CN200965890Y - 发光二极管元件及其装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的发光二极管元件，通过一体成形的圆柱导热电极承载至少一发光二极管芯片，将所述发光二极管芯片发光时所产生的热量迅速移除，以延长所述发光二极管芯片的使用寿命。所述发光二极管元件包含至少一发光二极管芯片、一圆柱导热电极、一电绝缘筒及一中心电极。所述圆柱导热电极的第一散热表面具有一螺纹，其可与一具有内螺纹的一散热基座结合。本实用新型的发光二极管装置，结合复数个发光二极管元件及所述散热基座，利用所述散热基座上的一金属散热层将所述发光二极管芯片发光时所产生的热量迅速移除。

Description

发光二极管元件及其装置
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管元件及其装置，尤其涉及一种具有高散热效率的发光二极管元件及其装置，其特别适用于一般的照明及显示用途。
背景技术
目前发光二极管(light emitting diode；LED)已广泛地使用在各种照明(illustration)及显示屏(display screen)用途。LED一般包含一发光二极管芯片(LED chip)及两条导线(conductive lead)，通过连接至所述发光二极管芯片的两条导线所形成的导电通路，在其连接一电源后，所述发光二极管芯片将开始发光。使用在照明用途时，单一发光二极管芯片所发出的光线已经无法满足需求，因此必须同时使用大量的发光二极管芯片才可以。一般的LED模块使用于照明及显示用途时，通常包含大量的LED以提供足够的亮度。然而，LED不仅发光，同时也会产生大量的热量。特别是排列紧密的LED所生成的热量必须有效率地实时排除，否则将对所述LED模块造成损害。
图1为常规的针脚式发光二极管结构10。其主要将一发光二极管芯片13粘贴于一支架12的一接脚121上，再经引线接合与另一支接脚122连接后，以透明或半透明胶体11将所述发光二极管芯片13与部分支架12封合，使所述发光二极管芯片13完全密封于所述胶体11之中。当所述发光二极管芯片13发光时，其所产生的热量将通过所述支架12传导至外部空气中。因此，所述针脚式发光二极管结构10普遍应用在较低电流的电路上，相对地其亮度并不适用于照明用途。
图2为另一常规的针脚式发光二极管结构10′。与图1相比较，其具有较佳的散热效率，因此也具有较高亮度。所述针脚式发光二极管结构10′的支架14包含四支接脚141～144，与图1所揭示的支架12相比较具有较大的散热面积。此外，所述针脚式发光二极管结构10′上的胶体15与支架14的四支接脚141～144接近。当发光二极管芯片16发光时，所述支架14容易将其所生成的热量移除至所述胶体15之外。因此，所述针脚式发光二极管结构10′具有良好的散热功能，也具有较高的亮度。然而，图2所揭示的针脚式发光二极管结构10′因与图1相比较增加了两个接脚，当焊接在电路板上时，也占用较大的面积，且其工艺成本较高也较复杂。
另外，为要符合目前的SMT(Surface Mount Technology)工艺需要，部分电子元件需要使用表面粘着型的包装结构。如图3所示，为一高亮度表面粘着式(surface mountdevices)的发光二极管20，其与图1及图2揭示的针脚式发光二极管结构10及10′类似，但其支架21共计有六支接脚211～216。其中两支接脚212～213及另两支接脚215～216分别连接一电源的正负极且形成一L形状，而另两支接脚211及214则空接。由于此所述表面粘着式发光二极管20的接脚数目较多，虽然具有较佳的散热特性，然而其总接脚面积较大，也会有占用电路板上较大面积的问题。
为改善上述发光二极管的散热问题并免除使用电路板，另一型式的发光二极管结构被研发出来。图4(a)及4(b)分别为一常规的发光二极管元件30的俯视图及分解图，其直接将复数个发光二极管芯片34置于一具有导电及导热的第一电极31上，并利用复数条导线35连接至一第二电极33。在所述第一电极31与所述第二电极33之间则利用一电绝缘环32彼此电隔绝。当所述第一电极31及所述第二电极33分别连接一电源Vs的正负极时，所述发光二极管芯片34即会发光。此时，伴随产生的热量则利用所述第一电极31移除；然而其散热效率仍不足(仅靠所述第一电极31的表面散热)。在使用时，所述第二电极33侧面具有一螺纹331，用以将所述发光二极管元件30整体旋入固定于一具有内螺纹的一凹槽(图未示)中。其中所述凹槽可设置在一大型散热板(图未示)中，而所述大型散热板再连接所述电源Vs的一极，以提供所述发光二极管芯片34所需的电源。然而，所述电绝缘环32往往因无法承受足够的扭力而损坏或松脱，造成所述第一电极31及所述第二电极33因互相接触而短路，进而使所述发光二极管元件30失效(fails)。另外，制作所述发光二极管元件30时，所述电绝缘环32利用一具有粘滞性(流体)的绝缘材料经固化(curing)而成，在其形成过程中，所述第一电极31及所述第二电极33必须小心对准(alignment)，以避免彼此相互接触而造成短路。因此，所述发光二极管模块30无法经由大量生产来降低成本。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种发光二极管元件，利用一体成形的圆柱导热电极，提供较大的散热面积，以快速有效地移除发光二极管芯片所产生的热量，进而延长所述发光二极管元件的使用寿命。
本实用新型的另一目的是提供一种发光二极管元件，通过所述一体成形的圆柱导热电极，以避免因常规技术中因绝缘环无法承受高扭力所造成的短路现象。另外通过所述圆柱导热电极第一散热表面的螺纹设计，以紧密与一具有内螺纹的凹槽结合提供较大的接触面积，并使得当所述发光二极管元件出现故障时可便于旋退更换。
本实用新型的又一目的是提供一种发光二极管元件，通过中心电极、电绝缘筒及圆柱导热电极的同轴心设计，以利于大量生产而降低成本，并避免组装时所产生的短路问题。
本实用新型的又一目的是提供一种发光二极管装置，通过具有复数个凹槽的一散热基座与复数个上述的发光二极管元件结合，以提供所述发光二极管元件所需的电源并强化其散热效率。另外，当个别发光二极管元件出现故障时，本实用新型可达到单一更换的目的，而不需更换整个装置，以降低成本。
为达到上述目的，本实用新型揭示一种发光二极管元件，其包含至少一发光二极管芯片(LED chip)、一圆柱导热电极、一中心电极及一电绝缘筒。每个所述发光二极管芯片利用一导线与所述中心电极连接，并直接置于所述圆柱导热电极的一第一端面上。所述圆柱导热电极利用一具有一螺纹的第一散热表面将所述发光二极管芯片发光时所产生的热量移除。所述圆柱导热电极中间设置一孔洞用以容纳所述中心电极。所述电绝缘筒紧密包裹所述中心电极的侧表面以电隔离所述圆柱导热电极。其中所述中心电极、所述电绝缘筒及所述圆柱导热电极具有同一轴心线。
本实用新型另外揭示一种发光二极管装置，其包含复数个发光二极管元件及一散热基座。所述散热基座包含一金属散热层、复数个凹槽、一第一绝缘层及一下导电层。所述金属散热层与所述第一散热表面接触。所述复数个凹槽设置于所述金属散热层中，用以容纳相应的发光二极管元件。所述第一绝缘层位于所述金属散热层的下方，其包含复数个位于所述凹槽底部的导通孔。所述下导电层位于所述第一绝缘层的下方，与所述发光二极管元件及所述金属散热层形成一导电回路。
附图说明
图1为一常规的针脚式发光二极管结构；
图2为另一常规的针脚式发光二极管结构；
图3为一常规高亮度表面粘着式的发光二极管；
图4(a)及4(b)为一常规的发光二极管元件的俯视图及分解图；
图5(a)、5(b)及5(c)为本实用新型的发光二极管元件的构件的剖面图；
图6(a)及6(b)分别为本实用新型的发光二极管元件的俯视图及剖面图；
图7为本实用新型的发光二极管装置的散热基座的一实施例的立体图；
图8为图7的部分剖面图；以及
图9为本实用新型的发光二极管装置的部分剖面图。
具体实施方式
图5(a)～5(c)分别为本实用新型的发光二极管元件的圆柱导热电极503、电绝缘筒504及中心电极505的剖面图。上述三者可分别制作后，再组装成所述发光二极管元件50，因此可避免常规技术中不易对准所产生的短路问题，也可大量生产以降低成本。所述圆柱导热电极503包含一第一端面5031、一孔洞5035、一第一散热表面5040。所述第一端面5031用以承载至少一发光二极管芯片506。所述至少一发光二极管芯片506可利用锡膏直接粘着在所述第一端面5031上，以提供良好的热传导。所述孔洞5035则用以容纳所述中心电极505。所述电绝缘筒504紧密包裹所述中心电极505的侧表面5052后再置于所述孔洞5035中以电隔离所述圆柱导热电极503及所述中心电极505。所述圆柱导热电极503另外包含一第一凸缘501，其环绕所述第一端面5031且包含一位于下方的第二散热表面5034。所述第一端面5031另外包含一第二凸缘502，其用以支撑一透光罩(图未示)以保护所述发光二极管芯片506及所述导线507(参看图6(a))。所述第一散热表面5040可包含一螺纹，因其较平滑表面具有较大的表面积，所以能提供较佳的散热效率。
图6(a)及6(b)分别为图5(a)～5(c)结合后的发光二极管元件50的俯视图及其A-A′线剖面图。在本实施例中，所述中心电极505、所述电绝缘筒504及所述圆柱导热电极503具有同一轴心线，且所述第一凸缘501具有一六角形外缘5011，方便使用者以徒手或六角扳手将所述发光二极管元件50旋入或退出一具有内螺纹的凹槽(图未示)。当所述发光二极管元件50被旋入或退出所述凹槽时，所述电绝缘筒504可承受较高的扭力而不会造成破损，因此可避免所述中心电极505与所述圆柱导热电极503互相接触而发生短路。另外，所述中心电极505的一端点5051突出于所述圆柱导热电极503的一第二端面5032，以方便连接外部电极。另外，所述第二突缘502可支撑透光罩5080。
本实用新型的发光二极管装置包含复数个发光二极管元件50(参看图6(a)及6(b))及一散热基座60(参看图7)。所述发光二极管元件50的详细构造已见于上文，在此不再详细描述。图7为所述散热基座60的一实施例的立体图。其中的凹槽64数目及排列方式并不限于图7所示。图8为显示图7的部分剖面图(仅显示单一凹槽64)。图9为本实用新型的发光二极管装置70的部分剖面图(仅显示一个发光二极管元件50结合一个凹槽64)。请同时参考图7、8及9。所述散热基座60包含一金属散热层63、复数个凹槽64、一第一绝缘层62及一下导电层61。所述金属散热层63与所述发光二极管元件50中的所述第一散热表面5040接触，通过一大面积的上散热表面631，以提供良好的散热能力。所述凹槽64设置于所述金属散热层63中，用以容纳相应的发光二极管元件50。所述第一绝缘层62设置于所述金属散热层63下方，其包含复数个导通孔641，所述导通孔641位于相应的所述凹槽64的底部。所述下导电层61位于所述第一绝缘层62下方，与所述发光二极管元件50及所述金属散热层63形成一导电回路。其中所述发光二极管元件50通过所述中心电极505的一端点5051与所述下导电层61接触。即，所述端点5051突出于所述圆柱导热电极503的所述第二端面5032(参看图6(b))且经由所述导通孔641与所述下导电层61接触。在另一实施例中，所述凹槽64的内壁具有一内螺纹5042，以结合位于所述第一散热表面5040的所述螺纹。因螺纹的结合方式可提供较大的接触面积，不仅强化散热效率，所述发光二极管元件50也不易从所述凹槽64松脱。另外，所述圆柱导热电极503的所述第二散热表面5034与所述上散热表面631的接触也有助于散热。
综上所述，与常规技术相比较，本实用新型揭示的发光二极管元件及其装置，通过一体成形的圆柱导热电极及其侧表面所具有的螺纹设计，在与散热基座结合时，不仅可避免因绝缘环损坏所造成的短路问题，也可增加散热面积，以快速有效地移除发光二极管芯片所产生的热量。另外，因为发光二极管元件中的中心电极、电绝缘筒及圆柱导热电极采用同轴心的设计，可分别先大量制造后再行组装，因此可避免组装时因对准不齐而产生短路。此外，本实用新型的发光二极体装置可通过其凹槽中的内螺纹与发光二极管元件侧表面的螺纹结合，不仅可提供较大的接触面积、较佳的结合力，也提供个别发光二极管元件出现故障时，可单一更换的功能。因此，本实用新型的发光二极管元件及其装置确可达到预期的实用新型目的。
本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而所属领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不脱离本实用新型的精神的替换及修改。因此，本实用新型的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不脱离本实用新型的替换及修改，并为所附的权利要求书所涵盖。

Claims (12)

1.一种发光二极管元件，其特征在于包含：
一中心电极；
至少一发光二极管芯片，所述发光二极管芯片通过一导线与所述中心电极连接；
一圆柱导热电极，其包含：
一第一端面，用以承载所述至少一发光二极管芯片；
一孔洞，用以容纳所述中心电极；及
一第一散热表面，用以将所述至少一发光二极管芯片所产生的热量移除；以及
一电绝缘筒，紧密包裹所述中心电极的侧表面以电隔离所述圆柱导热电极及所述中心电极。
2.如权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于所述第一散热表面包含一螺纹。
3.如权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于所述圆柱导热电极另外包含一环绕所述第一端面的第一凸缘，且其下表面为一第二散热表面。
4.如权利要求3所述的发光二极管元件，其特征在于所述第一凸缘具有一六角形外缘。
5.如权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于所述中心电极突出于所述圆柱导热电极的一第二端面。
6.如权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于所述中心电极与所述圆柱导热电极的轴心互相平行。
7.如权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于所述第一端面包含一第二凸缘，所述第二凸缘用以支撑一透光罩。
8.如权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于所述第一散热表面为所述圆柱导热电极的侧表面。
9.一种发光二极管装置，其特征在于包含：
复数个发光二极管元件，每个所述发光二极管元件包含：
一中心电极；
至少一发光二极管芯片，所述发光二极管芯片通过一导线与所述中心电极连接；
一圆柱导热电极，包含一用以承载所述至少一发光二极管芯片的第一端面，及作为一第一散热表面的侧面，用以将所述至少一发光二极管芯片所产生的热量移除；及
一电绝缘筒，紧密包裹所述中心电极的侧表面以电隔离所述圆柱导热电极及所述中心电极；以及
一散热基座，包含：
一金属散热层，与所述第一散热表面接触；
复数个凹槽，设置于所述金属散热层中，用以容纳相应的所述发光二极管元件；
一第一绝缘层，设置于所述金属散热层下方，其包含复数个导通孔，所述导通孔位于相应的所述凹槽的底部；及
一下导电层，位于所述第一绝缘层的下方，与所述发光二极管元件及所述金属散热层形成一导电回路。
10.如权利要求9所述的发光二极管装置，其特征在于所述中心电极的一端点突出于所述圆柱导热电极的一第二端面并经由所述导通孔与所述下导电层接触。
11.如权利要求9所述的发光二极管装置，其特征在于所述第一散热表面包含一螺纹，所述螺纹与所述凹槽中的一内螺纹结合。
12.如权利要求9所述的发光二极管装置，其特征在于所述圆柱导热电极另外包含一环绕所述第一端面的第一凸缘，所述第一凸缘的下表面与所述金属散热层的一上散热表面互相接触。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103000784A (zh) * 2011-09-14 2013-03-27 萧一修 具有硬导线或插头的led电路基板及led发光模块
CN104269492A (zh) * 2014-10-14 2015-01-07 华南师范大学 全角度发光的功率型led及其制作方法
CN104718634A (zh) * 2012-10-19 2015-06-17 夏普株式会社 发光装置以及发光装置向散热器安装的安装构造
CN107806574A (zh) * 2017-11-17 2018-03-16 夏烬楚 一种led照明光源

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103000784A (zh) * 2011-09-14 2013-03-27 萧一修 具有硬导线或插头的led电路基板及led发光模块
CN104718634A (zh) * 2012-10-19 2015-06-17 夏普株式会社 发光装置以及发光装置向散热器安装的安装构造
CN104269492A (zh) * 2014-10-14 2015-01-07 华南师范大学 全角度发光的功率型led及其制作方法
CN104269492B (zh) * 2014-10-14 2017-09-26 华南师范大学 全角度发光的功率型led及其制作方法
CN107806574A (zh) * 2017-11-17 2018-03-16 夏烬楚 一种led照明光源

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