TW201340428A - 發光二極體及其製造方法 - Google Patents

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Wei-Chun Yeh
Cheng-Chao Chao
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Abstract

一種發光二極體，包括一基板、設於該基板上的兩電極，該基板上還設有一導熱層，該基板包括一頂面，該兩電極及該導熱層均設於該頂面上，該導熱層沿該電極的邊緣貼合於該基板的頂面上，且該兩電極之間及該兩電極與該導熱層之間均相互間隔絕緣。本專利還揭示了一種發光二極體的制造方法。

Description

發光二極體及其製造方法
本發明涉及一種發光二極體及其製造方法。
發光二極體作為一種新興的光源，目前已廣泛應用於多種場合之中，並大有取代傳統光源的趨勢。
習知的發光二極體通常包括一基座、設於基座上的兩電極、與該兩電極電連接的一發光晶片及封裝所述電極及發光晶片的一封裝體。該電極為附著於該基座上的金屬薄片，由於金屬具有較佳的導熱性，故，該電極在發光二極體的導熱及散熱方面亦具有一定之功效，但該電極通常具有一定的形狀，並不是將基座全部覆蓋，故，這種結構的發光二極體的散熱效果不甚理想。
該電極的一種成型方式為，先將金屬薄片披覆於一基座上，然後藉由蝕刻的方法去除不需要的部分，從而在基座上形成所需形狀的電極。然而，該方法需要使用大量的化學試劑，不利於環保。該電極的另一種成型方式為，先將金屬薄片藉由衝壓的方法形成所需形狀的電極，再將電極披覆於基座上，這種方法雖然避免了使用化學試劑，但在衝壓過程中形成大量邊料，造成資源的極大浪費，同樣不利於環保。
本發明旨在提供一種散熱效果好且有利於環保的發光二極體及其製造方法。
一種發光二極體，包括一基板、設於該基板上的兩電極，該基板上還設有一導熱層，該基板包括一頂面，該兩電極及該導熱層均設於該頂面上，該導熱層沿該電極的邊緣貼合於該基板的頂面上，且該兩電極之間及該兩電極與該導熱層之間均相互間隔絕緣。
一種發光二極體的製造方法，包括步驟：
（1）提供一基板，該基板由絕緣且可熱壓變形的材料製成，該基板且具有一平坦的頂面；
（2）於該基板的頂面上披覆一金屬箔層；
（3）提供一衝壓模具，以該衝壓模具衝壓該金屬箔層及基板，使該金屬箔層分裂成兩電極及一導熱層，該導熱層沿該電極的邊緣貼合於該基板的頂面上，且該兩電極之間及該兩電極與該導熱層之間均相互間隔絕緣。
一種發光二極體，該發光二極體為上述發光二極體製造方法製造。
在該發光二極體中，由於基座上同時覆蓋有電極及導熱層，故，該發光二極體工作時產生的熱量，可以藉由電極及導熱層同時向基座及外部傳層，從而可大大提升散熱性能。上述發光二極體製造方法中，電極採用衝壓成型的方式直接成型於基座上，未用化學試劑，避免了對環境的污染，並且衝壓過程中形成的邊料直接熱壓於發光二極體的基座上作為導熱層，不僅避免了邊料的浪費，而且還有利於發光二極體的散熱。
下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。
圖1及圖2示出了本發明第一實施例中的發光二極體100，該發光二極體100包括一基座10、設於該基座10上的兩電極20及一導熱層30、與所述兩電極20電連接的一發光晶片40，及封裝所述發光晶片40的封裝體50。
該基座10呈矩形板狀，該基座10由絕緣材料製成，如塑膠等。該基座10的頂面上設有間隔相對的兩凸起11，每一凸起11呈E形，該兩凸起11呈鏡面對稱設置，該兩凸起11的頂端用於貼設該兩電極20。該基座10的頂面上除該凸起11以外的其他部分相對於該兩凸起11位置較低，用於貼設該導熱層30。每一凸起11的頂部相對於該基座10的頂面的高度大於該導熱層30的厚度的兩倍，從而使該凸起11頂部的電極20與該導熱層30在高度方向上相互間隔絕緣。
每一電極20的形狀與該基座10上對應的一凸起11的形狀相同，即呈E形，從而完全覆蓋該凸起11的頂部。每一電極20包括一連接部21及自該連接部21的一側向外延伸的三個枝部22，該兩電極20的連接部21相互靠近，以便於與該發光晶片40的兩電觸點連接，該兩電極20的枝部22分別向相反的方向延伸。該兩電極20與該導熱層30的材料相同，均為金屬箔片，如銅箔、鋁箔等，均具有金屬導熱性。該導熱層30沿該凸起11及電極20的邊緣貼合於該基座10的頂面上。
該發光晶片40的兩電觸點藉由焊接的方式分別與該兩電極20的連接部21電連接。在其他的實施例中，該發光晶片40的兩電極還可藉由共晶或打線的方式與該兩電極20電連接。
該封裝體50呈長方體狀，覆蓋於該發光晶片40、電極20及導熱層30上。該封裝體50將該發光晶片40封裝其內。該封裝體50由耐高溫的透光材料製成，如有機玻璃，環氧樹脂等。該兩電極20的枝部22的自由末端分別自該封裝體50的相對兩側向伸出，以便於該電極20與外部電路連接。該導熱層30的邊緣亦於該封裝體50的側向外露，以便於向外界傳導熱量。
在該發光二極體100中，由於該基座10朝向發光晶片40的頂面全部被電極20及導熱層30覆蓋，故，該發光二極體100工作時產生的熱量，可以藉由電極20及導熱層30同時向基座10及外部傳層，從而可大大提升散熱性能。
圖3示出了上述實施例中的發光二極體100的製造方法的各個步驟，該製造方法主要包括S1~S5七個步驟，具體如下：
步驟S1，如圖4所示，提供一基板60，該基板60呈矩形且具有一平坦的頂面61。該基板60由絕緣且可熱壓變形的材料製成，如，環氧樹脂、聚乙烯、聚醚碸樹脂、聚四氟乙烯等。
步驟S2，於該基板60上披覆一金屬箔層70，如銅箔、鋁箔等，將該金屬箔層70披覆於基板60的整個頂面61上。
步驟S3，如圖5所示，提供一衝壓模具80，該衝壓模具80具有一衝壓面81，該衝壓面81上設有間隔設置的兩凹槽82，每一凹槽82大致呈E形，該兩凹槽82對稱設置，每一凹槽82的深度大於該金屬箔層70的厚度的兩倍。
如圖6所示，將該衝壓模具80的衝壓面81朝向該金屬箔層70及基板60，並將該衝壓模具80加熱，然後以該衝壓模具80衝壓該金屬箔層70及基板60。
如圖7所示，該金屬箔層70在該衝壓模具80的衝壓下分裂成兩個E形的電極20及分佈於該兩電極20周圍的一導熱層30，其中，該兩電極20形成於該衝壓模具80的凹槽82所在處，然後該衝壓模具80的衝壓面81藉由該導熱層30熱壓該基板60的頂面61，將導熱層30熱壓在該基板60頂面61的同時，該頂面61被熱壓變形，從而於正對衝壓模具80的凹槽82處形成凸起11，繼續熱壓，直至該凹槽82的底面將該電極20熱壓於對應凸起11的頂部。此時，該基板60成型為該發光二極體100的基座10。
步驟S4，提供一發光晶片40，將該發光晶片40按其結構選擇適當的固定方式固定於該電極20上。例如，如圖2所示，當該發光晶片40為水準型發光晶片時，可直接藉由焊接將該發光晶片40的兩電觸點分別與該基座10上的兩電極20電連接。當該發光晶片40為垂直型晶片時，可以將該發光晶片40的其中一電觸點藉由焊接的方式固定於該基座10上的一電極20上，再藉由打線的方式將該發光晶片40的另一電觸點與另一電極20電連接。
步驟S5，於該發光晶片40上形成封裝體50，該封裝體50為透光材料，如有機玻璃，環氧樹脂等。該封裝體50藉由點膠的方式成型於該發光晶片40上，亦可以藉由射出成型的方式成型於該發光晶片40上，再或者先預成型封裝體50，再將封裝體50黏合於該基座10上，預成型時，該封裝體50朝向發光晶片的底部成型有收容發光晶片40、電極20及凸起11的收容槽51(如圖2所示)。
上述發光二極體的製造方法中，電極20採用衝壓成型的方式直接成型於基座10上，未用化學試劑，避免了對環境的污染，並且衝壓過程中形成的邊料直接熱壓於發光二極體100的基座10上作為導熱層30，不僅避免了邊料的浪費，而且還有利於發光二極體100的散熱。
該電極20及基座10上的凸起11的形狀可以藉由改變衝壓模具80上的凹槽82的形狀來控制，例如，圖8所示為本發明第二實施的發光二極體製造方法中的衝壓模具80a，該衝壓模具80a的衝壓面81a上的兩凹槽82a、83a的形狀不同，其中一凹槽82a包括一E形的第一外側槽821、一圓形的第一內側槽822以及將該第一外側槽821與該第一內側槽822連接的一第一連接槽823；另一凹槽83a包括一E形的第二外側槽831、一扇環形的第二內側槽832以及將該第二外側槽831與該第二內側槽832連接的一第二連接槽833。該兩凹槽82a、83a相互間隔，且該第二內側槽832圍繞於該第一內側槽822的外部。該第一內側槽822具有較大的面積，故，藉由該衝壓模具80a成型的電極較適合於垂直型發光晶片。
藉由改變具衝壓模具80上的凹槽82的深度，可以成型具有複雜形狀的基座10及電極20，圖9所示為本發明第三實施的發光二極體製造方法中衝壓成型過程，在該實施例中，由於衝壓模具80b上的每一凹槽82b不同位置的深度不同，故，成型後的基座10b及電極20b具有3D立體結構。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
100．．．發光二極體
10、10b．．．基座
11．．．凸起
20、20b．．．電極
21．．．連接部
22．．．枝部
30．．．導熱層
40．．．發光晶片
50．．．封裝體
51．．．收容槽
60．．．基板
61．．．頂面
70．．．金屬箔層
80、80a、80b．．．衝壓模具
81、81a．．．衝壓面
82、82a、82b、83a．．．凹槽
821．．．第一外側槽
822．．．第一內側槽
823．．．第一連接槽
831．．．第二外側槽
832．．．第二內側槽
833．．．第二連接槽
圖1為本發明第一實施例中的發光二極體的結構示意圖。
圖2為圖1中的發光二極體的立體分解圖。
圖3為本發明發光二極體的製造方法流程圖。
圖4示出了圖3所示的製造方法的第一、二個步驟。
圖5至圖6示出了圖3所示的製造方法的第三個步驟。
圖7為本發明發光二極體的製造方法中完成第三個步驟後基板及金屬箔層的狀態圖。
圖8為本發明第二實施例中的發光二極體的製造方法中模具的仰視圖。
圖9為本發明第三實施例中的發光二極體的製造方法中的衝壓示意圖。
100．．．發光二極體
10．．．基座
11．．．凸起
20．．．電極
30．．．導熱層

Claims (11)

  1. 一種發光二極體，包括一基板、設於該基板上的兩電極，其改良在於：該基板上還設有一導熱層，該基板包括一頂面，該兩電極及該導熱層均設於該頂面上，該導熱層沿該電極的邊緣貼合於該基板的頂面上，且該兩電極之間及該兩電極與該導熱層之間均相互間隔絕緣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中該電極及該導熱層均為金屬箔片，且材料相同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中該基板的頂面上間隔設有兩凸起，該兩電極分別貼合於該兩凸起的頂端，該導熱層沿該凸起的邊緣貼合於該基板的頂面上，每一凸起的頂端相對於該基板的頂面的高度大於該導熱層的厚度的兩倍。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體，其中該電極與該凸起的形狀相同，均呈E形，每一電極包括一連接部及自該連接部的一側向外延伸的複數枝部，該兩電極的連接部相互靠近，該兩電極的枝部分別向相反的方向延伸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，還包括與該兩電極電連接的一發光晶片及封裝該發光晶片的一封裝體，該兩電極的末端分別自該封裝體的相對兩側向伸出，該導熱層的邊緣於該封裝體的側向外露。
  6. 如申請專利範圍第1至5任意一項所述的發光二極體，其中該基座的頂面全部被電極及導熱層覆蓋。
  7. 一種發光二極體製造方法，包括步驟：
    （1）提供一基板，該基板由絕緣且可熱壓變形的材料製成，該基板且具有一平坦的頂面；
    （2）於該基板的頂面上披覆一金屬箔層；
    （3）提供一衝壓模具，以該衝壓模具衝壓該金屬箔層及基板，使該金屬箔層分裂成兩電極及一導熱層，該導熱層沿該電極的邊緣貼合於該基板的頂面上，且該兩電極之間及該兩電極與該導熱層之間均相互間隔絕緣。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體製造方法，其中該衝壓模具具有一衝壓面，該衝壓面上設有間隔設置的兩凹槽，每一凹槽的深度大於該金屬箔層的厚度的兩倍，步驟（3）中，該兩電極形成於該衝壓模具的凹槽所在處，該衝壓模具的衝壓面藉由該導熱層熱壓該基板的頂面，將導熱層熱壓在該基板頂面，同時該頂面被熱壓變形，從而於正對衝壓模具的每一凹槽處形成一凸起，該凹槽的底面將該電極熱壓於對應凸起的頂部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體製造方法，其中每一凹槽不同位置的深度不同。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體製造方法，還包括步驟（4）：提供一發光晶片，將該發光晶片的兩電觸點與該兩電極電連接，並於該發光晶片上形成一封裝體，該兩電極的末端分別自該封裝體的相對兩側向伸出，該導熱層的邊緣於該封裝體的側向外露。
  11. 一種發光二極體，該發光二極體為上述申請專利範圍第7至10項中任意一項所述的發光二極體製造方法製造。
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