CN2631047Y - 发光二极管的热传导及光度提升结构的改进 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发光二极管的热传导及光度提升结构的改进，旨在增加发光二极管散热和聚光的功能，进而提高其亮度、品质、可靠度和使用寿命。本实用新型的阴极支架上端形成一碗杯，以供承置发光晶片，其要点在于该碗杯最底部至少设有一用以容纳黏结剂的凹部，该凹部朝向晶片设有小于晶片底面直径或面积的开口。本实用新型能使发光二极管的发光效果和照明效率大大提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管的热传导及光度提升结构的改进，特别是指改变阴极支架上的碗杯型态，使其能增加散热和聚光的功能，进而大幅度提高发光二极管的亮度、品质、可靠度和使用寿命。
背景技术
现有技术的发光二极管支架的结构主要包括：一金属片形成的阴极接脚，其上端包含一凹槽以固接晶片；以及由另一金属片形成的一阳极接脚。台湾新型专利公告第506626号公开的发光二极管的结构改良，台湾新型专利公告第488616号公开的发光二极管支架，台湾新型专利公告第486153号公开的发光二极管支架和台湾新型专利公告第441860号公开的发光二极管的支架改良结构，均揭示了现有技术的上述结构。
在上述公开的台湾新型专利中，涉及发光二极管支架在结构设计方面的改进以增进其功能进而增加产业上的利用价值。但传统的LED LAMP支架上端均封装有一透明体，且在阴极碗杯的底部所有面积范围上覆盖有厚度约为20-100微米的黏结剂用来黏结LED晶片。但也因该两者是妨碍发光余热传导散热的主要原因，因为无论大小功率的LED晶片，在导通点亮中均会产生一定的热量，并且能否迅速将该热量传导散热将影响发光二极管的发光效果和照明效率。由于底部涂覆的黏结剂和上部、侧部封装的树脂均将晶片包封成巨大的密封体，从而导致LED LAMP亮度、品质、效率、寿命均无法发挥应有的高效率功能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足提出一种发光二极管的热传导及光度提升结构，主要针对阴极接脚上端的碗杯作空间结构的改变，缩小黏结剂涂覆于晶片与碗杯的接触面积。
本实用新型的上述目的是通过如下技术方案来实现的：支架的阴极支架上端形成一碗杯，以供承置发光晶片，其特征在于该碗杯最底部至少再设置有一用以容纳黏结剂的凹部，该凹部朝向上述晶片设有小于晶片底面直径或面积的开口，以利于该部分的黏结剂对晶片的黏结。
上述凹部开口面积最好较小于晶片底面积的30％-50％。
另外本实用新型在散热支架碗杯底部的凹部朝支架外部打通形成一柱孔。
还有，所述阴极支架的碗杯最好设计为多层阶梯状凹面。
本实用新型还将阴极支架设计成多种空间造型，包括有侧向散热翼支架和无侧向散热翼支架，上述支架的底部全部平贴与部门平贴于PC板上，或部分穿过PC板或部分悬空镂空等。
和现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：本实用新型主要针对阴极接脚上端的碗杯作空间结构的改变，缩小黏结剂涂覆于晶片与碗杯的接触面积，使发光二极管的发光效果和照明效率大大提高；另外，在碗杯底部的凹部朝向支架外部设置的柱孔，使黏结剂在加工过程中熔解成液态并从柱孔中排出，而当晶片导通点亮时，柱孔可直接散热并与外界低温空气发生热交换；还有将阴极支架碗杯设计成多层阶梯状凹面的结构可形成二层式、三层式、多层式超深、超长几何形碗杯造型设计，可发挥高效率的光学物理作用。
附图说明
图1是本实用新型的一层式碗杯配合二散热翼型式支架的立体图；
图2是本实用新型如图1型式支架的可行内部构造立体剖视图；
图3是本实用新型如图1型式支架的具柱孔内部构造立体剖视图；
图4是本实用新型如图1型式支架的另一型式柱孔内部构造立体剖视图；
图5是本实用新型如图1型式支架的再一型式柱孔内部构造立体剖视图；
图6是图1所示支架封装后型态俯视图；
图7是图6所示支架的A-A平面剖视图；
图8是本实用新型具双层式碗杯的支架的平面剖视图；
图9是本实用新型具三层式碗杯的支架的平面剖视图；
图10是本实用新型具四层式碗杯的支架的平面剖视图；
图11是依图1的实施型态，另加设固定柱时的立体图；
图12是本实用新型的一层式碗杯配合四散热翼型式支架的立体图；
图13是图12封装后型态的俯视图；
图14是图13支架的A-A平面剖视图；
图15是依图12的实施型态，另加设固定柱时的立体图；
图16是本实用新型的一层式碗杯配合无散热翼型式支架的立体图；
图17是图16实施型态支架的可行内部结构立体剖视图；
图18是图16实施型态支架的具有柱孔实施例内部结构立体剖视图；
图19是图16实施型态支架的另一实施例内部结构立体剖视图；
图20是图16实施型态支架的另一实施例内部结构立体剖视图；
图21是图16实施例封装后型态的俯视图；
图22是图21所示实施型态的A-A平面剖视图；
图23是本实用新型的二层式碗杯配合无散热翼型式支架封装后形态的纵向剖视图；
图24是本实用新型的三层式碗杯配合无散热翼型式支架封装后形态的纵向剖视图；
图25是本实用新型的多层式碗杯配合无散热翼型式支架封装后形态的纵向剖视图。
其中：10A为电极支架(二散热翼)；10B为电极支架(四散热翼)；10C为电极支架(无散热翼)；11为阴极支架；12A为一层式碗杯；12B为二层式碗杯；12C为三层式碗杯；12C为多层式碗杯；12D为多层式碗杯；121为凹部；13为散热翼；14为孔柱；15为晶片；16为固定柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
如图1-22所示，本实用新型的发光二极管的热传导及光度提升结构，主要针对电极支架10A(双散热翼13)、电极支架10B(四散热翼13)、电极支架10C(无散热翼)的阴极支架11上端形成一碗杯12A(一层式碗杯)、12B(二层式碗杯)、12C(三层式碗杯)、12D(多层式碗杯)，以承置发光晶片15。
在碗杯12A、12B、12C、12D最底部至少设置有一直径或面积小于发光晶片底面的凹部121，凹部121的型态可为圆形、方形、长方形、菱形等，将黏结剂(如银胶、白胶、绝缘胶)注入凹部121中，用来黏结一个或多个晶片15，使其不产生松动位移并抗衡焊线时的拉力；且尽可能的让晶片15除了对应凹部121的底部外，其余底部面积直接与碗杯底部以无涂覆黏结剂的型式相接触，晶片15底部直接与碗杯底部的接触面积以超过50％为原则，如此，可使发光晶片15在导通点亮时，透过无黏结剂接触的部位直接将热量传导给支架10A、10B、10C。
如图3-5和18-20所示，在上述阴极支架11的碗杯12A、12B、12C、12D的凹部121以一柱孔14贯穿至支架11的底部，使阴极支架11成为具有空心柱孔14的支架，柱孔14可使低熔点的黏结剂在加工加热过程中熔解成液体型态而从柱孔14中排出，只要不造成晶片变形与破裂，整个凹部121即成对外开放状态，当发光晶片15导通点亮时可立即和外界空气形成对流直接散热，非使用状态可避免外界空气进入而带进杂质影响晶片15。
如图7-10所示，将阴极支架11的碗杯12A、12B、12C、12D设成一层或多层阶梯状凹面。图7所示是一层式碗杯12A，图8所示是双层式碗杯12B，图9所示是三层式碗杯12C，图10所示是多(四)层式碗杯12D。这种阶梯状凹面设计在碗杯处形成一兼备聚焦、高倍折射、高倍扩大光罩束面积与大倍数增大光束照射长度的作用，可形成二层式、三层式、多层式超深、超长几何形碗杯造型设计，可发挥高效率的光学物理作用，以提升其照明度。本实用新型的支架依需求的不同形成双散热翼13、四散热翼13，以及在支架的底面，可设置二支以上可插串于PC板的固定柱16；当阴极支架11没有设置镂空的柱孔14时为实心体支架，此种支架底面全部平贴接触于PC板上的导电金属薄膜，其散热效果更佳；另一种阴极支架11设置有镂空的柱孔14时为空心体支架，其与PC板上的导电金属薄膜结合的情形有多种，有部分平贴PC板、部分悬空与部分穿过PC板。尤以上述空心体支架型式的散热效果最佳。
上述碗杯12A、12B、12C、12D中另设至少凹部121来容纳黏结发光晶片15的黏结剂，以消除黏结剂阻隔热传导的缺点，且使凹部121的柱孔14和外界导通以形成空气对流散热的效果。碗杯12A、12B、12C、12D的多层凹面设计和支架10A(双散热翼13型式)、电极支架10B(四散热翼13型式)、电极支架10C(无散热翼型式)多种空间改变，可以增加散热功能，进而大幅度提升发光二极管的亮度、品质、可靠度与寿命。
Claims (15)
1、一种发光二极管的热传导及光度提升结构的改进，其电极支架的阴极支架上端形成一碗杯，以供承置发光晶片，其特征在于该碗杯最底部至少再设置有一用以容纳黏结剂的凹部，该凹部朝向上述晶片设有小于晶片底面直径或面积的开口。
2、根据权利要求1所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于凹部开口面积较小于晶片底面积的30％-50％。
3、根据权利要求1或2所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于阴极支架自碗杯的凹部处以一柱孔贯穿至支架外部，成为空心型式支架。
4、根据权利要求1或2所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于所述碗杯由至少一层以上的阶梯状凹面所构成。
5、根据权利要求1或2所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架的阴阳两极支架分设成各别的单一散热翼。
6、根据权利要求3所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架的阴阳两极支架分设成各别的两散热翼。
7、根据权利要求1或2所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架底面至少局部平贴于PC板的导电金属薄膜上。
8、根据权利要求3所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架底面至少局部平贴于PC板的导电金属薄膜上。
9、根据权利要求1或2所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架底面局部平贴于PC板的导电金属薄膜且局部悬空。
10、根据权利要求3所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架底面局部平贴于PC板的导电金属薄膜且局部悬空。
11、根据权利要求1或2所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架底面局部平贴于PC板的导电金属薄膜、且局部穿过PC板及局部悬空。
12、根据权利要求3所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架底面局部平贴于PC板的导电金属薄膜、且局部穿过PC板及局部悬空。
13、根据权利要求1或2所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架底面设有至少二支以上可插串于PC板的固定柱。
14、根据权利要求7所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架底面设有至少二支以上可插串于PC板的固定柱。
15、根据权利要求8所述的发光二极管的热传导及光度提升结构，其特征在于支架底面设有至少二支以上可插串于PC板的固定柱。
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