CN102194966A - 具有高效率散热效果的发光二极管结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有高效率散热效果的发光二极管结构及其的制作方法，所述方法包括下例步骤：提供一散热元件，其具有一上表面及一下表面；从散热元件的下表面朝上表面的方向渐渐移除部分的散热元件，以形成一散热基板单元，其具有至少一散热基板及多个贯穿上述至少一散热基板的锥状贯穿孔，其中上述至少一散热基板具有一上表面及一下表面，且每一个锥状贯穿孔的孔径大小由上述至少一散热基板的下表面至上表面渐渐变小；分别将多个导热体成形于所述多个锥状贯穿孔内；将至少一发光元件设置于上述至少一散热基板上，其中上述至少一发光元件的底部接触所述多个导热体。通过上述的技术，以增加至少一发光元件的散热效率。

Description

具有高效率散热效果的发光二极管结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种发光二极管结构及其制作方法，尤指一种具有高效率散热效果的发光二极管结构及其制作方法。
背景技术
随着科技的发展，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)已渐渐取代了冷阴极荧光灯管及现有的照明光源，然而虽然现今的LED封装大多采用低功率LED芯片，因此较不会遇到散热问题，但若要以LED代替CCFL作为照明产品的话，则必须将LED的整体功率密度予以提高，此时将伴随产生LED芯片温度过高的问题。因此，若没有合适的散热设计会造成发光效率降低及LED寿命减短等问题。
所以现今LED封装结构皆是采用金属承载基板(MCPCB)或低温共烧陶瓷(LTCC)作为散热媒介，以MCPCB而言，因金属材质的热膨胀系数远大于LED芯片，因此LED芯片于工作时会因温度升高而产生内应力，导致LED芯片的损坏；若使用低温共烧陶瓷(LTCC)材料为承载基板时，其热导孔制程为穿孔后烧结，造成表面凹凸不平影响后续封装制程。因此如何解决上述公知技术产生的问题，是目前业界急需解决的困难点。
于是，本发明人有感上述缺陷的可改善，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于提供一种发光二极管结构，以解决公知基板散热效率不佳的问题。
本发明所要解决的技术问题，在于提供一种发光二极管结构的制作方法，以解决公知基板散热效率不佳的问题。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其包括下例步骤：首先，提供一散热元件，其具有一上表面及一下表面；接着，从该散热元件的下表面朝上表面的方向渐渐移除部分的散热元件，以形成一散热基板单元，其具有至少一散热基板及多个贯穿上述至少一散热基板的锥状贯穿孔，其中上述至少一散热基板具有一上表面及一下表面，且每一个锥状贯穿孔的孔径大小由上述至少一散热基板的下表面至上表面渐渐变小；然后，分别将多个导热体成形于所述多个锥状贯穿孔内；最后，将至少一发光元件设置于上述至少一散热基板上，其中上述至少一发光元件的底部接触所述多个导热体。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其包括下例步骤：首先，提供一散热元件，其具有一上表面及一下表面；接着，从该散热元件的下表面朝上表面的方向渐渐移除部分的散热元件，以形成一散热基板单元，其具有至少一散热基板及多个成形于上述至少一散热基板的底面的锥状凹槽，其中上述至少一散热基板具有一上表面及一下表面，且每一个锥状凹槽的孔径大小由上述至少一散热基板的下表面朝上表面的方向渐渐变小；然后，分别将多个导热体成形于所述多个锥状凹槽内；最后，将至少一发光元件设置于上述至少一散热基板上，以使得上述至少一发光元件通过上述至少一散热基板及所述多个导热体的配合来进行散热的发光元件。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种具有高效率散热效果的发光二极管封装结构，其包括：一散热基板单元、一导热单元及一发光单元。该散热基板单元具有至少一散热基板及多个形成于上述至少一散热基板内的锥状容置空间，其中上述至少一散热基板具有一上表面及一下表面，且每一个锥状容置空间的大小由上述至少一散热基板的下表面朝上表面的方向渐渐变小。该导热单元具有多个分别成形于所述多个锥状容置空间内的导热体。该发光单元具有至少一设置于上述至少一散热基板上且通过上述至少一散热基板及所述多个导热体的配合来进行散热的发光元件。
因此，本发明的有益效果在于：通过上述“从该散热元件的下表面朝上表面的方向渐渐移除部分的散热元件，以形成一散热基板单元”的技术，以使得上述至少一发光元件可以平稳地安置在上述至少一散热基板上，且通过上述至少一散热基板与所述多个导热体的配合，以增加上述至少一发光元件的散热效率。
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为本发明第一实施例的流程图；
图1A至图1D为本发明第一实施例的制作流程示意图；
图2A至图2E为本发明第二实施例的制作流程示意图；
图3为本发明第三实施例的流程图；以及
图3A至图3D为本发明第三实施例的制作流程示意图。
【主要元件附图标记说明】
散热元件S        上表面S10
下表面S11
散热基板单元1    散热基板10
上表面100
下表面101
锥状贯穿孔11A
锥状凹槽11B
导热单元2        导热材料M
导热体20
微凸部20A
上表面200
发光单元3        发光元件30
导电胶4
具体实施方式
请参阅图1、图1A至图1D所示，本发明第一实施例提供一种具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其包括下例步骤：
步骤S100为：请配合图1及图1A所示，提供一散热元件S，其具有一上表面S10及一下表面S11，其中该散热元件S为一含有92～98％的Al2O3且经过高温绕结而形成的陶瓷基板。
步骤S102为：请配合图1及图1B所示，从该散热元件S的下表面S11朝上表面S10的方向渐渐移除部分的散热元件S，以形成一散热基板单元1，其具有至少一散热基板10及多个贯穿上述至少一散热基板10的锥状贯穿孔11A，其中上述至少一散热基板10具有一上表面100及一下表面101，且每一个锥状贯穿孔11A的孔径大小由上述至少一散热基板10的下表面101至上表面100渐渐变小。此外，上述部分的散热元件S可通过激光或任何的方式来移除。
步骤S104为：请配合图1、图1C及图1D所示，分别将多个导热体20成形于所述多个锥状贯穿孔11A内(如图1D所示)。举例来说，上述步骤S104可包括下例步骤：首先，将多个导热材料M填充于所述多个锥状贯穿孔11A内(如图1C所示)；然后，固化所述多个导热材料M，以形成所述多个导热体20(如图1D所示)，其中每一个导热体20的上端具有一用于接触上述至少一发光元件30的微凸部20A。
步骤S106为：请配合图1及图1D所示，将至少一发光元件30设置于上述至少一散热基板10上，其中上述至少一发光元件30的底部接触所述多个导热体20。此外，上述步骤S106中更进一步包括：成形一导电胶4于上述至少一散热基板10与上述至少一发光元件30之间。
由此，如上述图1D所示，本发明第一实施例提供一种具有高效率散热效果的发光二极管封装结构，其包括：一散热基板单元1、一导热单元2及一发光单元3。该散热基板单元1具有至少一散热基板10及多个形成于上述至少一散热基板10内的锥状容置空间，其中上述至少一散热基板10具有一上表面100及一下表面101，上述至少一散热基板10为一含有92～98％的Al2O3且经过高温绕结而形成的陶瓷基板，且每一个锥状容置空间的大小由上述至少一散热基板10的下表面朝上表面渐渐变小。该导热单元2具有多个分别成形于所述多个锥状容置空间内的导热体20。该发光单元3具有至少一设置于上述至少一散热基板10上且通过上述至少一散热基板10及所述导热体20的配合来进行散热的发光元件30。举例来说，第一实施例的每一个锥状容置空间为一贯穿上述至少一散热基板10的锥状贯穿孔11A。
请参阅图2A至图2E所示，本发明第二实施例提供一种具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法。本发明第二实施例与第一实施例最大的差别在于：在第二实施例中，将多个导热材料M填充于所述多个锥状贯穿孔11A内后，则固化所述多个导热材料M(如图2C所示)，然后将上述已固化的每一个导热材料M的上端磨平，以形成所述多个导热体20，其中每一个导热体20的上表面200与上述至少一散热基板10的上表面100齐平(如图2D所示)。因此，如图2E所示，该发光元件30可以通过该导电胶4而更平稳地设置于上述至少一散热基板10上。
请参阅图3、图3A至图3D所示，本发明第三实施例提供一种具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其包括下例步骤：
步骤S200为：请配合图3及图3A所示，提供一散热元件S，其具有一上表面S10及一下表面S11，其中该散热元件S为一含有92～98％的Al2O3且经过高温绕结而形成的陶瓷基板。
步骤S202为：请配合图3及图3B所示，从该散热元件S的下表面S11朝上表面100的方向渐渐移除部分的散热元件S，以形成一散热基板单元1，其具有至少一散热基板10及多个成形于上述至少一散热基板10的底面的锥状凹槽11B，其中上述至少一散热基板10具有一上表面100及一下表面101，且每一个锥状凹槽11B的孔径大小由上述至少一散热基板10的下表面101朝上表面100的方向渐渐变小。此外，上述部分的散热元件S可通过激光或任何的方式来移除。
步骤S204为：请配合图3及图3C所示，分别将多个导热体20成形于所述多个锥状凹槽11B内。
步骤S206为：请配合图3及图3D所示，将至少一发光元件30设置于上述至少一散热基板10上，以使得上述至少一发光元件30通过上述至少一散热基板10及所述多个导热体20的配合来进行散热的发光元件30。此外，上述步骤S206中更进一步包括：成形一导电胶4于上述至少一散热基板10与上述至少一发光元件30之间。
由此，如上述图3D所示，本发明第三实施例提供一种具有高效率散热效果的发光二极管封装结构，其包括：一散热基板单元1、一导热单元2及一发光单元3。该散热基板单元1具有至少一散热基板10及多个形成于上述至少一散热基板10内的锥状容置空间，其中上述至少一散热基板10具有一上表面100及一下表面101，上述至少一散热基板10为一含有92～98％的Al2O3且经过高温绕结而形成的陶瓷基板，且每一个锥状容置空间的大小由上述至少一散热基板10的下表面朝上表面的方向渐渐变小。该导热单元2具有多个分别成形于所述多个锥状容置空间内的导热体20。该发光单元3具有至少一设置于上述至少一散热基板10上且通过上述至少一散热基板10及所述多个导热体20的配合来进行散热的发光元件30。举例来说，第三实施例的每一个锥状容置空间为一成形于上述至少一散热基板10的底面的锥状凹槽11B。
综上所述，本发明的有益效果在于：通过上述“从该散热元件的下表面朝上表面的方向渐渐移除部分的散热元件，以形成一散热基板单元”的技术，以使得上述至少一发光元件可以平稳地安置在上述至少一散热基板上，且通过上述至少一散热基板与所述多个导热体的配合，以增加上述至少一发光元件的散热效率。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的权利要求保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求保护范围内。

Claims (17)

1.一种具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，包括下例步骤：
提供一散热元件，其具有一上表面及一下表面；
从该散热元件的下表面朝上表面的方向渐渐移除部分的散热元件，以形成一散热基板单元，其具有至少一散热基板及多个贯穿上述至少一散热基板的锥状贯穿孔，其中上述至少一散热基板具有一上表面及一下表面，且每一个锥状贯穿孔的孔径大小由上述至少一散热基板的下表面至上表面渐渐变小；
分别将多个导热体成形于所述多个锥状贯穿孔内；以及
将至少一发光元件设置于上述至少一散热基板上，其中上述至少一发光元件的底部接触所述多个导热体。
2.如权利要求1所述的具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，上述部分的散热元件通过激光来移除。
3.如权利要求1所述的具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，上述分别将多个导热体成形于所述多个锥状贯穿孔内的步骤中，更进一步包括：
将多个导热材料填充于所述多个锥状贯穿孔内；以及
固化所述多个导热材料，以形成所述多个导热体，其中每一个导热体的上端具有一用于接触上述至少一发光元件的微凸部。
4.如权利要求1所述的具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，上述分别将多个导热体成形于所述多个锥状贯穿孔内的步骤中，更进一步包括：
将多个导热材料填充于所述多个锥状贯穿孔内；以及
固化所述多个导热材料；
将上述已固化的每一个导热材料的上端磨平，以形成所述多个导热体，其中每一个导热体的上表面与上述至少一散热基板的上表面齐平。
5.如权利要求1所述的具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，上述将至少一发光元件设置于上述至少一散热基板上的步骤中，更进一步包括：
成形一导电胶于上述至少一散热基板与上述至少一发光元件之间。
6.如权利要求1所述的具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，该散热元件为一含有92～98％的Al2O3且经过高温绕结而形成的陶瓷基板。
7.如权利要求1所述的具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，每一个导热体的上表面与上述至少一散热基板的上表面齐平。
8.一种具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，包括下例步骤：
提供一散热元件，其具有一上表面及一下表面；
从该散热元件的下表面朝上表面的方向渐渐移除部分的散热元件，以形成一散热基板单元，其具有至少一散热基板及多个成形于上述至少一散热基板的底面的锥状凹槽，其中上述至少一散热基板具有一上表面及一下表面，且每一个锥状凹槽的孔径大小由上述至少一散热基板的下表面朝上表面的方向渐渐变小；
分别将多个导热体成形于所述多个锥状凹槽内；以及
将至少一发光元件设置于上述至少一散热基板上，以使得上述至少一发光元件通过上述至少一散热基板及所述多个导热体的配合来进行散热的发光元件。
9.如权利要求8所述的具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，上述部分的散热元件通过激光来移除。
10.如权利要求8所述的具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，上述将至少一发光元件设置于上述至少一散热基板上的步骤中，更进一步包括：
成形一导电胶于上述至少一散热基板与上述至少一发光元件之间。
11.如权利要求8所述的具有高效率散热效果的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，该散热元件为一含有92～98％的Al2O3且经过高温绕结而形成的陶瓷基板。
12.一种具有高效率散热效果的发光二极管封装结构，其特征在于，包括：
一散热基板单元，其具有至少一散热基板及多个形成于上述至少一散热基板内的锥状容置空间，其中上述至少一散热基板具有一上表面及一下表面，且每一个锥状容置空间的大小由上述至少一散热基板的下表面朝上表面的方向渐渐变小；
一导热单元，其具有多个分别成形于所述多个锥状容置空间内的导热体；以及
一发光单元，其具有至少一设置于上述至少一散热基板上且通过上述至少一散热基板及所述多个导热体的配合来进行散热的发光元件。
13.如权利要求12所述的具有高效率散热效果的发光二极管封装结构，其特征在于，上述至少一散热基板为一含有92～98％的Al2O3且经过高温绕结而形成的陶瓷基板。
14.如权利要求12所述的具有高效率散热效果的发光二极管封装结构，其特征在于，每一个导热体的上表面与上述至少一散热基板的上表面齐平。
15.如权利要求12所述的具有高效率散热效果的发光二极管封装结构，其特征在于，更进一步包括：
一设置于上述至少一散热基板与上述至少一发光元件之间的导热胶。
16.如权利要求12所述的具有高效率散热效果的发光二极管封装结构，其特征在于，每一个锥状容置空间为一贯穿上述至少一散热基板的锥状贯穿孔。
17.如权利要求12项所述的具有高效率散热效果的发光二极管封装结构，其特征在于，每一个锥状容置空间为一成形于上述至少一散热基板的底面的锥状凹槽。
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