RU79215U1 - SEMICONDUCTOR LED DEVICE FOR ASSEMBLY BY SURFACE MOUNTING - Google Patents
SEMICONDUCTOR LED DEVICE FOR ASSEMBLY BY SURFACE MOUNTING Download PDFInfo
- Publication number
- RU79215U1 RU79215U1 RU2007133187/222007133187/22U RU2007133187U RU79215U1 RU 79215 U1 RU79215 U1 RU 79215U1 RU 2007133187 U RU2007133187 U RU 2007133187U RU 79215 U1 RU79215 U1 RU 79215U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- radiation
- electrodes
- recess
- crystals
- Prior art date
Links
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электронной техники, в частности к светодиодным устройствам, и может найти применение в производстве светодиодных устройств, используемых в коммунальном хозяйстве, рекламе, автомобильной промышленности, энергетике, железнодорожном транспорте и в других отраслях промышленности. Техническим результатом предлагаемого изобретения является дальнейшее повышение мощности (силы света) излучения светодиодного устройства за счет применения металлического основания со сформированными лунками отражателями и полиамидного носителя как основы при изготовлении корпуса прибора для поверхностного монтажа, уменьшение за счет этого теплового сопротивления корпуса, и улучшения отражательной способности лунки полученной в медном основании, методом штамповки. Сущность: светодиодное устройство содержит в качестве излучателей один или более полупроводниковых кристаллов. Держатель выполнен из сочетания полиамидной пленки с металлическим покрытием, с присоединительными выводами и медного основания с лунками определенной формы. В основании штампованием выполнено углубление с плоским дном для посадки кристаллов и отражающей боковое излучение кристаллов поверхностью. Отражающая излучение поверхность углубления выполнена в форме поверхности тела вращения, или в форме иного концентратора излучения так, чтобы боковое излучение кристаллов направлялось в сторону оптического элемента, формирующего излучения нужной индикатрисы. Также устройство содержит первый электрод медное основание, на котором установлен полупроводниковый кристалл, второй электрод из полиамидного материала на в�The invention relates to the field of electronic technology, in particular to LED devices, and can find application in the production of LED devices used in utilities, advertising, the automotive industry, energy, rail transport and other industries. The technical result of the present invention is to further increase the power (light intensity) of the LED device due to the use of a metal base with reflectors formed by the holes and a polyamide carrier as the basis for the manufacture of the device for surface mounting, reducing due to this thermal resistance of the case, and improving the reflectivity of the hole obtained in a copper base, by stamping. SUBSTANCE: LED device contains one or more semiconductor crystals as emitters. The holder is made of a combination of a polyamide film with a metal coating, with connecting leads and a copper base with holes of a certain shape. At the base of stamping, a recess is made with a flat bottom for planting crystals and a surface reflecting the lateral radiation of the crystals. The surface of the recess reflecting the radiation is made in the form of the surface of the body of revolution, or in the form of another radiation concentrator so that the lateral radiation of the crystals is directed towards the optical element forming the radiation of the desired indicatrix. The device also contains a first electrode, a copper base, on which a semiconductor crystal is mounted, a second electrode of polyamide material at
Description
Полезная модель относится к области электронной техники, в частности к полупроводниковым приборам, а именно к светодиодным устройствам, и может найти применение в полупроводниковой промышленности при разработке и производстве светодиодных устройств, используемых в коммунальном хозяйстве, рекламе, автомобильной промышленности, энергетике, железнодорожном транспорте и в других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of electronic technology, in particular to semiconductor devices, namely LED devices, and can be used in the semiconductor industry in the design and manufacture of LED devices used in utilities, advertising, the automotive industry, energy, railway transport and other industries.
Светодиодные устройства широко применяются для сигнализации о режиме работы различной аппаратуры, в системах освещения и подсветки, моноцветных, многоцветных и полноцветных экранах индивидуального и коллективного пользования любого формата, для подсветки в неактивных приборах типа ЖКИ, в мобильных телефонах и др.LED devices are widely used for signaling the operating mode of various equipment, in lighting and backlight systems, single-color, multi-color and full-color screens for individual and collective use of any format, for illumination in inactive devices such as LCDs, in mobile phones, etc.
Использование светодиодных устройств вместо ламп накаливания значительно повышает надежность и снижает энергопотребление аппаратуры. При этом во многих случаях требуются светодиодные устройства с широкой гаммой цветов и оттенков светового потока, различной величиной и равномерностью светящегося пятна и разной мощностью (силой света) излучения.The use of LED devices instead of incandescent lamps significantly increases reliability and reduces power consumption of the equipment. Moreover, in many cases, LED devices with a wide range of colors and shades of the light flux, different size and uniformity of the luminous spot and different power (luminous intensity) of the radiation are required.
Наиболее важным параметром светодиодных устройств является мощность излучения, зависящая прежде всего от силы прямого электрического тока через р-n переход кристалла от теплового сопротивления кристалла и теплового сопротивления устройства в целом. Наименьшим тепловым сопротивлением обладают кристаллы серии XB900-S и EZ1000-S фирмы Стее. Тепловое сопротивление подобных кристаллов находится на уровне единиц градусов на ватт. В то же время тепловое сопротивление лампы XL7090 с применением данных кристаллов составляет порядка 17°С/Вт. Таким образом, с применением радиаторов, наибольшую The most important parameter of LED devices is the radiation power, which depends primarily on the direct electric current through the pn junction of the crystal on the thermal resistance of the crystal and the thermal resistance of the device as a whole. The lowest thermal resistance is possessed by crystals of the XB900-S and EZ1000-S series of the company Stee. The thermal resistance of such crystals is at the level of units of degrees per watt. At the same time, the thermal resistance of the XL7090 lamp using these crystals is about 17 ° C / W. Thus, with the use of radiators, the greatest
мощность, которую можно рассеять на такой лампе, при температуре окружающей среды +20°С равна 3 Вт. В случае применения медного основания и посадки на него кристалла, тепловое сопротивление уменьшается до 3°С/Вт. С применением соответствующего радиатора рассеиваемая мощность увеличивается до 10 Вт. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому светодиодному устройству является прибор NECG050AT фирмы "Nichia" и патент РФ 2267188, МПК 7 H01L 33/00, дата приоритета 2003.06.23. Недостатком ближайших аналогов является сложность технологического процесса сборки, а также недостаточная светоотдача.the power that can be dissipated on such a lamp at an ambient temperature of + 20 ° C is 3 watts. In the case of using a copper base and landing a crystal on it, the thermal resistance decreases to 3 ° C / W. Using the appropriate radiator, the dissipated power is increased to 10 watts. The closest in technical essence to the proposed LED device is the NECG050AT device of the company "Nichia" and RF patent 2267188, IPC 7 H01L 33/00, priority date 2003.06.23. A disadvantage of the closest analogues is the complexity of the assembly process, as well as insufficient light output.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение мощности (силы света) излучения светодиодного устройства. Одной из особенностей изготовления данного светодиодного устройства, является полная автоматизация сборочных процессов, где, в частности, разделение ленты основания на отдельные готовые приборы происходит после тестирования всех светодиодных устройств на ленте.The technical result of the invention is to increase the power (luminous intensity) of the radiation of an LED device. One of the features of manufacturing this LED device is the complete automation of assembly processes, where, in particular, the separation of the base tape into separate finished devices occurs after testing all the LED devices on the tape.
Заявленный технический результат достигается следующим образом.The claimed technical result is achieved as follows.
Светодиодное полупроводниковое устройство, предназначенное для сборки методом поверхностного монтажа, содержит источник излучения и держатель источника излучения с присоединительными выводами. Источник излучения выполнен в виде, по меньшей мере, одного кристалла, взаимодействующего с электродами, покрытыми с внешней и внутренней сторон держателя изолирующим полиамидным слоем, обеспечивающим возможность проведения поверхностного монтажа. Основание держателя источника излучения выполнено из металла, имеет, по меньшей мере, одно углубление с плоским дном для размещения, по меньшей мере, одного кристалла и отражающую боковую поверхность в форме тела вращения, либо в форме иного концентратора излучения, выполненного с возможностью формирования бокового излучения каждого кристалла в сторону оптического элемента, формирующего излучение нужной индикатрисы.The LED semiconductor device intended for surface mounting assembly comprises a radiation source and a radiation source holder with connecting leads. The radiation source is made in the form of at least one crystal interacting with electrodes coated on the outer and inner sides of the holder with an insulating polyamide layer, which allows surface mounting. The base of the holder of the radiation source is made of metal, has at least one recess with a flat bottom for accommodating at least one crystal and a reflecting side surface in the form of a body of revolution or in the form of another radiation concentrator configured to form side radiation each crystal in the direction of the optical element that forms the radiation of the desired indicatrix.
Основание держателя источника излучения может быть выполнено из металлов группы Медь, Алюминий, Серебро, Латунь, Железо, или сплавов на их основе.The base of the holder of the radiation source can be made of metals of the group Copper, Aluminum, Silver, Brass, Iron, or alloys based on them.
Функцию одного из электродов может выполнять основание.The function of one of the electrodes can be performed by the base.
Один или оба электрода могут изолированы от основания изолирующим слоем, выполненным из термопластичного термостойкого полимера, стеклообразного или керамического диэлектрика или диэлектрической пасты.One or both of the electrodes can be insulated from the base with an insulating layer made of thermoplastic heat-resistant polymer, a glassy or ceramic dielectric or dielectric paste.
Объем углубления заполнен герметизирующем компаундом. В компаунд может добавляться диспергатор и/или люминофор.The volume of the recess is filled with a sealing compound. A dispersant and / or phosphor may be added to the compound.
Оптический элемент, формирующий необходимую индикатрису излучения, выполнен из того же герметика, которым заполнен объем углубления основания.The optical element forming the necessary radiation indicatrix is made of the same sealant with which the volume of the base recess is filled.
Основание держателя источника излучения может быть выполнено в виде пластины или ленты с перфорацией или без перфорации для автоматической сборки устройства.The base of the holder of the radiation source can be made in the form of a plate or tape with or without perforation for automatic assembly of the device.
Изолирующее покрытие может быть выполнено в виде пластины или ленты с перфорацией или без перфорации для автоматической сборки устройства.The insulating coating can be in the form of a plate or tape with or without perforation for automatic assembly of the device.
Электроды могут быть выполнены в виде пластины или ленты с перфорацией или без перфорации для автоматической сборки устройства.The electrodes can be made in the form of a plate or tape with or without perforation for automatic assembly of the device.
Электрод со сформированным на нем изолирующем слоем может быть выполнен в виде ленты, завальцованной вокруг края основания, выполненного в виде ленты.The electrode with the insulating layer formed on it can be made in the form of a tape rolled around the edge of the base, made in the form of a tape.
Материал кристалла излучателя выбирают из группы состоящей из GaN, InGaALN, GaAs, InP, SiC, ZnO.The material of the emitter crystal is selected from the group consisting of GaN, InGaALN, GaAs, InP, SiC, ZnO.
Для посадки кристаллов методом флип-чип технологии (обратный монтаж) углубление в основании может отсутствовать.For planting crystals using flip-chip technology (reverse mounting), a recess in the base may be absent.
Оптический элемент, формирующий необходимую индикатрису излучения, выполняется при герметизации устройства.The optical element that forms the necessary indicatrix of radiation is performed when the device is sealed.
Электроды могут быть выполнены из одного или нескольких слоев материалов, выбранных из группы, состоящей из Ti, Pt, Ni, Au, Sn, Сu, паст или сплавов на их основе.The electrodes can be made of one or more layers of materials selected from the group consisting of Ti, Pt, Ni, Au, Sn, Cu, pastes or alloys based on them.
Основание держателя источника излучения может, изолирующее покрытие и электроды могут быть выполнены из паст по толстопленочной технологии, методами напыления или гальванического осаждения.The base of the holder of the radiation source can, the insulating coating and the electrodes can be made of pastes by thick-film technology, spraying or galvanic deposition.
В качестве источника излучения устройство содержит один и более отдельных полупроводниковых кристаллов одноцветного либо разноцветного излучения оптического диапазона, размещенных на общем основании, причем основание содержит углубление с плоским дном и отражающей боковое излучение кристаллов боковой поверхностью. Боковая поверхность углубления представляет собой поверхность тела вращения, преимущественно усеченную коническую поверхность, либо форму иного концентратора излучения так, чтобы боковое излучение каждого кристалла направлялось в сторону оптического элемента формирующего индикатрису излучения.As a radiation source, the device contains one or more separate semiconductor crystals of the same color or multi-color radiation of the optical range, placed on a common base, and the base contains a recess with a flat bottom and reflecting lateral radiation of the crystals of the side surface. The lateral surface of the recess is the surface of the body of revolution, a predominantly truncated conical surface, or the shape of another radiation concentrator so that the lateral radiation of each crystal is directed toward the optical element of the radiation forming the indicatrix.
Модель иллюстрируется фиг. фиг.1 и 2 где представлены варианты общего вида заявленного светодиодного устройства, где 1 - медное основание с углублением, выполненное в форме перевернутого усеченного конуса, 2 - один из кристаллов излучателя света, 3 - электрические выводы, 4 - формирующее излучение линза, 5 - проводник к контакту кристалла.The model is illustrated in FIG. Figures 1 and 2, where variants of the general view of the claimed LED device are presented, where 1 is a copper base with a recess made in the form of an inverted truncated cone, 2 is one of the crystals of the light emitter, 3 is the electrical terminals, 4 is a radiation-forming lens, 5 is conductor to the contact of the crystal.
Работа светодиодного устройства может быть описана следующим образом.The operation of the LED device can be described as follows.
При подаче на выводы 3 электрического напряжения обеспечивающего протекание прямого электрического тока через кристалл излучателя света 2, кристалл начинает испускать свет. Излучение с верхней поверхности кристалла излучателя света 2 и его боковых поверхностей после отражения усеченной конической поверхностью попадает на слой полимерного герметизирующего компаунда, а затем на оптическую систему, формирующую излучение нужной индикатрисы. В зависимости от требуемой When applying voltage to the terminals 3, which ensures the flow of direct electric current through the crystal of the light emitter 2, the crystal begins to emit light. The radiation from the upper surface of the crystal of the light emitter 2 and its side surfaces after reflection by a truncated conical surface falls on the layer of the polymer sealing compound, and then on the optical system that forms the radiation of the desired indicatrix. Depending on required
диаграммы направленности излучения применяется соответствующая конфигурация линзы. Наличие полимерного герметизирующего компаунда обеспечивает влагозащищенность кристаллов излучателей 2. На фигурах 2, 3 показаны варианты изготовления излучателей с применением металлического основания и полиамидных носителей. Технологический маршрут изготовления светодиодного устройства представлен на фигуре 4, где показаны варианты технологии изготовления одиночного СД и перфорированной ленты основания. Описанная конструкция светодиодного устройства обеспечивает величину теплового сопротивления 5°С/Вт. и увеличение прямого тока через светодиод до 80 мА и более без потери линейности люкс-амперной характеристики.radiation patterns apply the appropriate lens configuration. The presence of a polymer sealing compound provides moisture resistance of the crystals of the emitters 2. Figures 2, 3 show the manufacturing options for emitters using a metal base and polyamide carriers. The technological route for manufacturing the LED device is presented in figure 4, which shows the options for manufacturing a single LED and perforated base tape. The described design of the LED device provides a thermal resistance of 5 ° C / W. and an increase in direct current through the LED to 80 mA or more without loss of linearity of the lux-ampere characteristic.
Примеры конкретного выполнения предлагаемого светодиодного устройства иллюстрируются показателями, приведенными в таблицах 1-2.Examples of specific performance of the proposed LED device are illustrated by the indicators given in tables 1-2.
В таблице 1 представлены характеристики ярких полупроводниковых светодиодных устройств.Table 1 presents the characteristics of bright semiconductor LED devices.
В таблице 2 представлены максимальные рабочие характеристики полупроводниковых светодиодных устройств для поверхностного монтажа.Table 2 summarizes the maximum performance of LED surface mount semiconductor devices.
Варианты технологий изготовления заявленного сведодиодного устройства могут быть следующими:Variants of manufacturing techniques of the claimed LED device may be as follows:
1. Технология «Матрица», включает:1. The technology "Matrix" includes:
формирование прессованием и вырубкой пластин основания, электродов и изолирующего слоя;the formation by pressing and cutting of base plates, electrodes and an insulating layer;
совмещение и прессование пластин при температуре;combination and pressing of plates at a temperature;
резка пластин лазером на отдельные элементы.laser cutting of plates into individual elements.
2. Технология «Лента»:2. Technology "Tape":
формирование ленты основания прессованием и вырубкой;the formation of the base tape by pressing and cutting;
вырезка ленты электродов с изоляционным слоем;cutting tape electrodes with an insulating layer;
завальцовывание ленты электродов с изоляционным слоем вокруг одного края ленты основания;rolling of an electrode tape with an insulating layer around one edge of the base tape;
прессование лент при температуре;pressing tapes at temperature;
разрезка лент лазером на отдельные элементы.laser cutting of ribbons into individual elements.
Как видно из описания изобретения и примеров его конкретного осуществления, разработанное светодиодное устройство может найти широкое промышленное применение.As can be seen from the description of the invention and examples of its specific implementation, the developed LED device can find wide industrial application.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133187/222007133187/22U RU79215U1 (en) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | SEMICONDUCTOR LED DEVICE FOR ASSEMBLY BY SURFACE MOUNTING |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133187/222007133187/22U RU79215U1 (en) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | SEMICONDUCTOR LED DEVICE FOR ASSEMBLY BY SURFACE MOUNTING |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU79215U1 true RU79215U1 (en) | 2008-12-20 |
Family
ID=48229360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007133187/222007133187/22U RU79215U1 (en) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | SEMICONDUCTOR LED DEVICE FOR ASSEMBLY BY SURFACE MOUNTING |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU79215U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449422C1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Light diode source of radiation |
RU2503095C1 (en) * | 2012-06-29 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Optical module of light diode lamp |
-
2007
- 2007-09-04 RU RU2007133187/222007133187/22U patent/RU79215U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449422C1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Light diode source of radiation |
RU2503095C1 (en) * | 2012-06-29 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Optical module of light diode lamp |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11543081B2 (en) | LED assembly with omnidirectional light field | |
JP6949089B2 (en) | Light emitting module and its manufacturing method | |
US8994057B2 (en) | Light emitting devices for light emitting diodes (LEDS) | |
US10439112B2 (en) | Light emitter packages, systems, and methods having improved performance | |
US8624271B2 (en) | Light emitting devices | |
CN105226167A (en) | A kind of flexible LED filament of full angle luminescence and manufacture method thereof | |
CN104425657A (en) | Light emitting diode assembly and related lighting device | |
JP4802304B2 (en) | Semiconductor light emitting module and manufacturing method thereof | |
US20060139932A1 (en) | Light-emitting unit with enhanced thermal dissipation and method for fabricating the same | |
CN102032483B (en) | Light-emitting diode (LED) plane light source | |
JP2008091459A (en) | Led illumination apparatus and manufacturing method thereof | |
US20120049204A1 (en) | Led module | |
RU79215U1 (en) | SEMICONDUCTOR LED DEVICE FOR ASSEMBLY BY SURFACE MOUNTING | |
RU2267188C2 (en) | Light-emitting diode semiconductor device in casing for surface wiring | |
CN210778592U (en) | Stage lighting source | |
CN212361627U (en) | Color-adjustable COB light source | |
CN213958985U (en) | Mini LED backlight device | |
KR101431588B1 (en) | Chip on board Light-Emitting Diode package of high efficiency | |
CN209880611U (en) | Flip-chip COB light source module with UV curing purple light and common light source | |
CN210245493U (en) | Special COB light source of sales counter | |
CN110808324A (en) | LED chip flip-chip method | |
JP2003347599A (en) | Display element | |
CN112490337A (en) | Mini LED backlight device and preparation method thereof | |
CN110701584A (en) | Method for manufacturing light-emitting diode light source and method for manufacturing light-emitting diode car lamp | |
CN113345812A (en) | Packaging process of LED wafer-level chip-free substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110905 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20120527 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130905 |