CN204029853U - 发光器件 - Google Patents

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时军朋
蔡培崧
黄昊
林振端
赵志伟
徐宸科
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Abstract

本实用新型公开了一种发光器件，包括：基板，至少含有两个相互隔离的金属块和绝缘部，其中第一金属块作为电源的正极，第二金属块作为电源的负极；至少两个发光二极管芯片，分别安装于所述第一、第二金属块上，其远离基板的一侧具有第一、第二电极；所述各个发光二极管芯片的第一、第二电极均通过引线连接至与其相邻的金属块或发光二极管，即不通过引线直接连接至所在的金属块，以便增加引线的打线空间。

Description

发光器件
技术领域
本实用新型涉及一种发光器件。
背景技术
发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是利用半导体的P-N结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。LED具有环保、亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低、易集成化等优点，是继白炽灯、荧光灯和高强度放电（英文缩写为HID）灯（如高压钠灯和金卤灯）之后的第四代新光源。
LED封装的关键技术良多，其一是散热技术，其二是缩小封装体积之技术。LED在发光时会产生热，倘若无法有效地散热，而使得热积存于封装后的LED，将会降低LED的使用寿命。但已知的LED封装技术，会将LED芯片设置于一基板上。该基板大多是热的不良导体，在此一限制之下，散热技术难以突破。此外，习知的LED封装，会有一碗形的杯体，由于该杯体的存在，使得缩小LED的封装体积较难实施。
发明内容
因此，本实用新型之目的，即在提供一种发光器件，具有较佳的散热效果，以及较小的封装体积。
于是，本实用新型之发光器件，包括：基板，至少含有两个相互隔离的金属块和绝缘部，其中第一金属块作为电源的正极，第二金属块作为电源的负极；至少两个发光二极管芯片，分别安装于所述第一、第二金属块上，其远离基板的一侧具有第一、第二电极；所述各个发光二极管芯片的第一、第二电极均通过引线连接至与其相邻的金属块或发光二极管，即不通过引线直接连接至所在的金属块，增加引线的打线空间。
优选地，所述各个金属块上的发光二极管的表面积占该金属块表面积的50%以上。
优选地，所述两金属块的间隙为0.1~2mm。
优选地，所述基板包括彼此上下间隔且平整的一上表面及一下表面。
优选地，在所述发光二极管芯片和基板的金属块之间还设有一水溶性锡膏层，用于固定芯片和传导热量，所述发光二极管芯片的底面、水溶性锡膏层和基板的金属块构成一全金属的导热通路，其热阻小于7 K/W。
优选地，所述基板具有两个金属块，第一发光二极管芯片，安装于所述第一金属块上，第二发光二极管芯片，安装于所述第二金属块上，所述第一发光二极管的第一电极通过一引线连接至所述第二发光二极管的第二电极，所述第一发光二极管的第二电极通过一引线连接至所述第二金属块，所述第二发光二极管的第一电极通过一引线连接到所述第一金属块，从而使得第一、第二发光二极管形成串联电路。
优选地，所述发光二极管芯片为正装结构芯片，邻近基板的一侧表面具有反射结构。
优选地，所述反射结构包含金属反射层和金属阻挡层。
优选地，所述基板中金属块的上表面或者下表面面积分别不小于基板表面面积的40%。
优选地，所述基板中金属块的下表面面积大于上表面面积。
优选地，所述基板的厚度为0.1mm~0.5mm，以利于更好的导热。
本实用新型至少具有如下的有益效果：1）该基板上表面及下表面分别为一平整面，并省略传统封装采用的突出杯体结构，而使得封装体积缩小，且由于该上表面平整，使该LED芯片单元可直接设置在该金属块上，而可利用该等金属块优异的导热能力散热，故确实能达成本新型提高散热效果并缩小封装体积之目的；2）各个发光二极管芯片的第一、第二电极均通过引线连接至与其相邻的金属块或发光二极管，即不通过引线直接连接至所在的金属块，增加引线的打线空间，从而可以尽可能增加安装于所述金属块之上的发光二极管的面积，进而在缩小发光二极管封装体积的同时保证发光面积的占比，在本实施例中，发光面积可达所述金属块面积的50%以上，更有甚者达80~90%；3）全金属导热通路使热阻大大降低，同时又利于可靠性；4）采用正装结构的芯片相比于倒装芯片可以大大的节约成本；5）适合在大功率情况下使用。
前述发光器件可应用于各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1为本实用新型之实施例1所述发光器件的立体图。
图2为图1所示发光器件去除封装体胶后的立体图。
图3为图1中发光器件的俯视图。
图4为图1中发光器件的仰视图。
图5为图1中LED芯片的结构剖面图。
图6为沿图4中线A—A的一剖视图。
图中各标号表示如下：
100：发光器件；110：基板；111：第一金属块；111a：第一金属块的上表面；111b：第一金属块的下表面；112：第二金属块；112a：第二金属块的上表面；112b：第二金属块的下表面；113：基板之绝缘部；120：水溶性锡膏层；130：LED芯片；131：第一类型半导体层；132：有源层；133：第二类型半导体层；134：衬底；135：金属反射层；136：金属阻挡层；137：Pt/Au金属层；138：第一电极；139：第二电极；140： 140：导电引线，141：第一条引线；142：第二条引线；143：第三条引线；150：封装胶。
具体实施方式
下面结合示意图对本实用新型的LED封装体进行详细的描述，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。
请参看图1，本实用新型发光器件之一较佳实施例包含一基板110、设置在该基板110上的LED芯片130，以及一覆盖在该基板110及该LED芯片130上的封装胶150。
请参看图2、图3及图4，该基板110具有彼此上下间隔且平整的一上表面110a及一下表面110b，包括二彼此左右间隔的第一金属块111、第二金属块112，以及一供该两金属块嵌设其中的绝缘部113。其中，第一、第二金属块111、112的上表面111a、112a的面积不小于该基板上表面110a的面积的40%，第一、第二金属块111、112的下表面111b、112b的面积不小于该基板下表面110b面积的40%，并且第一、第二金属块的下表面111b、112b的面积大于其上表面111a、112a的面积。在本实施例中，第一、第二金属块上表面111a、112a所占面积约占基板上表面面积的40%~70%，下表面111b、112b约占该基板下表面面积的50%~80%。
在第一、第二金属块的上表面上各安装一个LED芯片130，请参看图5，LED芯片130为正装芯片，其自上而下包括：第一类型半导体层131、有源层132、第二类型半导体层133、衬底134、金属反射层135、金属阻挡层36、Pt/Au金属层137、第一电极138、第二电极139。每个发光二极管芯片的第一、第二电极138、139均通过引线140连接至与其相邻的金属块或发光二极管，在本实用新型的第一个较佳实施例中，按照下面连接方式：请再参看图2和图3，第一金属块111作为外接电源的正极，第二金属块112作为外接电源的负极，第一发光二极管130a的第一电极138通过第一条引线141连接至第二发光二极管130b的第二电极139，第一发光二极管130a的第二电极139通过第二条引线142连接至第二金属块112，第二发光二极管130b的第一电极138通过第三条引线143连接到第一金属块111，从而使得第一、第二发光二极管形成串联电路。在本实施例中，由于各条引线均连接至相邻的金属块或相邻金属块上的LED芯片上，增加了打线的空间，从而可以尽可能增加安装在金属块之上的LED芯片的面积，进而在缩小发光二极管封装体积的同时保证发光面积的占比，在本实施例中，LED芯片130发光面积可达金属块面积的50%以上。
请参看图6，在LED芯片和基板的金属块之间还设有一水溶性锡膏层120，用于固定芯片和传导热量，如此LED芯片的底面、水溶性锡膏层和基板的金属块构成一全金属的导热通路，其热阻小于7 K/W。在本实施例中，为更好的导热，基板110的厚度为0.1mm~0.5mm，较佳值为0.1mm~0.3mm。水溶性锡膏层120的厚度不大于20um，且不溢出到LED芯片130的侧面，避免造成挡光。
发光二极管散热主要依靠热传导，具体路径为从芯片开始一直到器件的底部。在本实施例中，从发光二极管金属反射层开始到基板底面形成一条全金属的导热通路，由于金属的热导率相对于其他材料较高，其热阻小于7 K/W，因此可以有效地散热。在芯片中，热从外延层以及衬底传导到金属反射层135，然后再经过金属阻挡层136传导至Pt/Au金属层134，热量再经由水溶性锡膏层120传递到基板的金属块111、112，最后散播到发光器件之外。
惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及专利说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。

Claims (10)

1.发光器件，包括：
基板，至少含有两个相互隔离的金属块和绝缘部，其中第一金属块作为电源的正极，第二金属块作为电源的负极；
至少两个发光二极管芯片，分别安装于所述第一、第二金属块上，其远离基板的一侧具有第一、第二电极；
其特征在于：所述各个发光二极管芯片的第一、第二电极均通过引线连接至与其相邻的金属块或发光二极管，即不通过引线直接连接至所在的金属块，以增加引线的打线空间。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于：所述各个金属块上的发光二极管的面积占该金属块面积的50%以上。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于：所述两个金属块的间隙为0.1~2mm。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于：所述基板包括彼此上下间隔且平整的一上表面及一下表面。
5.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于：所述基板具有两个金属块，第一发光二极管芯片，安装于所述第一金属块上，第二发光二极管芯片，安装于所述第二金属块上，所述第一发光二极管的第一电极通过一引线连接至所述第二发光二极管的第二电极，所述第一发光二极管的第二电极通过一引线连接至所述第二金属块，所述第二发光二极管的第一电极通过一引线连接到所述第一金属块，从而使得第一、第二发光二极管形成串联电路。
6.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于：所述发光二极管芯片为正装结构芯片，邻近基板的一侧表面具有反射结构。
7.根据权利要求6所述的发光器件，其特征在于：在所述发光二极管芯片和基板的金属块之间还设有一水溶性锡膏层，用于固定芯片和传导热量，所述发光二极管芯片的底面、水溶性锡膏层和基板的金属块构成一全金属的导热通路。
8.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于：所述基板中金属块的上表面或者下表面面积分别不小于基板表面面积的40%。
9.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于：所述基板中金属块的下表面面积大于上表面面积。
10.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于：所述基板的厚度为0.1mm~0.5mm。
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