CN1655368A - 发光二极管结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管构造及其制制作方法，在一生产线上，提供一金属平坦胚料，经一上部模块和一下部模块的连续冲压作业，以形成一模型体，所述模型体具有一用以固定芯片的杯座的中央部，而被定义为阴极端，和沿该中央部向外边方向布置有数个包含脊部和谷部的刚性壁，所述刚性壁界定的一个槽室或腔室；以及，提供一压制程序，以在该平坦胚料上形成一格栅组织，和被定义为阳极端的包含有两个或两个以上的接脚单元的接合部，用以共同使该模型体可建立一更大的散热表面积总和，从而使芯片工作热量更好的排出。

Description

发光二极管结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及到发光二极管领域，特指一种可明显提高发光二极管散热功能的结构及其制作方法。

背景技术

现在，发光二极管(LED)已被广泛的应用在各项电子产品系统方面；从发光效率较弱的指示灯，至高强度的信息产品及户外看板、交通标志等照明度灯具。基本上，它是用一种操作在顺向偏压的60N界面，当顺向偏压时，在60型区注入大量的电洞，在N型区中则注入大量的电子，这些电洞与电子会在空乏区中，各向另一区进行少数载子的注入，于是在与该处大量载子结合的瞬间，辐射放出相当于能隙能量的光子，而产生发光效果。已知发光二极管的制作过程是：冲压数个等距相联的适于导电的金属片支架单元；在支架表面电镀银层；将半导体芯片固着于支架，作为发光二极管的光源；把导线二端分别连接于支架和芯片上，以分别形成阴、阳极接脚；将环氧树脂浇注在支架上部，使之形成透光体，然后密封芯片、导线。

使用过程中，发光二极管的大部分能量都转化为热，如果不把所述热量消除，则会使芯片过热而损坏。至于这些热量一部分积存在该透光体，一部分通过支架的第一、第二接脚散发。但因透光体是以环氧树脂加工成型，导热率差，因此芯片产生的热大部分积存在透光体中，无法有效散发热量，只能靠上述支架传导散热，而存在散热效率较低的问题。

一种可改善上述问题的发光二极管支架系统，揭示于第90201309号“发光二极管支架”的新型专利案中，其支架已经设计在既有的第一、二接脚外又增加一对接脚，使芯片产生的热量能经由四支接脚散发。但是，在实际使用上，其散热效率是有限的，实质上并非在一个更理想完善的使用情形中。

具体而言，在已知的所有传统LED LAMP支架上端均封装有一透明体，且在阴极碗杯的杯底所有面积范围中覆上厚约20μm～100μm左右的黏着胶(又分银胶、白胶、绝缘胶)来接着LED芯片，但也因该两者造成妨碍发光余热传导散热的主因，因为无论大、小功率的LED芯片，在导通点亮中皆因功率不同而生成各级不同的正比热源，且是否可迅速将该热源传导散热，影响该发光二极管可产生发光效果或照明效率。

而在上述的已有技术中，例如第88218394号“发光二极管之支架改良结构”、第90201308号“发光二极管支架”专利案等，已揭示了增加接脚来提高发光二极管高热量排散问题的重要性概念；但这些参考资料并未揭露发光二极管构造上的特殊改良或设计。如果重行设计考量这发光二极管结构，使其构造不同于已有技术，将可改变它的使用型态，而有别于旧法；实质上，也会明显增加它的散热效率。例如，如何在不增加支架的包装体积的条件下，使它的结构设计或空间型态具有较大的散热面积或部分等改良手段。而这些课题在上述的专利案中均未被提示或建议。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的弊病，利用发光二极管自身的结构设计或空间形态，提供一种改良的发光二极管结构及其制作方法，从而增加散热面积，提高散热效率。

为了解决上述技术问题，本发明提出的解决方案是：一种发光二极管构造及其制制作方法，在一生产线上，提供一金属平坦胚料，经一上部模块和一下部模块的连续冲压作业，以形成一模型体，所述模型体具有一用以固定芯片的杯座的中央部，而被定义为阴极端，和沿该中央部向外边方向布置有数个包含脊部和谷部的刚性壁，所述刚性壁界定的一个槽室或腔室；以及，提供一压制程序，以在该平坦胚料上形成一格栅组织，和被定义为阳极端的包含有两个或两个以上的接脚单元的接合部，用以共同使该模型体可建立一更大的散热表面积总和，从而使芯片工作热量更好的排出。

该发光二极管构造的制作方法为：

1.步骤(a)，实施一上部模块的冲压作业，在该金属平坦胚料一计划位置上形成一依模型体形状向一侧凸伸的中央部轮廓；

2.步骤(b)，提供一下部模块，相反于上述上部模块运动方向的冲压作业于中央部的轮廓，使所述中央部的底部形成一个或一个以上的刚性壁，和刚性壁界定的一个槽室或腔室；

3.步骤(c)，实施一上部模块的压制作业于该中央部，使该中央部一设定位置上形成一用以固着芯片的杯座。

所述制作方法可进一步包括一使该中央部的两边或周边形成格栅组织的步骤(d)。

以此完成本发明发光二极管结构的制作，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：能够提供更大的散热面积，提高了发光二极管的散热能力，避免了由于热量无法消除，会使芯片过热而损坏的现象出现。

附图说明

图1是本发明发光二极管构造的外观示意图；

图2是图1的断面剖视示意图；

图3是本发明在一金属平坦胚料上冲压形成模型体的流程示意图，步骤(a)；

图4是本发明在一金属平坦胚料上冲压形成模型体的流程示意图，步骤(b)；

图5是本发明在一金属平坦胚料上冲压形成模型体的流程示意图，步骤(c)；

图6是本发明在一金属平坦胚料上冲压形成模型体的流程示意图，步骤(d)；

图7是图3步骤(a)的立体断面剖视示意图；

图8是图4步骤(b)经冲压作业后，该模型体形成间隔排列的刚性壁和槽室或腔室的立体断面剖视示意图；

图9是图5步骤(c)的断面剖视示意图；

图10是图6步骤(d)的平面示意图；

图11是图6步骤(d)的立体断面剖视示意图。

图例说明

10       模型体              11     杯座

12       中央部              14     接合部

141      接脚单元

15、151  刚性壁

16       脊部                17     谷部

18       间距                19     槽室或腔室

20       平坦胚料            21     两边或周边

22       格栅组织

30       芯片                40     导线

50       透光体

60、80   上部模块

70       下部模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细说明：

如图1、图2所示，本发明发光二极管的构造，具有一模型体10，这模型体10包括了一用以固着芯片30的杯座11的中央部12，被定义为阴极端，和一具有阳极端的接脚单元141的接合部14；基本上，该接脚单元141用以穿合在电路板上，来建立发光二极管完成品与电路板的结合状态。再参见图1，其假想线部分同时显示了一个结合本发明模型体10的发光二极管完成品；一芯片30可被固着在中央部12的杯座11之内，并容许导线40的二端分别连接所述芯片30和接合部14。然后，装置一环氧树脂材料形成的透光体50在该模型体10的上部，同时封闭芯片30、导线40，以及中央部12与接合部14的顶端部位。

在一个较佳的实施例中，这模型体10具有沿中央部12向外边方向布置的数层刚性壁15、151，和刚性壁15界定的一个槽室或腔室19；每一刚性壁15、151包含了一脊部16和连接两相邻排列的刚性壁15、151的谷部17；使该相邻的刚性壁15、151之间，具有一设定的间隙18，让所述模型体10建立了至少形成一道具有散热机制的沟槽组织。

如图3-图6所示，描绘了本发明的一流程示意图，其在一个可行的实施例中，包括了：

选取一具有较佳延展性和可导电的金属平坦胚料20经过一上部模块60向图中下方方向作动的冲压作业，而在该金属平坦胚料20一计划位置上，形成一向一侧凸伸的中空柱状中央部12，如图7所显示的情形；这程序可定义为步骤(a)。

如图4的步骤(b)所示，实施一下部模块70相反于上述上部模块60运动方向的冲压作业于该球状凹面轮廓的中央部12，使所述中央部12的底部形成连续排列的刚性壁15、151，和刚性壁15所界定的一个开放型态的槽室或腔室19，如图5所揭示的情形。

如图5所示的步骤(c)，实施一压制作业于该中央部12；其使一上部模块80相同于该模块60的运动方向，在所述中央部12一设定位置上形成一杯座11。因此，所述程序在该金属平坦胚料20上形成该包含有脊部16和谷部17的连接排列的刚性壁15、151的模型体10，如图9所显示的情形。

如图6所示的步骤(d)，以及参见图10和图11，提供了使这平坦胚料20在中央部12的两边或周边21，形成格栅组织22的手段；所述格栅组织22使这模型体10与外界的传导距离较短。因此，发光二极管芯片30的工作热量的排出速度相对会被增加。

因此，在图11之中，揭示了这模型体10在为了增加散热表面积的概念条件下，可同时具备下列的构造特征：

1.每一刚性壁15、151彼此具有一个间距18的形成相邻且连续排列的组织。

2.该相邻排列的刚性壁15、151包含有一脊部16和一谷部17，并且在该谷部17的区域形成连接状态。

3.每一刚性壁15、151使脊部16或谷部17至少一端与外界形成相导通状态。

4.模型体中央部12的杯座11下部，形成了一个与外界成导通状态的槽室或腔室19，被该刚性壁15所界定。

5.该模型体刚性壁15、151的脊部16或谷部17，和该槽室或腔室19与外界形成相通状态，以及使所述模型体10形成格栅组织22，建立在一个增加与外界空气对流散热作用的基础上。

6.在一个修正的实施例中，该步骤(a)和步骤(b)容许被重复实施的。

因此，所述模型体10的散热机制除了上述已知的接脚141部份之外，在本发明所显示的实施例中，更至少包括了每一刚性壁15、151的内端面和外端面的表面积总和，以及该中央部12下部成开放型态的中空槽室或腔室19，也反映出它将较已知增设接脚的旧法，具有更佳的散热效率。

Claims (14)

1、一种发光二极管结构，具有一模型体，所述模型体包括有一用以固定芯片杯座的中央部，和相互连接的包含有两个或两个以上接脚单元的接合部，以及一导线连接上述芯片和接合部，其分别被定义为阴、阳极端，其特征在于：沿模型体中央部向外边方向布置数层刚性壁，所述刚性壁界定一个槽室或腔室；每一刚性壁具有一设定间距的形成一连续排列的组织。

2、根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于：所述每一刚性壁包含有一脊部和谷部。

3、根据权利要求2所述的发光二极管结构，其特征在于：所述每一刚性壁的谷部区域形成连接状态。

4、根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于：所述模型体的槽室或腔室，形成在该中央部的杯座下部，并且与外界成导通状态。

5、根据权利要求4所述的发光二极管结构，其特征在于：所述槽室或腔室被刚性壁所界定。

6、根据权利要求2所述的发光二极管结构，其特征在于：所述每一刚性壁使脊部或谷部一端或一端以上与外界形成相导通状态。

7、根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于：所述模型体中央部的两边或周边形成格栅组织。

8、根据权利要求1所述的发光二极管结构的制作方法，提供有一可导电的金属平坦胚料在一生产线上配送的手段，其特征在于制作方法为：

1.步骤(a)，实施一上部模块的冲压作业，在该金属平坦胚料一计划位置上形成一依模型体形状向一侧凸伸的中央部轮廓；

2.步骤(b)，提供一下部模块，相反于上述上部模块运动方向的冲压作业于中央部的轮廓，使所述中央部的底部形成一个或一个以上的刚性壁，和刚性壁界定的一个槽室或腔室；

3.步骤(c)，实施一上部模块的压制作业于该中央部，使该中央部一设定位置上形成一用以固着芯片的杯座。

9、根据权利要求8所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于：所述制作方法可进一步包括一使该中央部的两边或周边形成格栅组织的步骤(d)。

10、根据权利要求8所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于：所述刚性壁包含有一脊部和谷部。

11、如根据权利要求10所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于：所述每一刚性壁的谷部区域形成连接状态。

12、根据权利要求8所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于：所述模型体的槽室或腔室，形成在该中央部的杯座下部，并且与外界成导通状态。

13、根据权利要求12所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于：所述槽室或腔室被刚性壁界定。

14、根据权利要求10所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于：所述每一刚性壁使脊部或谷部一端或一端以上与外界形成相导通状态。

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