CN103633236A - 芯核置换式大功率发光半导体器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种芯核置换式大功率发光半导体器件及其制造方法，该技术方案如下：在支架的安装槽的上方设透镜，透镜与支架可拆卸连接；LED芯片固定在一电极基板上，电极基板的上表面设有与LED芯片的两个电极电性连接的电极导线，该电极导线延伸至电极基板的侧边，其中电极导线与电极基板绝缘；电极基板固定在一螺柱套上，螺柱套的下面设有用于套住螺柱的盲孔；螺柱穿过支架上的螺孔，伸入盲孔中，将螺柱套固定在安装槽的底部；在螺柱套的周边设有与LED芯片的两个电极保持电性连接的电极弹片，电极弹片固定在安装槽的槽底；电极弹片的上端与所述电极基板侧边的电极导线保持弹性接触，LED芯片的电极、电极导线与电极弹片形成电性连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种大功率发光器件，特别是涉及一种芯片可以更换的LED器件。
背景技术
LED大功率芯片通常用来制作户外照明、车大灯等大功率照明器件。但是大功率芯片的生产工艺复杂，良率低，生产成本高。而且其对使用环境要求较高。除此以外，给大功率LED芯片配置的电源电路、散热器等辅助器件品质和成本都很高。现有的大功率LED芯片封装的LED器件中的LED芯片均不能更换。这类LED芯片如果坏掉，这整个灯具附属的高成本的支架、电源电路以及散热器均会被作为垃圾处理。这样方式会造成巨大的配件浪费，非常不环保，也会增加使用者的成本。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种芯核置换式大功率发光半导体器件，用于解决大功率LED器件的大功率LED芯片不能更换的问题。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种用于制造上述器件的方法，用于解决大功率LED器件的大功率LED芯片不能更换的问题。
为了解决本发明的第一个技术问题，本发明提出一种芯核置换式大功率发光半导体器件，包括支架，在支架上设有LED芯片的安装槽和位于安装槽内的LED芯片；在所述支架上、安装槽的上方设有透镜，透镜与所述支架可拆卸连接，透镜扣合在安装槽上方将安装槽密封；
所述LED芯片固定在一导热的电极基板上，电极基板的上表面设有与LED芯片的两个电极电性连接的电极导线，LED芯片的两个电极分别与两个电极导线电性连接；该电极导线延伸至电极基板的侧边，其中电极导线与电极基板绝缘；
电极基板固定在一导热的螺柱套上，螺柱套的下面设有用于套住一导热的螺柱的盲孔；
在所述支架上设有通孔，所述螺柱穿过该通孔，伸入所述螺柱套的盲孔中，将螺柱套固定在所述安装槽的底部；
在螺柱套的周边设有固定在安装槽的槽底的电极弹片；电极弹片上端的自由端与所述电极基板侧边的电极导线保持弹性接触，使LED芯片的电极、电极导线与电极弹片形成电性连接，且电极弹片与支架的电极管脚电性连接。
优选地：所述透镜与所述安装槽之间形成灯腔，在灯腔空间内设有吸气剂。吸气剂的设置可以设在安装槽内，但是安装槽内壁上设置为反射镜面，则吸气剂会吸收反射光，此种情况，吸气剂置入一扁平状容器中，扁平容器上设气孔，表面为锡纸反射面，以使吸气剂装置不影响反射。
优选地：所述LED芯片倒装在所述电极基板上；或者LED芯片通过引线电性连接电极基板上的电极导线。LED芯片倒装在电极基板上的两个电极导线上，可以用热压焊，也可以用线圈压焊。倒装的技术方案中，需要在电极导线上生长一层焊料，焊料可以金或金锡合金，LED芯片的电极表面的焊料也可以是金或金锡焊料。电极导线的材料可以是铜、银、银合金、金、金锡合金、铂、铂铑合金以及其它的铂合金等材料。
优选地：所述电极基板的侧边为凹弧面，所述电极弹片的端部设有触头，触头与电极基板的侧边弧面接触。在一个实施例中，电极基板的侧边为平面，所述电极弹片的端部设有触头，触头与电极基板的侧边平面接触。弹性触头与电极导线接触的表面可以镀上一层金，也可以用铜等化学稳定性强、延展性较强的金属。电极弹片的材料优选为PtAg20合金，其它材料例如PtPdAg20-10、PtPdAg30-10、PtPdGa(7～12)-(4～25)、铂镍、铂镍铜，PdAu(40～65)及在此基础上添加铂、铱、铁、镍、锰等20多种元素之一或多种而构成的多元合金的钯金系合金，PdAgCuAuPtZn30-14-10-10-1和AuAgCuPtNi10-14-5-1合金，Aglr3、AgRu3合金等均可以应用。凹弧面的接触设计可以使触头保持在凹弧面中，其不容易松脱，凹弧面的上下端的凸起位可以对触头进行限位。在没有触头的设计中，该凹弧面也可以对电极弹片的端部进行限位。总之，该凹弧面是对电极弹片的上端部进行限位的作用的。
所述电极导线为铂或电极导线的金属主体的表面镀有铂，尤其是电极导线的侧边，由于电极弹片的接触，其优选镀上铂材料以增加电极导线的表面强度和抗氧化能力。
优选地：在所述螺柱套的周边设有限位凸起。限位凸起上部内侧面呈敞口。限位凸起可以是环状连续体，也可以是块状的桩体。限位凸起优选为金属材质。在螺柱套与螺柱拧动的时候，限位凸起可以对螺柱套起到防止其转动的作用，便于更容易使螺柱拧紧螺柱套。
优选地：所述螺柱套为发泡金属材料，在所述盲孔内设有带螺纹的螺纹内层。螺柱套可以为陶瓷、铜、铜合金、碳类导热物等，发泡金属材料可以是泡沫铜、泡沫铝、泡沫银铜合金、石墨泡沫、铝基石墨复合泡沫材料。螺柱套为发泡金属（又称泡沫金属）时，其可以做成体积更大的部件，可以降低螺柱套的加工精度，且泡沫金属的成本更低。泡沫金属的孔隙，在本发明中的泡沫金属的孔径可以是0.1～0.5mm，如果孔隙更大，例如0.5～1mm，则可以在孔隙中填充金属粉末以减小孔隙。在泡沫金属中填充金属粉末不限于0.1～1mm之间的孔隙。关于向泡沫金属的孔隙中填充金属粉末的方案中，可以是向其中填充铬，因为铬有防锈的作用，可以减弱泡沫金属的氧化，例如在泡沫铜的孔隙内电化学沉积铬金属，或者在泡沫铝的孔隙内电化学成绩铬金属。除了电化学沉积的手段外可以采用高温高压注入的方式，即将含有铬粉末颗粒的高密胶体在高压下将其注入泡沫金属内，胶体可以是环氧树脂等封装胶体材料，然后固化胶体，再用胶体溶解剂浸泡泡沫金属，使胶体溶解，填充金属即会滞留在泡沫金属的孔隙内，还可以根据需要对含有填充金属的泡沫进行烧结处理，以固化孔隙内的填充金属。另外，填充金属还可以用碳元素材质替代，例如碳粉、石墨等具有良好导热性质的材料。为了增加和改善孔隙填充物与孔隙壁的附着力，在填充物混合物中可以增加少量低温助烧剂，例如NiCuZn铁氧体，特别是碳粉、石墨之类的填充，低温助烧剂显得非常有帮助。为了减少孔隙内填充物的溢出，还可以在泡沫金属的表面镀上一层金属，该镀层金属可以封闭泡沫金属的表面的孔隙，防止其内的填充金属散出，另外，表面镀层还可以起到反光作用，由于泡沫金属的体积可能很大，其会吸收较多的安装槽内的反射光，降低出光率，因此，在泡沫金属表面增加镀层会明显改进器件的性能。镀层可以是锡、银、铝、铜等常见的具有良好反射效果的金属，也可以是金、铂、钯、铑等贵重稀有金属。
优选地：在所述透镜与所述支架结合的外侧设有环槽，环槽内设有密封透镜与支架之间缝隙的密封胶圈。密封胶圈优选为硅胶材料，硅胶有弹性，且耐高温。如果采用橡胶，则可能需要定期更换。还可以采用其它具有弹性的树脂材料。
优选地：在所述安装槽的槽口处设有环状的、用于放置吸气剂的搁剂台，搁剂台上设有吸气剂；在所述透镜底部、位于搁剂台的内侧设有凸出的、用于对吸气剂进行限位的挡板，在挡板上设有气孔。在其它优选的实施例中，可以是挡板向外翻折，即向安装槽的方向翻折，且在挡板的外表面设置反射镜的涂层。在一个优选实施例中，气孔的朝向吸气剂的孔径大于朝向安装槽方向的孔径。这种孔径外小内大的设计可以增加反射镜的面积，且增加吸气剂周边空间，促进该空间内的气体的流动，使气体可以更均匀地分布在吸气剂的周围，便于其发挥作用。挡板向外翻折也可以增大吸气剂的空间，一旦有空气进入吸气剂的空间，其可以扩散到吸气剂的周围，被吸气剂高效吸收。
在不采用吸气剂的方案中，可以在安装槽内的空间内填充有惰性气体，惰性气体可以保护安装槽内的电子元件，使其能够更长时间的使用。但是如果使用惰性气体，则在更换的时候，会比较麻烦和成本比较高，其需要在充有惰性气体的容器内进行操作。
优选地：所述电极基板主体为铜基，在铜基侧面与上表面为类钻碳层，在类钻碳层的表面为所述电极导线。电极基板的主体还可以是铝基、硅基等具有良好导热性质的材料。这次良好导热材料往往都能导电，因此，需要在主体与电极导线之间设置一层绝缘层，除了上述的类钻碳以外，还可以是二氧化硅钝化层，或者氧化铝沉积层。如果电极基板的主体为不导电的陶瓷材料，则电极导线与主体之间可以不用增加层结构。
为了解决本发明的第二个技术问题，本发明提出一种用于制造芯核置换式大功率发光半导体器件的制造方法，其包括在真空环境中进行如下步骤：
S01、将LED芯片固定在电极基板上，使LED芯片的两个电极与电极基板上的两个电极导线形成电性连接；
S02、将电极基板焊接到螺柱套上；
S03、用安装框架将电极弹片撑开；
S04、使螺柱套穿过安装框架的孔，螺柱套置于安装槽底处，螺柱穿过支架伸入螺柱套的盲孔中，拧动螺柱，使螺柱套紧固在安装槽底部；
S05、除去安装框架，使电极弹片弹性接触在电极基板的侧边电极导线上；
S06、在安装槽的槽口边缘固定吸气剂；
S07、扣上透镜，使透镜与支架固定；
S08、在透镜和支架结合处套上密封胶圈。
本发明的有益效果：相比现有技术，本发明采用了螺柱穿孔固定技术，实现LED芯片的更换。本发明将LED芯片的散热基板结构设计成螺柱套结构，且增加了电极弹片以实现LED芯片与支架的电性连接。这种结构不需要对芯片进行封装，在灯腔内设置有吸气剂即可满足灯腔内的真空隔离。当LED芯片坏掉的时候，只需要打开透镜，将LED芯片取出更换新的LED芯片即可。这种结构的LED灯具废弃的只是LED芯片以及其下面的基板，而支架、支架下面的散热器和LED的驱动电路均可以重复使用，这样可以大量节约资源和降低使用成本。
附图说明
图1是本发明的实施例一的结构示意图。
图2电极基板与电极弹片接触的结构放大图。
图3是电极弹片的结构图。
图4是螺柱套的结构图。
图5是实施例二的电极基板与电极弹片的结构图。
图6是安装LED芯片之前时，安装框架将电极弹片撑开的结构示意图。
图7是安装框架的结构示意图。
图8是实施例三的螺柱套的结构图。
图9是图1中A部的放大图。
图10是图1中A部结构的第二个实施例结构图。
图11是带引线结构的LED芯片结构图。
图12是透镜与支架螺纹连接的结构示意图。
图中标识说明：LED芯片1、透镜2、电极基板3、电极弹片4、扣接结构5、环槽6、密封胶圈7、吸气剂8、挡板9、弹片座10、支架11、螺柱套12、散热层13、通孔14、螺柱15、盲孔16、灯腔36、安装槽37；电极17、电极导线18、触头19；封胶20、螺纹内层21、导向喇叭口22、限位凸起23、内螺纹24；电极基板3’、电极弹片4’、电极导线18’、触头19’、凹弧面25；电极层26、安装框架27、孔270；第二弧面28；焊接层29、螺纹内层（内壁壳）30、LED芯片1’、螺柱套12’；气孔31、搁剂台32；反射镜33、吸气剂8’、挡板9’、气孔31’、芯片电极17’’、LED芯片1’’、电极导线18’’、引线34、键合层35；螺纹连接38、螺纹边39。
具体实施方式
本发明提出的芯核置换式大功率发光半导体器件的实施例一的结构参见图1所示，其包括支架11，在支架11上设有LED芯片的安装槽37和位于安装槽内的LED芯片1。在支架上、安装槽的上方设有透镜2，透镜2与支架11可拆卸连接，透镜扣合在安装槽上方将安装槽密封，在一个实施例中，它们之间的可拆卸连接为扣接结构5。参见图12，在一个实施例中，透镜和支架的扣合结构还可以是螺纹连接38，例如，在透镜的下面外侧设有带内螺纹边39，在支架的外侧表面设外螺纹，其设在环槽内，在环槽内设有密封胶圈。
LED芯片1固定在导热的电极基板3上，参见图2，电极基板3的上表面设有与LED芯片的两个电极17电性连接的电极导线18，LED芯片的两个电极分别与两个电极导线电性连接；该电极导线18延伸至电极基板的侧边，其中电极导线与电极基板绝缘。在一个实施例中，电极基板3主体为铜基，在铜基侧面与上表面为类钻碳层，类钻碳层作为绝缘层，在类钻碳层的表面为电极导线。电极导线为铜、铂、铂金合金或氧化铟锡（ITO）等材料，进一步，如果侧面的电极导线不是铂金属，则可以在该层上镀一层铂用于加强强度。
电极基板的主体还可以是铝基、硅基等具有良好导热性质的材料。这次良好导热材料往往都能导电，因此，需要在主体与电极导线之间设置一层绝缘层，除了上述的类钻碳以外，还可以是二氧化硅钝化层，或者氧化铝沉积层。如果电极基板的主体为不导电的陶瓷材料，则电极导线与主体之间可以不用增加层结构。
电极基板3固定在导热的螺柱套12上，螺柱套12的下面设有用于套住导热的螺柱15的盲孔15。盲孔15可以是螺孔，也可以不是螺孔。如果螺柱套为泡沫铜材质，则螺柱在栓入盲孔的过程中，会绞紧盲孔内壁上的泡沫铜材料，使螺柱紧固螺栓套。
在支架11上设有通孔14，螺柱15穿过该通孔14，伸入螺柱套的盲孔16中，将螺柱套12固定在安装槽37的底部。通孔可以为螺孔，也可以不是螺孔。
在支架的背面设有散热层13，散热层可以是镀的铜，散热层的厚度优选与螺柱的螺柱头的厚度一致，以使支架底部显得平整，在使用时，螺柱不至于承受较大的外力。
在螺柱套12的周边设有与LED芯片的两个电极保持电性连接的电极弹片4，电极弹片4通过弹片座10固定在安装槽的槽底。
电极弹片4的上端与电极基板侧边的电极导线18保持弹性接触，使LED芯片的电极、电极导线与电极弹片形成电性连接。电极弹片与支架的电极管脚电性连接。
透镜2与安装槽37之间形成灯腔36，在灯腔36空间内设有吸气剂8。在安装槽37的槽口处设有环状的、用于放置吸气剂的搁剂台32，参看图9。搁剂台32上设有吸气剂8。在透镜底部、位于搁剂台的内侧设有凸出的、用于对吸气剂进行限位的挡板9，在挡板9上设有气孔31。参见图10，其为搁剂台的一个变形结构，其中，挡板9’向外弯折，在挡板外表面还镀有反射镜33，挡板上设有气孔31’，气孔31’朝向吸气剂的方向孔口的口径大于朝向灯腔方向的孔口口径，这种结构可以增大反射镜的面积，同时又不影响吸气剂吸气。除此以外，在真空度要求较低的情况下，使用内壁涂有吸气剂的透镜。吸气剂的设置可以设在安装槽内，但是安装槽内壁上设置为反射镜面，则吸气剂会吸收反射光，此种情况，吸气剂置入一扁平状容器中，扁平容器上设气孔，表面为锡纸反射面，以使吸气剂装置不影响反射。
在不采用吸气剂的方案中，可以在安装槽内的空间内填充有惰性气体，惰性气体可以保护安装槽内的电子元件，使其能够更长时间的使用。但是如果使用惰性气体，则在更换的时候，会比较麻烦和成本比较高，其需要在充有惰性气体的容器内进行操作。
在图1的实施例中，LED芯片倒装在电极基板上。在其它实施例中，如图11所示，LED芯片1’’通过引线34电性连接电极基板上的电极导线18’’。在LED芯片上有封胶20’’。LED芯片底部有键合层35。LED芯片倒装在电极基板上的两个电极导线上，可以用热压焊，也可以用线圈压焊。倒装的技术方案中，需要在电极导线上生长一层焊料，焊料可以金或金锡合金，LED芯片的电极表面的焊料也可以是金或金锡焊料。电极导线的材料可以是铜、银、银合金、金、金锡合金、铂、铂铑合金以及其它的铂合金等材料。
参见图2和图5，在另一个实施例中，电极基板3’的侧边为凹弧面25，电极弹片4’的端部设有触头19’，该触头可以为圆柱形，触头与电极基板的侧边弧面接触。弹性触头与电极导线接触的表面可以镀上一层金，也可以用铜等化学稳定性强、延展性较强的金属。电极弹片的材料优选为PtAg20合金，其它材料例如PtPdAg20-10、PtPdAg30-10、PtPdGa(7～12)-(4～25)、铂镍、铂镍铜，PdAu(40～65)及在此基础上添加铂、铱、铁、镍、锰等20多种元素之一或多种而构成的多元合金的钯金系合金，PdAgCuAuPtZn30-14-10-10-1和AuAgCuPtNi10-14-5-1合金，Aglr3、AgRu3合金等均可以应用。凹弧面的接触设计可以使触头保持在凹弧面中，其不容易松脱，凹弧面的上下端的凸起位可以对触头进行限位。在没有触头的设计中，该凹弧面也可以对电极弹片的端部进行限位。总之，该凹弧面是对电极弹片的上端部进行限位的作用的。所述电极导线为铂或电极导线的金属主体的表面镀有铂，尤其是电极导线的侧边，由于电极弹片的接触，其优选镀上铂材料以增加电极导线的表面强度和抗氧化能力。
参见图4，在一个优选方案中，在螺柱套12的周边设有限位凸起23。限位凸起可以是环状连续体，也可以是点状或块状的桩体。限位凸起优选为金属材质。在螺柱套与螺柱拧动的时候，限位凸起可以对螺柱套起到防止其转动的作用，便于更容易使螺柱拧紧螺柱套。限位凸起存在一个导向的敞口，即导向喇叭口22，螺纹内层21设有内螺纹24，在LED芯片1上有封胶20。封胶20可以是环氧树脂、硅胶、UV胶等封装胶，其可以起到保护芯片作用，将LED芯片与外界隔离，增加LED芯片的寿命。
螺柱套优选为发泡金属材料，例如泡沫铜、泡沫铜银等材料，例如泡沫铜材料的孔径可以为0.05mm～0.1mm，在盲孔内设有带螺纹的螺纹内层，螺纹内层的设置主要是为材质较软的螺柱套准备的构架加强方案，螺纹内层可以是硬度较大的金属，例如含铂合金，其可以镀在盲孔内壁上，这些硬度较大的金属一方面自身硬度较大，另外一方面可以填充泡沫铜的孔隙，加强了孔壁的硬度。选用泡沫金属的另一个好处就是可以把螺柱套做得很大，但是成本很低，且不影响散热。螺柱套做得大有利于对其加工和稳定支撑。如图8所示，螺柱套12’就可以做成类似圆台或方台形状，这种结构可以适用较大的螺柱，进而降低加工难度。特别是螺柱套属于被更换抛弃的部分，较大的螺柱套其实质量和成本并不高。在图8中，LED芯片通过焊接层29焊接在螺柱套12’’上，螺柱套的盲孔内设有螺纹内层30。
螺柱套可以为陶瓷、铜、铜合金、碳类导热物等，发泡金属材料可以是泡沫铜、泡沫铝、泡沫银铜合金、石墨泡沫、铝基石墨复合泡沫材料。螺柱套为发泡金属（又称泡沫金属）时，其可以做成体积更大的部件，可以降低螺柱套的加工精度，且泡沫金属的成本更低。泡沫金属的孔隙，在本发明中的泡沫金属的孔径可以是0.1～0.5mm，如果孔隙更大，例如0.5～1mm，则可以在孔隙中填充金属粉末以减小孔隙。在泡沫金属中填充金属粉末不限于0.1～1mm之间的孔隙。关于向泡沫金属的孔隙中填充金属粉末的方案中，可以是向其中填充铬，因为铬有防锈的作用，可以减弱泡沫金属的氧化，例如在泡沫铜的孔隙内电化学沉积铬金属，或者在泡沫铝的孔隙内电化学成绩铬金属。除了电化学沉积的手段外可以采用高温高压注入的方式，即将含有铬粉末颗粒的高密胶体在高压下将其注入泡沫金属内，胶体可以是环氧树脂等封装胶体材料，然后固化胶体，再用胶体溶解剂浸泡泡沫金属，使胶体溶解，填充金属即会滞留在泡沫金属的孔隙内，还可以根据需要对含有填充金属的泡沫进行烧结处理，以固化孔隙内的填充金属。另外，填充金属还可以用碳元素材质替代，例如碳粉、石墨等具有良好导热性质的材料。为了增加和改善孔隙填充物与孔隙壁的附着力，在填充物混合物中可以增加少量低温助烧剂，例如NiCuZn铁氧体，特别是碳粉、石墨之类的填充，低温助烧剂显得非常有帮助。为了减少孔隙内填充物的溢出，还可以在泡沫金属的表面镀上一层金属，该镀层金属可以封闭泡沫金属的表面的孔隙，防止其内的填充金属散出，另外，表面镀层还可以起到反光作用，由于泡沫金属的体积可能很大，其会吸收较多的安装槽内的反射光，降低出光率，因此，在泡沫金属表面增加镀层会明显改进器件的性能。镀层可以是锡、银、铝、铜等常见的具有良好反射效果的金属，也可以是金、铂、钯、铑等贵重稀有金属。
如果螺柱套采用全金属结构，例如全铜，则如果它被随着LED芯片被更换抛弃，势必造成较大的浪费。
螺柱套如果为泡沫金属，则盲孔内壁可以优选设置一个金属的内壁壳，即螺纹内层21，参见图8，内壁壳采用硬质材料制作，内壁壳的内壁上可以带螺纹，便于螺柱与螺柱套连接。内壁壳可以是铁、铜、铝、银等合金，也可以采用铂等硬质金属。图8中的螺柱套采用的是较大体积的结构，其呈草垛形状，即下部为柱体，上部为正台体。这种结构可以用于较大功率的LED芯片或者集成的小芯片组。需要指出的是，这种草垛形的螺柱套，由于其体积较大，其表面优选设置一层反光层，以减少吸收安装槽内反射的光，增加出光率。
在透镜2与支架结合的外侧设有环槽6，环槽6内设有密封透镜与支架之间缝隙的密封胶圈7。密封胶圈优选为硅胶材料，硅胶有弹性，且耐高温。如果采用橡胶，则可能需要定期更换。还可以采用其它具有弹性的树脂材料。
另外，在安装槽内壁上还需要做反射层以利于提高出光率。
上述芯核置换式大功率发光半导体器件的制造方法，其包括在真空环境中进行如下步骤：
S01、将LED芯片固定在电极基板上，使LED芯片的两个电极与电极基板上的两个电极导线形成电性连接；
S02、将电极基板焊接到螺柱套上；
S03、用安装框架27将电极弹片撑开；
S04、使螺柱套穿过安装框架的孔270，螺柱套置于安装槽底处，螺柱穿过支架伸入螺柱套的盲孔中，拧动螺柱，使螺柱套紧固在安装槽底部；
S05、除去安装框架，使电极弹片弹性接触在电极基板的侧边电极导线上；
S06、在安装槽的槽口边缘固定吸气剂；
S07、扣上透镜，使透镜与支架固定；
S08、在透镜和支架结合处套上密封胶圈。
其中安装框架结构参看图6和图7。安装框架27的边缘与第二凹弧面28，其用于容置电极弹片的触头。安装框架的中间为一个孔，其供LED芯片穿过之用。图6中，电极弹片为四个，分别设在LED芯片的四周，每两个通过电极层26电性连接在一起，电极层26为铺设在支架上的导线，其与支架管脚电性连接。
本发明灯的制造最好在真空容器中有机械手进行操作。但是如果质量要求降低的情况下，在套上密封胶圈之间的步骤，也可以在无尘的环境中进行人工操作，然后将做好的半成品置入真空容器中一段时间，例如24小时，使灯腔达到一定的真空度，由真空容器中取出，然后套上密封胶圈即可。
本发明的LED芯片的更换，可以参考上述在真空环境中操作，也可以不在真空环境中处理，而普通环境中进行，只不过这种情况，LED芯片的使用寿命会缩短，鉴于本发明的结构是芯片可以更换的，因此不影响本发明的技术优势。更换芯片时，先去下密封胶圈，打开透镜，更换新的吸气剂和LED芯片以及芯片下方的螺柱套，换上新的LED芯片和螺柱套后，扣上透镜和密封胶圈即可。
Claims (10)
1.一种芯核置换式大功率发光半导体器件，包括支架，在支架上设有LED芯片的安装槽和位于安装槽内的LED芯片；其特征在于：在所述支架上、安装槽的上方设有透镜，透镜与所述支架可拆卸连接，透镜扣合在安装槽上方将安装槽密封；
所述LED芯片固定在一导热的电极基板上，电极基板的上表面设有与LED芯片的两个电极电性连接的电极导线，LED芯片的两个电极分别与两个电极导线电性连接；该电极导线延伸至电极基板的侧边，其中电极导线与电极基板绝缘；
电极基板固定在一导热的螺柱套上，螺柱套的下面设有用于套住一导热的螺柱的盲孔；
在所述支架上设有通孔，所述螺柱穿过该通孔，伸入所述螺柱套的盲孔中，将螺柱套固定在所述安装槽的底部；
在螺柱套的周边设有固定在安装槽的槽底的电极弹片；电极弹片上端的自由端与所述电极基板侧边的电极导线保持弹性接触，使LED芯片的电极、电极导线与电极弹片形成电性连接，且电极弹片与支架的电极管脚电性连接。
2.根据权利要求1所述的芯核置换式大功率发光半导体器件，其特征在于：所述透镜与所述安装槽之间形成灯腔，在灯腔空间内设有吸气剂。
3.根据权利要求1所述的芯核置换式大功率发光半导体器件，其特征在于：所述LED芯片倒装在所述电极基板上；或者LED芯片通过引线电性连接电极基板上的电极导线。
4.根据权利要求1所述的芯核置换式大功率发光半导体器件，其特征在于：所述电极基板的侧边为凹弧面，所述电极弹片的端部设有触头，触头与电极基板的侧边弧面接触；或者电极基板的侧边为平面，所述电极弹片的端部设有触头，触头与电极基板的侧边平面接触。
5.根据权利要求1所述的芯核置换式大功率发光半导体器件，其特征在于：在所述螺柱套的周边设有限位凸起。限位凸起上部内侧面呈敞口。
6.根据权利要求1所述的芯核置换式大功率发光半导体器件，其特征在于：所述螺柱套为发泡金属材料，在所述盲孔内设有带螺纹的螺纹内层。
7.根据权利要求1所述的芯核置换式大功率发光半导体器件，其特征在于：在所述透镜与所述支架结合的外侧设有环槽，环槽内设有密封透镜与支架之间缝隙的密封胶圈。
8.根据权利要求1所述的芯核置换式大功率发光半导体器件，其特征在于：在所述安装槽的槽口处设有环状的、用于放置吸气剂的搁剂台，搁剂台上设有吸气剂；在所述透镜底部、位于搁剂台的内侧设有凸出的、用于对吸气剂进行限位的挡板，在挡板上设有气孔。
9.根据权利要求1所述的芯核置换式大功率发光半导体器件，其特征在于：所述电极基板主体为铜基，在铜基侧面与上表面为类钻碳层，在类钻碳层的表面为所述电极导线。
10.一种用于制造芯核置换式大功率发光半导体器件的制造方法，其包括在真空环境中进行如下步骤：
S01、将LED芯片固定在电极基板上，使LED芯片的两个电极与电极基板上的两个电极导线形成电性连接；
S02、将电极基板焊接到螺柱套上；
S03、用安装框架将电极弹片撑开；
S04、使螺柱套穿过安装框架的孔，螺柱套置于安装槽底处，螺柱穿过支架伸入螺柱套的盲孔中，拧动螺柱，使螺柱套紧固在安装槽底部；
S05、除去安装框架，使电极弹片弹性接触在电极基板的侧边电极导线上；
S06、在安装槽的槽口边缘固定吸气剂；
S07、扣上透镜，使透镜与支架固定；
S08、在透镜和支架结合处套上密封胶圈。
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