lite On Technology Corp
Current assignee: Lite On Technology Changzhou Co Ltd; Lite On Technology Corp
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2027-11-07
Also published as: CN101431132A

Abstract

本发明涉及一种发光二极管，其包含一基座、至少一发光芯片、以及一封装体。发光芯片设置于基座上，封装体设于基座上并包覆发光芯片，封装体为高分子材质所制成；其中，基座上形成一与封装体相接触的黏着层，黏着层的材质为氮化物或氧化物，以此提高封装体与基座的结合性。

Description

发光二极管

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，特别是指一种散热效率佳的发光二极管。

背景技术

如图1所示，一种常见的发光二极管(Light emitting diode)，其是将发光芯片12埋设于透明封装体14(如环氧树脂或硅胶)与绝缘基座11之间，并将发光芯片12利用金属导线15电连接并穿伸入绝缘基座11之内的金属引脚13上，使发光芯片12藉此与外部电源电连接。

然而，由于发光芯片12在操作时所产生的热量不易通过传热性差的透明封装体14与绝缘基座11向外消散，仅有传热性较佳的金属导线15及金属引脚13可作为主要的散热途径，以致整体散热效率差，容易造成热量积存于发光芯片12周围而导致发光效率降低。

因此，为解决上述问题，美国专利第6,274,924案提出一种采用金属材质作为基座的发光二极管，将发光芯片设置于透明封装体与传热性良好的金属基座之间，通过金属基座将发光芯片所产生的热量有效地向外传导。然而，由于透明封装体与金属基座之间的热膨胀系数不同，因此，两者在受到发光芯片发出的热量时所产生的膨胀程度也有所不同，使得接口处容易产生应力而裂开，导致透明封装体自金属基座上脱落。

发明内容

本发明的一目的，即在于提供一种透明封装体不易自基座上脱落的发光二极管。

本发明的另一目的，即在于提供一种采用金属基座以提高散热效率的发光二极管。

为了达成上述目的，本发明在金属基座上设置一层材质为氮化物或氧化物的黏着层，以此提高透明封装体与基座的结合性。

于是，本发明提供一种发光二极管，其包含一基座、至少一发光芯片，以及一封装体。发光芯片设置于基座上，封装体设于基座上并包覆发光芯片，封装体为高分子材质所制成；其中，基座上形成一与该封装体相接触的黏着层，黏着层的材质为氮化物或氧化物，以提高该封装体与基座的结合性。

附图说明

图1是已知发光二极管的侧视示意图；

图2是本发明的发光二极管的第一较佳实施例的立体示意图；

图3是第一较佳实施例的侧视示意图；

图4是本发明的发光二极管的第二较佳实施例的侧视示意图；

图5是本发明的发光二极管的第三较佳实施例的侧视示意图；

图6是本发明的发光二极管的第四较佳实施例的侧视示意图；

图7是本发明的发光二极管的第五较佳实施例的立体示意图；

图8是本发明的发光二极管的第六较佳实施例的立体示意图；及

图9是本发明的发光二极管的第六较佳实施例的另一立体示意图。

其中，附图标记说明如下：

21基座 211本体

212导电柱 213绝缘件

214黏着层 215凹陷部

216贯孔部 217次凹陷部

218隆起部 219散热鳍片

220开口 22芯片

23金属导线 24透明封装体

31基座 312黏着层

313盖板 314绝缘骨架

315导电块 316容置孔

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下附图的六个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

如图2与图3所示，本发明发光二极管的第一较佳实施例包含一基座21、一发光芯片22、两个金属导线23、以及一透明材质的封装体24。

基座21包含一金属材质制成的本体211、一管状绝缘件213、一金属材质制成的导电柱212、以及一黏着层214。本体211于其上表面向下凹陷形成一凹陷部215，凹陷部215于其底面形成一向下贯穿本体211的贯孔216。导电柱212配合穿设于贯孔216之中，并通过管状绝缘件213与本体211进行隔绝，防止同为金属材质的导电柱212与本体211相互接触而发生电性导通。

适于本体211及导电柱212的金属材质，包含有铜(Cu)、钼(Mo)、钨(W)、铝(Al)、金(Au)、铬(Cr)、镍(Ni)、锌(Zn)、铂(Pt)、银(Ag)，或上述的混合物。本体211与导电柱212可为相同金属材质所制成，或可为不同的金属材质分别制成。

在本体211与导电柱212为相同的金属材质的情况下，本发明提供一种有效率的基座21制作方式：利用金属射出成型(Metal injection molding)法，将先行制作成型的管状绝缘件213置于模具的模穴当中，然后将含有金属粉末的原料注入模穴，并在原料注满模穴的同时，使原料一并充满管状绝缘件213的内部空间，最后在脱模后加以烧结，即可。

为了加强基座21与随后设置于其上的封装体24间的附着性，本发明引入半导体制造工艺用以提高异质结构接合性的黏着层(adhesion layer)概念，在相应于封装层24的基座21表面上设置合适材质的黏着层214。

综合考虑本发明的基座21与封装体24所各采用的材质，适于作为本发明的黏着层214材质包含有钛(Ti)、锌(Zn)、铟(In)、钽(Ta)、铬(Cr)、铝(Al)、硅(Si)，或上述的混合物的氧化物或氮化物。

因本实施例的封装体24设置于基座21的凹陷部215内，故黏着层214相应地设置于凹陷部215的内表面上。

上述黏着层214的制作方式可采取物理或化学气相沉积，其中，物理气相沉积包含蒸镀、溅镀等，化学气相沉积包含有热化学气相沉积，及等离子辅助化学气相沉积等。

发光芯片22设置于凹陷部215的表面上，并与导电柱212位置相互错开，在本实施例中，发光芯片22的上表面间隔形成有两个电极，其中一电极以金属导线23连接至导电柱212顶端，另一电极以金属导线23穿过黏着层214连接至本体211的凹陷部215表面。

实际应用时，可应用已知的半导体微影及蚀刻工艺在黏着层214上对应形成供金属导线23穿过的开口220(见图3)，供金属导线23穿过而与本体211电连接。

透明封装体24填置于凹陷部215所界定出的容置空间中，包覆发光芯片22及金属导线23，并与黏着层214相接触。透明封装体24可为高分子材质如硅胶或环氧树脂等所制成。

如图4所示，本发明发光二极管的第二较佳实施例，与第一较佳实施例大致相同，其差异在于，本体211的凹陷部215表面还向下凹陷形成一个次凹陷部217，供发光芯片22设置于其内。

在本实施例中，发光芯片22的两电极分别形成于发光芯片22的项、底两面上，其中，底面的电极与次凹陷部217直接接触以形成电连接，项面的电极则通过金属导线23与导电柱212顶端电连接。

如图5所示，本发明发光二极管的第三较佳实施例与第二较佳实施例大致相同，其差异在于，还增加了一组导电柱212、以及一对应之的管状绝缘件213以及与该管状绝缘件213与对应之的贯孔216。

在本实施例中，发光芯片22的上表面间隔地形成有两个电极，且两电极分别以两金属导线23连接至两导电柱212顶端。

此外，由于本实施例无需以本体211作为发光芯片22的电连接之用，故可将本体211改由导热性佳的陶瓷材料加以制成。

如图6所示，本发明发光二极管的第四较佳实施例，与第三较佳实施例大致相同，其差异在于，本体211的凹陷部215中央处向上隆起形成一隆起部218，而隆起部218中央又向下凹陷形成一个次凹陷部217，供发光芯片22设置于其内。

此外，本发明的发光二极管不限于对单一发光芯片进行封装，亦可如图7所示，本发明发光二极管的第五较佳实施例，与第一较佳实施例大致相同，其差异在于，通过提供数量对应的多组导电柱212，对多个发光芯片22进行封装及电连接，可成为一多晶型发光二极管。

进一步地，为了增加基座21的散热效果，还在本体211侧缘形成多片散热鳍片219，以此增加散热面积，提高散热效率，图中散热鳍片219形成于基座本体211的侧缘上，各鳍片219由基座本体211中心向外延伸，实际实施时不限于此，亦可形成于本体211的底面。

如图8及图9所示，本发明发光二极管的第六较佳实施例包含一基座31、多个发光芯片32、多个金属导线33、以及一透明封装体。

基座31包含一绝缘骨架314、多个导电块315、一黏着层312、以及一盖板313。

绝缘骨架314界定出多个互不相连的容置空间，多个导电块315分别设置于各容置空间中，彼此互不接触。

导电块315为金属材质所制成，其种类包含铜(Cu)、钼(Mo)、钨(W)、铝(Al)、金(Au)、铬(Cr)、镍(Ni)、锌(Zn)、铂(Pt)、银(Ag)，或上述的混合物。

其中，为了有效率地实现基座31的批量生产，本发明采用金属射出成型(Metal injection molding)法，将已经制作成型的绝缘骨架314置于模具之中，并将包含有金属材质粉末的原料注入模具之中，并使其充满绝缘骨架314所界定出的各容置空间，在射出成型后并加以烧结。

黏着层312形成于各导电块315及绝缘骨架314的上表面，其材质及制作方式与第一较佳实施例的黏着层214相同。

盖板313设置于黏着层312上，并形成一由盖板313上表面贯穿至下表面的容置孔316，容置孔316露出各个导电块315的至少一部分。

各发光芯片32设置于容置孔316所露出的导电块315上，在本实施例中，发光芯片32的上表面形成有两个互不导通的电极，且两电极以金属导线33分别穿过黏着层312连接至各导电块315。在本实施例中，导电块315的数量为所对应的发光芯片32的数量的两倍，供发光芯片32的两电极分别电连接之用，实际实施时不限于此，可视发光芯片32的串、并联的电路设计而有所调整。

透明封装体填置于容置孔316与导电块315、绝缘骨架314所共同界定的容置空间中，包覆发光芯片32及金属导线33，并与黏着层312相接触。透明封装体可为高分子材质如硅胶或环氧树脂等所制成。

归纳上述，本发明发光二极管通过采用金属材质的基座，以改善发光二极管的散热效率，提升发光效率，并通过在基座上形成氧化物或氮化物所构成的黏着层，提高透明封装体与基座的结合性，提升整体可靠度，确实达成本发明的功效。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围。

Claims

1.一种发光二极管，包含：

一基座；

至少一发光芯片，设置于该基座上；及

一封装体，设于该基座上并直接包覆该发光芯片，该封装体的材质不同于该基座的材质；

其中，该基座上形成一与该封装体相接触的黏着层，该黏着层位于该基座与该封装体之间，并与该基座和该封装体相粘接，以使该封装体与该基座结合，该黏着层的材质为氮化物或氧化物。

2.如权利要求1所述的发光二极管，其中，该黏着层包含钛、锌、铟、钽、铬、铝、硅的氧化物或氮化物。

3.如权利要求2所述的发光二极管，其中，该基座包含一供该发光芯片设置的本体、至少一穿设于该本体的导电柱、以及至少一套设于该导电柱上以使该导电柱与该本体隔绝的管状绝缘件。

4.如权利要求3所述的发光二极管，其中，该基座是以金属射出成型法制成。

5.如权利要求3所述的发光二极管，其中，该本体为金属材质所制成。

6.如权利要求5所述的发光二极管，其中，该本体的金属材质包含铜、钼、钨、铝、金、铬、镍、锌、铂、银，或上述的混合物。

7.如权利要求3所述的发光二极管，其中，该本体为陶瓷材质所制成。

8.如权利要求3所述的发光二极管，其中，该导电柱的金属材质包含铜、钼、钨、铝、金、铬、镍、锌、铂、银，或上述的混合物。

9.如权利要求3所述的发光二极管，其中，该本体形成有一供该发光芯片设置的凹陷部。

10.如权利要求3所述的发光二极管，其中，该本体形成有一隆起部，该隆起部形成有一供该发光芯片设置的凹陷部。

11.如权利要求3所述的发光二极管，其中，该本体具有多片散热鳍片。

12.如权利要求2所述的发光二极管，其中，该基座包含：一界定出多个容置空间的绝缘骨架，以及多个分别设置于所述多个容置空间中的金属导电块。

13.如权利要求12所述的发光二极管，其中，该基座是以金属射出成型法制成。

14.如权利要求12所述的发光二极管，其中，所述金属导电块是以金属射出成型法制成。

15.如权利要求12所述的发光二极管，其中，该导电块的材料包含铜、钼、钨、铝、金、铬、镍、锌、铂、银，或上述的混合物。