CN101865436A - 发光二极管座体结构 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种发光二极管座体结构，其包括：第一散热基座；第一导线架；以及绝缘座体。其中第一散热基座具有固晶区，并且在固晶区外侧设置有第一绝缘层，而且第一导线架是结合于第一绝缘层上，又绝缘座体是包覆第一导线架及第一散热基座，并使得固晶区与第一散热基座的底面裸露在外。由于第一绝缘层可使得第一散热基座与第一导线架相互绝缘，因此可取代传统绝缘垫片的使用，并且第一绝缘层可以印刷的方式设置于第一散热基座上，藉此可简化发光二极管座体结构的制程，进而达到大量生产的功效。

Description

发光二极管座体结构

技术领域

本发明涉及一种发光二极管座体结构，特别是涉及一种应用于高功率发光二极管的发光二极管座体结构。

背景技术

发光二极管具有体积小、寿命长、高指向性、耐震性佳...等优点，并且与荧光灯相比较的下，发光二极管不含汞等具污染性的材料，因此发光二极管被视为高度环保的光源。又发光二极管逐渐朝向多色彩及高亮度发展，因此发光二极管的应用范围已经扩展至大型户外广告看板以及交通号志灯等，并逐渐取代钨丝灯及水银灯而成为新一代照明光源。

而在发光二极管制程中，由于导线架与散热基座皆为金属的材质，因此需使用绝缘垫片以使得导线架与散热基座形成绝缘状态，但在绝缘垫片设置过程中，对位组装的步骤却会大幅减缓发光二极管制程的速度，并也增加了发光二极管的成本。

此外，由于发光二极管体积小，因此受到静电放电(electrostaticdischarge)的影响相当严重。举例来说，人体在干燥环境下所累积的静电量可高达2千至3千伏特，此时只要碰触到发光二极管，即可能导致发光二极管的损坏。除此之外，在操作或测试发光二极管时，若不小心输入过高的电流，而超过了发光二极管所能承载的范围，亦将导致发光二极管的损坏，进而造成费用成本的耗损。

如中国台湾第I284433号申请所揭露的“发光二极管封装及其制造方法”，其包含有：一承载器；一封装壳体；一发光二极管晶片；以及一静电防护元件。藉由于承载器中设置有静电防护元件，并且结合于承载器的发光二极管晶片可与静电防护元件的电性连接，藉此达到保护发光二极管晶片不受静电突波破坏的功效。

上述的前案是在发光二极管封装中额外增设静电防护元件，如此虽可有效避免发光二极管晶片受到静电突波与过电流的破坏，但却增加了发光二极管的制作成本，并且制程时须考量静电防护元件的体积大小，导致发光二极管整体的体积无法微小化。

由此可见，上述现有的发光二极管座体结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的发光二极管座体结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的发光二极管座体结构存在的缺陷，而提供一种新型的发光二极管座体结构，所要解决的技术问题是使其在散热基座上或者导线架上设置绝缘层，藉以与导线架形成电性绝缘，因此可取代传统绝缘垫片的使用，又由于绝缘层可以快速并大量地制作，所以可达到简化发光二极管制程的功效，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种新型的发光二极管座体结构，所要解决的技术问题是使其藉由进一步混合导电的石墨粉的绝缘层形成介电层，并且再配合导线架与散热基座的结构即可成为埋入式阻抗元件，因此无需再额外设置静电保护元件，即可提供静电防护的功效，从而更加适于实用。

本发明的再一目的在于，提供一种新型的发光二极体座体结构，所要解决的技术问题是使其不需外接静电保护元件，因此可降低发光二极管成本并且缩小发光二极管整体的体积，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种发光二极管座体结构，其包括：一第一散热基座，其具有：一固晶区；及一第一绝缘层，其设置于该固晶区的外侧；一第一导线架，其结合于该第一绝缘层上，且该第一导线架相对于该固晶区处形成有一开口；以及一绝缘座体，其是包覆该第一散热基座及该第一导线架，并裸露出该固晶区及该第一散热基座的一底面。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第一散热基座是一多边型体或一不规则型体。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第一散热基座具有一延伸部，且该固晶区是形成于该延伸部处，且该开口是套设于该延伸部周边。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的固晶区形成有一凹槽部。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第一散热基座与该绝缘座体接触的表面，是一不规则状表面。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第一绝缘层是一绝缘油墨层、一环氧树脂或一绝缘硅胶层。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第一绝缘层进一步混合有一石墨粉或一纳米碳球以形成一介电层。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第一导线架是一金属导线架、一陶瓷电路板或一印刷电路板。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种发光二极管座体结构，其包括：一第二散热基座，其是具有一固晶区；一第二导线架，其是设置有一第二绝缘层，且该第二绝缘层是结合于该第二散热基座，并且该第二导线架相对于该固晶区处形成有一开口；以及一绝缘座体，其是包覆该第二散热基座及该第二导线架，并裸露出该固晶区及该第二散热基座的一底面。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的固晶区形成有一凹槽部。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第二散热基座具有一延伸部，且该固晶区是形成于该延伸部处，且该开口是套设于该延伸部周边。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第二散热基座与该绝缘座体接触的表面，是一不规则状表面。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第二散热基座是一多边型体或一不规则型体。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第二绝缘层是一绝缘油墨层、一环氧树脂层或一绝缘硅胶层。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第二绝缘层进一步混合有一石墨粉或一纳米碳球以形成一介电层。

前述的发光二极管座体结构，其中所述的第二导线架是一金属导线架、一陶瓷电路板或一印刷电路板。

借由上述技术方案，本发明发光二极管座体结构至少具有下列优点及有益效果：

一、由于绝缘层可快速设置，并可取代发光二极管座体结构中绝缘垫片的使用，进而提高了发光二极管的制程速度。

二、利用绝缘层混合导电石墨粉形成的介电层，用以与导线架及散热基座形成埋入式阻抗元件，进而达到提供静电防护的功效。

三、由于发光二极管座体结构不需外接静电防护元件，因此可降低发光二极管的制作成本。

综上所述，本发明是有关于一种发光二极管座体结构，其包括：第一散热基座；第一导线架；以及绝缘座体。其中第一散热基座具有固晶区，并且在固晶区外侧设置有第一绝缘层，而且第一导线架是结合于第一绝缘层上，又绝缘座体是包覆第一导线架及第一散热基座，并使得固晶区与第一散热基座的底面裸露在外。由于第一绝缘层可使得第一散热基座与第一导线架相互绝缘，因此可取代传统绝缘垫片的使用，并且第一绝缘层可以印刷的方式设置于第一散热基座上，藉此可简化发光二极管座体结构的制程，进而达到大量生产的功效。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一种第一散热基座与第一导线架的实施例分解立体图

图2是本发明的一种第一散热基座与第一导线架的实施例分解立体图一。

图3是本发明的一种发光二极管座体结构的实施例剖视图一。

图4A是图3的等效电路图一。

图4B是图3的等效电路图二。

图5是本发明的一种第一散热基座与第一导线架的实施例分解立体图三。

图6是本发明的一种发光二极管座体结构的实施例剖视图二。

图7A是图6的等效电路图一。

图7B是图6的等效电路图二。

8是本发明的一种第二散热基座与第二导线架的实施例分解立体图一。

图9是本发明的一种发光二极管座体结构的实施例剖视图三。

图10A是图9的等效电路图一。

图10B是图9的等效电路图二。

图11是本发明的一种第二散热基座与第二导线架的实施例分解立体图一。

图12是本发明的一种发光二极管座体结构的实施例剖视图四。

图13A是图12的等效电路图一。

图13B是图12的等效电路图二。

100、100’、200、200’：发光二极管座体结构

10、10’：第一散热基座         11、211： 固晶区

12：      第一绝缘层           121、223：石墨粉

13、24：  介电层               14、212： 延伸部

15、213： 凹槽部               16、215： 底面

17、214： 不规则状表面         20：      第一导线架

21、221：开口           21、21’：第二散热基座

22：     第二导线架     222：     第二绝缘层

30、23： 绝缘座体       40：      发光二极管晶粒

C：      电容性元件     R：       电阻性元件

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发光二极管座体结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

<第一实施例>

图1是本发明的一种第一散热基座10与第一导线架20的实施例分解立体图一。图2是本发明的一种第一散热基座10’与第一导线架20的实施例分解立体图二。图3是本发明的一种发光二极管座体结构100的实施例剖视图一。图4A是图3的等效电路图一。图4B是图3的等效电路图二。图5是本发明的一种第一散热基座10’与第一导线架20的实施例分解立体图三。图6是本发明的一种发光二极管座体结构100’的实施例剖视图二。图7A是图6的等效电路图一。图7B是图6的等效电路图二。

如图1至图3所示，本实施例是一种发光二极管座体结构100，其包括：一第一散热基座10、10’；一第一导线架20；以及一绝缘座体30。

如第1图及第2图所示，第一散热基座10、10’，其是具有：一固晶区11；以及一第一绝缘层12，并且第一散热基座10、10’可以为一多边型体(如图5所示)或一不规则型体(图未示)。

由于第一散热基座10、10’的材质可以为具有良好导热特性的材质，例如：铜、锡、银...等，因此可藉由固晶区11与发光二极管晶粒40结合，而发光二极管晶粒40的产热则可由第一散热基座10排除，以避免高温影响发光二极管晶粒40的出光品质。

如图1所示，第一绝缘层12是设置于固晶区11的外侧，又第一绝缘层12可以为一绝缘油墨层、一环氧树脂层或一绝缘硅胶层，因此当第一散热基座10、10’与一第一导线架20结合时，第一绝缘层12便可设置于第一散热基座10与第一导线架20之间，使得一散热基座10、10’与第一导线架20间为绝缘的状态，所以第一绝缘层12可用以取代传统绝缘垫片的使用。

此外，由于第一绝缘层12可以印刷的方式覆盖于第一散热基座10、10’上除了固晶区11以外的表面，因此可同时间内快速并大量地设置第一绝缘层12，进而简化了发光二极管座体结构100以提高发光二极管座体结构100的制程速度。

如图1及图2所示，第一导线架20，其结合于第一散热基座10、10’的第一绝缘层12上，且第一导线架20相对于第一散热基座10、10’固晶区11处形成有一开口21，以使得固晶区11为外露的区域。

如图2所示，第一散热基座10’可具有一延伸部14且固晶区11是形成于延伸部14处，因此第一导线架20的开口21可套设于延伸部14周边，并且第一导线架20不与第一散热基座10’的延伸部14相接触。又第一散热基座10’的固晶区11可形成有一凹槽部15，以利发光二极管晶粒40结合于固晶区11，并且方便于发光二极管晶粒40上覆盖取光层或光波转换层，例如：荧光粉涂布层(图未示)。

而第一导线架20可以为一金属导线架、一陶瓷电路板或一印刷电路板，因此第一导线架20可藉由打线与发光二极管晶粒40形成电性连接。(如图3所示)

如图3所示，绝缘座体30，其是包覆第一散热基座10’及第一导线架20，并裸露出第一散热基座10’的固晶区11及第一散热基座10’的一底面16，使得发光二极管晶粒40产热可通过第一散热基座10’裸露的底面16散除，而外露的固晶区11上方则可加设各种透镜(图未示)，用以于发光二极管晶粒40出光时形成不同光场形状。

如图3所示，第一散热基座10’与绝缘座体30接触的表面是可形成一不规则状表面17，例如：螺纹、咬花、凸体、凹体...等不规则状表面17。当进行绝缘座体30的成型作业时，例如：射出成型、注胶成型...等，由于塑料可填满不规则状表面17与第一绝缘座体30的间隙，所以冷却固化后的塑料可使得第一散热基座10’与绝缘座体30稳固且紧密地咬合，藉此可阻绝水气与湿气的渗透，并且使得发光二极管座体结构100更为稳固。

又如图2所示，第一绝缘层12是可进一步混合有一石墨粉121或一纳米碳球(图未示)，并且藉由石墨粉121与纳米碳球可导电的特性以形成一介电层13，又可利用改变石墨粉121或纳米碳球的混合比例调整介电层13的介电系数，例如：混合越多的石墨粉121或纳米碳球，则介电层13的介电系数越高。

如图3所示，由于介电层13是位于第一导线架20与第一散热基座10’之间，又第一导线架20与第一散热基座10’可同时为金属的材质，所以第一导线架20、介电层13与第一散热基座10’所形成的结构可成为埋入式的阻抗元件，例如：电容性元件C或电阻性元件R。

因此发光二极管座体结构100与发光二极管晶粒40可形成如图4A的等效电路图，藉由发光二极管晶粒40与电容性元件C并联，使得静电突波或过电流产生时，电容性元件C可有效地吸收静电突波与过电流，用以保护发光二极管晶粒40不受到静电突波与过电流的破坏。

如图4B所示，藉由改变介电层13的介电系数，可形成埋入式的电阻性元件R，而发光二极管晶粒40可与电阻性元件R形成如图4B所示的电路结构，因此当静电突波出现或过电流输入时，可藉由电阻性元件R旁路的功能以分担过高的电流，如此亦可以保护发光二极管晶粒40不受到静电突波与过电流的破坏。而藉由设置于第一散热基座10’上的介电层13，发光二极管座体结构100中可形成至少三个电容性元件C或电阻性元件R。

当发光二极管座体结构100’与多颗发光二极管晶粒40结时，其结合方式可以如图5及图6所示，发光二极管座体结构100’可与四颗发光二极管晶粒40结合，并藉由打线使得发光二极管晶粒40形成串联与并联的电路结构(如图7A及图7B所示)，因此发光二极管座体结构100’可操作于直流电源或交流电源的环境下，并且发光二极管座体结构100’中的介电层13亦可分别形成电容性元件C或电阻性元件R，进而保护每一发光二极管晶粒40不受静电突波的破坏。

<第二实施例>

图8是本发明的一种第二散热基座21与第二导线架22的实施例分解立体图一。图9是本发明的一种发光二极管座体结构200的实施例剖视图三。图10A是图9的等效电路图一。图10B是图9的等效电路图二。图11是本发明的一种第二散热基座21与第二导线架22的实施例分解立体图二。图12是本发明的一种发光二极管座体结构200’的实施例剖视图四。图13A是图12的等效电路图一。图13B是图12的等效电路图二。

如图8及图9所示，本实施例是一种发光二极管座体结构200，其包括：一第二散热基座21；一第二导线架22；以及一绝缘座体23。

如图8及图9所示，第二散热基座21具有一固晶区211，且第二散热基座21可以为一多边型体(如图11所示)或一不规则型体(图未示)。

第二导线架22设置有一第二绝缘层222，并且第二绝缘层222可以为一绝缘油墨层、一环氧树脂层或一绝缘硅胶层。因此当第二导线架22与第二散热基座21结合时，第二绝缘层222是夹设于第二导线架22与第二散热基座21之间，以使得第二导线架22与第二散热基座21间相互绝缘，用以取代传统绝缘垫片的使用，又第二绝缘层222亦可以印刷的方式设置于第二散热基座21上，藉此可简化并加速发光二极管座体结构200的制程。

又第二导线架22可以为一金属导线架、一陶瓷电路板或一印刷电路板，因此第二导线架22可藉由打线与发光二极管晶粒40形成电性连接(如图9所示)。

如图8及图9所示，第二散热基座21可进一步具有一延伸部212，因此第二导线架22相对于第二散热基座21的固晶区211处形成的一开口221是套设于延伸部212周边，并且不与第二散热基座21的延伸部212相接触。而绝缘座体30用以包覆第二散热基座21与第二导线架22，并使得固晶区211及第二散热基座21的一底面215裸露在外，并且第二散热基座21的固晶区211可形成有一凹槽部213，以利与发光二极管晶粒40结合。

又第二散热基座21与绝缘座体23接触的表面可为一不规则状表面214，藉此用以加强第二散热基座21与绝缘座体23间的固定强度。而第二散热基座21、第二导线架22与绝缘座体23间的结合关系如第一实施例中第一散热基座10、第一导线架20与绝缘座体30所述，在此不加赘述。

此外，第二绝缘层222亦可进一步混合有一石墨粉223或一纳米碳球(图未示)，因此亦可以形成一介电层24，并且通过第二导线架22、介电层24及第二散热基座21的结合(如图9所示)，使得发光二极管座体结构200中可形成埋入式的阻抗元件，例如：电容性元件C或电阻性元件R。

如图10A所示，当发光二极管座体结构200与发光二极管晶粒40结合时，电流可由两边节点流入，因此可藉由电容性元件C的设置，以使得发光二极管晶粒40可与电容性元件C形成并联电路结构，以利用电容性元件C吸收静电突波或过电流，达到保护发光二极管晶粒40的功效。

又如图10B所示，亦可利用改变介电层24中石墨粉223或纳米碳球的混合比例以形成埋入式的电阻性元件R，使得发光二极管晶粒40可与电阻性元件R形成并联电路结构，并且藉由电阻性元件R的设置以旁路的方式分担静电突波或过电流产生时过大的电流，如此也可达到避免发光二极管晶粒40受到破坏的功效。第二绝缘层222的功效，以及电容性元件C、电阻性元件R与发光二极管晶粒40的连接方式是类似第一实施例中的叙述，在此不加赘述。

而由于第二绝缘层222是设置于第二导线架22的表面上，并且第二导线架具有开口221，因此在发光二极管座体结构200中形成至少一对与发光二极管晶粒40并联的电容性元件C或电阻性元件R。

如图11及图12所示，发光二极管座体结构200’可与多个发光二极管晶粒40结合，并且可分别通过发光二极管座体结构200’中的电容性元件C或电阻性元件R与发光二极管晶粒40形成相对应的电路结构(如图13A及图13B所示)，藉此达到静电保护的功效，并且可操作在交流或直流电源的环境下。详细功效如第一实施例中所述，在此不加赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (16)

1.一种发光二极管座体结构，其特征在于其包括：

一第一散热基座，其具有：

一固晶区；及

一第一绝缘层，其设置于该固晶区的外侧；

一第一导线架，其结合于该第一绝缘层上，且该第一导线架相对于该固晶区处形成有一开口；以及

一绝缘座体，其是包覆该第一散热基座及该第一导线架，并裸露出该固晶区及该第一散热基座的一底面。

2.根据权利要求1所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第一散热基座是一多边型体或一不规则型体。

3.根据权利要求1所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第一散热基座具有一延伸部，且该固晶区是形成于该延伸部处，且该开口是套设于该延伸部周边。

4.根据权利要求1所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的固晶区形成有一凹槽部。

5.根据权利要求1所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第一散热基座与该绝缘座体接触的表面，是一不规则状表面。

6.根据权利要求1所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第一绝缘层是一绝缘油墨层、一环氧树脂或一绝缘硅胶层。

7.根据权利要求1所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第一绝缘层进一步混合有一石墨粉或一纳米碳球以形成一介电层。

8.根据权利要求1所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第一导线架是一金属导线架、一陶瓷电路板或一印刷电路板。

9.一种发光二极管座体结构，其特征在于其包括：

一第二散热基座，其是具有一固晶区；

一第二导线架，其是设置有一第二绝缘层，且该第二绝缘层是结合于该第二散热基座，并且该第二导线架相对于该固晶区处形成有一开口；以及

一绝缘座体，其是包覆该第二散热基座及该第二导线架，并裸露出该固晶区及该第二散热基座的一底面。

10.根据权利要求9所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的固晶区形成有一凹槽部。

11.根据权利要求9所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第二散热基座具有一延伸部，且该固晶区是形成于该延伸部处，且该开口是套设于该延伸部周边。

12.根据权利要求9所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第二散热基座与该绝缘座体接触的表面，是一不规则状表面。

13.根据权利要求9所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第二散热基座是一多边型体或一不规则型体。

14.根据权利要求9所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第二绝缘层是一绝缘油墨层、一环氧树脂层或一绝缘硅胶层。

15.根据权利要求9所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第二绝缘层进一步混合有一石墨粉或一纳米碳球以形成一介电层。

16.根据权利要求9所述的发光二极管座体结构，其特征在于其中所述的第二导线架是一金属导线架、一陶瓷电路板或一印刷电路板。

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