CN102064172A - 发光二极体封装构造 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光二极体封装构造，其包括一基板、一发光二极体芯片及一电路保护模组，所述基板包括一凹槽，所述电路保护模组收容于所述凹槽，所述电路保护模组与所述发光二极体芯片电连接。本发明发光二极体封装构造具有光强分布均匀，光线利用率高、产品可靠度高以及封装更薄等优点。

Description

发光二极体封装构造
技术领域
本发明涉及一种电光装置，尤其涉及一种发光二极体的封装构造。
背景技术
随着半导体材料和封装工艺的完善、光通量和出光效率的提高，功率型发光二极体已经在景观设计、交通标志、液晶显示产品的背光系统、汽车照明以及广告牌等特殊领域得到应用。
请参阅图1，是现有技术一种发光二极体封装构造平面结构示意图。所述发光二极体封装构造1是利用陶瓷金属基板封装的发光二极体封装构造，其包括一陶瓷金属基板11、一连接电极13、一发光二极体芯片15、一反射杯17、一环氧树脂层19。
所述陶瓷金属基板11包括一收容孔111以收容一金属芯113，形成所述发光二极体封装构造1的散热通路。
所述发光二极体芯片15焊接于所述陶瓷金属基板11其中一侧表面，并邻近所述收容孔111接触设置。
所述连接电极13与所述发光二极体芯片15对应电连接，并贯穿所述陶瓷金属基板11延伸至另一相对侧表面。
所述反射杯17是一中空杯状结构，其截面呈等腰梯形。所述反射杯17的一端抵接所述陶瓷金属基板11的表面，并使得所述发光二极体芯片15收容于所述反射杯17的中心位置。
所述环氧树脂层19填充所述反射杯17的中空区域。所述反射杯17的内侧表面设置有反射材料，用以反射光束至设定方向。
当所述发光二极体封装构造1工作时：所述连接电极13施加电信号至所述发光二极体芯片15，并驱动所述发光二极体芯片15将电能转化为光能以产生光束；所述发光二极体芯片15产生的光束部分穿过所述环氧树脂层19直接出射，部分光束则经由所述反射杯17的内表面反射后出射，进而形成光源发光系统。
在所述发光二极体封装构造1中，所述陶瓷金属基板11直接抵接所述发光二极体芯片15形成散热通路，所述发光二极体封装构造1工作过程中所产生的热量经由所述散热通路传导至外界，以保证所述发光二极体封装构造1正常工作。
然而，随着发光二极体芯片15输入功率的不断提高，大耗功率带来的大发热量及高要求的出光效率给发光二极体的封装提出更高的要求。在上述发光二极体封装构造1中，往往存在由于温度过高导致驱动电压受影响，以及由于存在静电聚集后瞬间放电导致降低产品可靠度的问题。
发明内容
针对现有技术发光二极体光强分布不均，光线利用率不高及产品可靠度低的问题，本发明提供一种光强分布均匀，光线利用率高及产品可靠度高的发光二极体的封装构造实为必要。
一种发光二极体封装构造，其包括一基板、一发光二极体芯片及一电路保护模组，所述基板包括一凹槽，所述电路保护模组收容于所述凹槽，所述电路保护模组与所述发光二极体芯片电连接。
作为上述发光二极体封装构造的进一步改进，所述电路保护模组的整体厚度小于或者等于所述凹槽的深度。
作为上述发光二极体封装构造的进一步改进，所述基板是采用具有高绝缘性和导热性材料制得。
作为上述发光二极体封装构造的进一步改进，所述基板包括一导热通孔，所述发光二极体封装构造还包括一金属芯，所述金属芯收容于所述导热通孔内。
作为上述发光二极体封装构造的进一步改进，所述金属芯与所述发光二极体芯片通过银胶固接。
作为上述发光二极体封装构造的进一步改进，所述发光二极体封装构造还包括一反射杯，所述反射杯设置在所述基板其中一表面，并配合所述基板围成收容空间以收容所述发光二极体芯片与所述凹槽。
作为上述发光二极体封装构造的进一步改进，所述反射杯内表面设置有反射层。
作为上述发光二极体封装构造的进一步改进，所述反射层是采用银或者铝材料制得。
作为上述发光二极体封装构造的进一步改进，所述反射杯与所述基板是一体结构。
作为上述发光二极体封装构造的进一步改进，所述反射杯及所述基板是采用陶瓷材料制得。
相较于现有技术，在本发明的发光二极体封装构造中，增加设置一电路保护模组，并将其收容于所述基板的凹槽内，通过所述电路保护模组对所述发光二极体芯片进行静电保护、过压保护等，以提高发光二极体的可靠度，有效保护产品。
另，设置所述凹槽以收容所述电路保护模组，保证所述电路保护模组的高度与所述基板的表面相一致，如此使得所述发光二极体芯片工作过程中产生的光束直接射至所述反射杯，避免因电路保护模组干涉导致光强分布不均匀，同时减少光线损耗以及发光二极体封装构造封装更薄。
附图说明
图1是现有技术一种发光二极体封装构造平面结构示意图。
图2是本发明发光二极体封装构造一种较佳实施方式的立体结构示意图。
图3是沿图2中的II-II线的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的发光二极体封装构造进行说明。
请同时参阅图2至图3，其中图2是本发明发光二极体封装构造一种较佳实施方式的立体结构示意图，图3是沿图2中的II-II线的剖面结构示意图。
所述发光二极体封装构造2是采用陶瓷基板作为散热材料的发光二极体封装构造。所述发光二极体封装构造2包括一陶瓷基板21、一反射杯23、一发光二极体芯片25、一电路保护模组27及一透镜层29。
所述陶瓷基板21是块状陶瓷材料，其具有高绝缘性，与所述发光二极体芯片25及所述电路保护模组27具有相近的膨胀系数、较高化学稳定性及较高热传导系数。所述陶瓷基板21包括一导热通孔211、一金属芯213及二相对表面215、217及一凹槽219。所述导热通孔211贯穿所述陶瓷基板21的二相对表面215、217。所述金属芯213收容于所述导热通孔211内，且其外轮廓与所述导热通孔211的内侧表面相抵接。所述凹槽219与所述导热通孔211间隔设置。当然，在本实施方式中，所述陶瓷基板21并不仅仅限于是陶瓷基板，其还可以是金属基板、金属基复合基板等。
所述反射杯23是一内表面设置有反射材质的杯状框架，其一端抵接所述陶瓷基板21的其中一侧表面215，其整体呈中空杯状结构。所述中空杯状区域收容所述发光二极体芯片25与所述凹槽219。所述中空杯状区域包括依次贯穿连接的一第一收容空间231、一第二收容空间233及一第三收容空间235。所述第一收容空间231的直径大于所述第三收容空间235的直径。所述第二收容空间233两端分别连接所述第一收容空间231和所述第三收容空间235。所述收容空间231、233及235围成一整体截面呈等腰梯形结构。在所述反射杯23的内侧表面设置有一反射层237，所述反射层237是采用银材料通过沉积、印刷等工艺形成。当然，在本实施方式中，所述反射层237是银材料制得的反射层，当然其还可以是铝材制得的反射层，其旨在达到反射作用，控制光束传输方向。
所述发光二极体芯片25包括发光二极体晶体(图未示)以及金属导线251，所述发光二极体芯片25的表面253通过银胶(未标示)压合固接于所述金属芯213表面。在本实施方式中，所述银胶还可以采用铜锡合金材料压制固接在一起。通过所述粘合材料的热传导作用，有效将所述发光二极体芯片25工作过程中所产生的热量迅速传递至所述金属芯213，进而传输至外界，避免热量聚集。所述导线251为高导电性能金属材料，其用以传输外部电信号至所述发光二极体芯片25，驱动其工作。
所述电路保护模组27收容在所述陶瓷基板21的凹槽219内。所述电路保护模组27是一静电保护电路，以避免在所述发光二极体芯片25工作时，因静电聚集导致到所述发光二极体芯片25造成的破坏。当然，在本实施方式中，所述电路保护模组27并不仅仅限于是静电保护电路，其还可以是电压抑制二极体管(TVS diode)、耐高压保护电路等，凡是能够有效保护所述发光二极体芯片25在设定的功率范围内正常运作的其他保护器件皆是本发明的宗旨。所述电路保护模组27的整体高度等于所述凹槽219的深度，如此使得当所述电路保护模组27收容于所述凹槽219内时，所述电路保护模组27的其中一表面直接抵接所述凹槽219的底面，而另一侧相对表面则与所述陶瓷基板21的表面相一致，即，二者位于同一水平面内。因为所述电路保护模组27的顶端并没有高出所述陶瓷基板21的表面，固所述发光二极体封装构造2的封装更薄，当所述发光二极体芯片25工作时，其发出的光束沿四周方向传播，直接射向所述反射杯23表面，所述电路保护模组27不会对传输光束产生干涉，固所述发光二极体芯片25发出的光束更加均匀。
所述透镜层29是玻璃透镜，其具有高透光性、高耐温性。所述透镜层29与所述反射杯23相接。当然，在本实施方式中，所述透镜层29不仅仅限于是玻璃透镜，其还可以是硅胶透镜、有机玻璃透镜等。
所述发光二极体封装构造2组装时，所述发光二极体芯片25通过银胶压合固接于所述金属芯213表面，所述金属芯213收容于所述导热通孔211内。所述电路保护模组27收容在所述陶瓷基板21的凹槽219内，所述电路保护模组27的其中一表面直接抵接所述凹槽219的底面。所述电路保护模组27的顶端没有高出所述陶瓷基板21的表面，固所述发光二极体封装构造2的封装更薄。至此，所述发光二极体封装构造2完整封装。
当所述发光二极体2封装构造工作时，电信号通过所述导线251传输至电路保护模组27与所述发光二极体芯片25，驱动其工作，所述电路保护模组27对所述发光二极体芯片25静电保护。所述发光二极体芯片25工作过程中所产生的热量迅速传递至所述金属芯213，进而传输到外界，避免热量聚集。所述电路保护模组27的顶端没有高出所述陶瓷基板21的表面，所述发光二极体芯片25发出光束没有产生干涉，固所述发光二极体芯片25发出的光束更加均匀。
值得注意的是，在本发明的其它实施方式中，所述基板21和所述反射杯23可为同一结构体，也可为两个独立结构体通过组装形成。
综上所述，本发明发光二极体封装构造具有光强分布均匀，光线利用率高、产品可靠度高以及封装更薄等优点。
以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光二极体封装构造，其包括一基板及一发光二极体芯片，其特征在于：所述发光二极体封装构造还包括一电路保护模组，所述基板包括一凹槽，所述电路保护模组收容于所述凹槽，所述电路保护模组与所述发光二极体芯片电连接。
2.根据权利要求1所述发光二极体封装构造，其特征在于，所述电路保护模组的整体厚度小于或者等于所述凹槽的深度。
3.根据权利要求1所述发光二极体封装构造，其特征在于，所述基板是采用具有高绝缘性和导热性材料制得。
4.根据权利要求1所述发光二极体封装构造，其特征在于，所述基板包括一导热通孔，所述发光二极体封装构造还包括一金属芯，所述金属芯收容于所述导热通孔内。
5.根据权利要求4所述发光二极体封装构造，其特征在于，所述金属芯与所述发光二极体芯片通过银胶固接。
6.根据权利要求1所述发光二极体封装构造，其特征在于，所述发光二极体封装构造还包括一反射杯，所述反射杯设置在所述基板其中一侧表面，并配合所述基板围成收容空间以收容所述发光二极体芯片与所述凹槽。
7.根据权利要求6所述发光二极体封装构造，其特征在于，所述反射杯内表面设置有反射层。
8.根据权利要求7所述发光二极体封装构造，其特征在于，所述反射层是采用银或者铝材料制得。
9.根据权利要求6所述发光二极体封装构造，其特征在于，所述反射杯与所述基板是一体结构。
10.根据权利要求9所述发光二极体封装构造，其特征在于，所述反射杯及所述基板是采用陶瓷材料制得。
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